Une méthode volumétrique pour la Quantification du vasospasme cérébral dans un modèle murin d’hémorragie sous-arachnoïdienne

L’objectif global de cette procédure est de quantifier le spasme vasculaire cérébral chez la souris, après l’induction d’une hémorragie sous-arachnoïdienne. Pour ce faire, l’animal est soumis à une perfusion transcardiaque et à un moulage endovasculaire, à l’aide d’un agent de moulage radio-opaque. L’étape suivante consiste à obtenir des données d’image en coupe transversale, en soumettant le cerveau à une tomographie par micro-ordinateur.

Ensuite, l’image et les données sont traitées. Le logiciel Miro est utilisé pour reconstruire virtuellement l’arbre vasculaire intracrânien et pour calculer les volumes de segments vasculaires définis, qui représentent une mesure objective pour quantifier les spasmes vasculaires. L’hémorragie sous-arachnoïdienne est induite chez la souris par la perforation du filament endovasculaire sous anesthésie avec de l’isoflurane.

L’artère carotide externe gauche est préparée chirurgicalement. Ensuite, un filament est inséré dans l’artère carotide externe et avancé intracrânialement à travers l’artère carotide interne, qui est perforée au niveau de la carotide t, induisant l’hémorragie sous-arachnoïdienne. Une augmentation de la pression intracrânienne est considérée comme un indicateur de perforation endovasculaire réussie.

Pour analyser le spasme vasal, induire une anesthésie. Ne continuez qu’après avoir atteint un niveau d’anesthésie suffisant, ce qui est confirmé par l’absence de réactions aux stimuli de la douleur. Effectuez une perfusion transcardiaque à l’aide des solutions suivantes.

Une solution saline physiologique contenant les concentrations physiologiques de sodium, de potassium, de calcium et de magnésium à un ph de sept virgule quatre. Et ensuite, une solution à 4 % de PFA. Commencez la profusion avec la solution numéro un pendant deux minutes et continuez avec la solution numéro deux pendant quatre minutes.

Perfusez les solutions à une température de 37 degrés Celsius et utilisez une pompe à pression contrôlée avec un taux de perfusion variable pour perfuser avec une pression constante de 70 millimètres de mercure. Évitez une perte de pression lors du passage de la solution un à la solution deux. Après la perfusion avec les deux solutions, poursuivre la perfusion pendant 20 minutes à température ambiante avec un agent de coulée radio-opaque à un débit constant de deux millilitres par minute.

Maintenez l’échantillon pour le durcissement du matériau de coulée radio-opaque à quatre degrés Celsius pendant la nuit. Et retirez le cerveau et stockez l’échantillon à quatre degrés Celsius dans une solution à 4 % de PFA jusqu’à micro-sétion. Placez le cerveau au milieu d’un tube en plastique à l’aide d’une pince anatomique émoussée.

Choisissez un tube d’un diamètre légèrement supérieur à celui de l’échantillon, afin de vous assurer que l’objet ne bouge pas lors de l’acquisition de l’image. Utilisez de la gaze pour fermer le tube. Fixez le tube en plastique à l’aide d’un moteur pas à pas du système de positionnement de commande navigué par ordinateur dans la cabine de rayons X, dans lequel l’objet est tourné autour de son axe horizontal.

Alignez l’échantillon dans le champ de vision sous radiographie à rayons X. Pour obtenir le grossissement maximal, placez l’objet aussi près que possible de la source de rayons X et maximisez autant que possible la distance au détecteur. Utilisez un protocole d’acquisition d’image étape et prise de vue avec les paramètres de balayage suivants.

Réglez le temps d’exposition à une seconde pour chaque projection et utilisez une tension de tube de 80 kilovolts pour optimiser le rapport signal sur bruit. Définissez le nombre de projections sur 1 000 pour une rotation. Pour la reconstruction des données brutes, utilisez l’algorithme de rétroprojection filtrée, c’est-à-dire le filtre de Shepp-Logan avec une matrice de 1 024 voxels cubes.

Importez des données dicom dans un logiciel Miro à l’aide de la fonction import. Visualisez l’arbre des vaisseaux avec la fonction vol-run. Choisissez le seuil de visualisation jusqu’à ce que les grandes artères cérébrales soient représentées par des contours nets.

Il est important d’utiliser le même seuil de visualisation pour tous les ensembles de données appartenant à la série expérimentale. Disséquer virtuellement les artères cérébrales basales du cercle de Willis, avec un volume fonctionnel ajouté en entourant les vaisseaux avec le cur-zon. Ensuite, disséquez virtuellement le segment de vaisseau à analyser.

Par conséquent, faites pivoter le modèle tridimensionnel de l’arbre vasculaire afin de séparer avec précision toutes les petites branches de l’artère principale. Il est essentiel pour la suite de l’analyse de supprimer tous les navires, à l’exception du segment de navire à analyser. Appliquez la fonction squelette automatique avec le seuil défini sur le seuil de visualisation, qui génère un graphique spatial basé sur une ligne centrale.

Appliquez ensuite la fonction graphique spatial à un ensemble de lignes, pour créer un ensemble de lignes. Divisez l’ensemble de lignes en ses sous-segments uniques en choisissant manuellement les sous-segments uniques avec le curseur et en cliquant sur diviser. Cette étape est cruciale pour calculer les volumes des sous-segments uniques.

Utilisez la ligne de fonction définie sur spatial graph pour créer à nouveau un graphe spatial. Utilisez la fonction statistiques de graphique spatial pour déterminer la longueur, le volume et le diamètre de chaque sous-segment. Pour une visualisation codée en couleur, représentant la trajectoire du diamètre du récipient, utilisez les fonctions vue graphique spatiale.

Définissez la coloration des segments sur l’épaisseur, qui correspond au diamètre du récipient. Il est important de choisir la même palette de couleurs pour tous les ensembles de données appartenant à la série expérimentale. Additionnez les longueurs des sous-segments pour déterminer quels sous-segments doivent être inclus dans l’analyse plus approfondie.

Dans la présente étude, nous avons évalué un segment de vaisseau composé d’un millimètre de l’artère carotide interne, proximal de la carotide t et de deux virgule cinq millimètres de l’artère cérébrale distale de la carotide t. Ensuite, additionnez les volumes pour déterminer le volume du récipient du segment de récipient défini. Pour évaluer la précision de la reconstruction virtuelle de l’arbre vasculaire, nous avons effectué la comparaison basée sur le diamètre entre les diamètres des vaisseaux déterminés au microscope et à partir des reconstructions virtuelles 3D à deux points anatomiquement définis dans dix échantillons de cerveau.

Pour la détermination microscopique des diamètres des cuves, une caméra haute résolution, un outil d’étalonnage logiciel, des échelles micrométriques utilisées, il n’y avait pas de différences significatives entre les diamètres déterminés au microscope et virtuellement. Indiquant une reconstruction virtuelle précise de l’anatomie vasculaire intracrânienne. Pour quantifier le spasme basal cérébral, nous avons déterminé le volume d’un segment vasculaire représentatif prédéfini de trois virgule cinq millimètres, composé d’un millimètre IC8 et de deux virgule cinq millimètres MCA sur la gauche.

Dans des échantillons de cerveau d’animaux exploités par des HSA et des animaux simulés. Le volume des vaisseaux était significativement plus faible dans l’HSA par rapport au placebo, indiquant un spasme vasculaire cérébral. Le diamètre des vaisseaux était également significativement plus faible dans l’HSA que dans le smock.

La reconstruction virtuelle réalisée avec la méthode présentée ici reflète fidèlement l’anatomie vasculaire. Des segments entiers de vaisseaux peuvent être examinés, ce qui présente probablement un paramètre plus objectif pour quantifier le vasospasme que la détermination des diamètres des vaisseaux en un seul point. L’évaluation volumétrique conduit à des différences plus importantes entre les vaisseaux vasospastiques et non vasospastiques par rapport à l’évaluation des diamètres des vaisseaux uniquement.