Stéréotaxie guidée par résonance magnétique pour les perfusions dans le cerveau du porc

Ici, nous étendons l’application de la stéréotaxie guidée par RM au cerveau du porc pour délivrer et surveiller la distribution d’un agent de perfusion. La taille du cerveau porcin permet l’imagerie et les interventions neurochirurgicales translationnelles. Nous utilisons le modèle de porc pour l’injection stéréotaxique guidée par IRM dans une suite d’IRM 3T.

Nous rapportons visuellement la mise en œuvre de la procédure stéréotaxique chez les porcs et décrivons les adaptations de la suite d’IRM pour accueillir le porc, visualisons la procédure à la fois en imagerie vidéo et en IRM simultanée pour évaluer la distribution de l’infusat. Positionnement des animaux. Placez un sujet dans le tableau d’IRM en préparation de l’IRM.

Soulevez le torse avec des serviettes et des coussinets en mousse. L’objectif est que la tête tombe légèrement vers le bas, le cou fléchi et le museau touchant presque la table. Les broches du support de tête IRM ont été ancrées sur le zygome bilatéral pour maintenir la tête fixée à la table MR.

Une fois réglée, la table d’IRM est déplacée dans l’alésage du scanner jusqu’à ce que la tête du sujet atteigne la fin de l’alésage. Planification de l’insertion chirurgicale avec guidage de visualisation assisté par IRM. Préparez la zone de manière stérile.

Placez la grille de planification fiduciaire sur le cuir chevelu du sujet en apposant le côté adhésif de la grille sur la tête du patient, centré autour de l’emplacement du trou de bavure. Effectuez le scanner IRM avec la grille en place. Ajustez la trajectoire suggérée, y compris les points d’entrée et de cible souhaités, en faisant glisser manuellement les points d’entrée et de cible projetés dans le logiciel pour éviter les vaisseaux sanguins et minimiser les transgressions peeling et sulcales.

Une fois que la trajectoire souhaitée est identifiée en fonction des préférences du chirurgien, exécutez le logiciel de guidage par résonance magnétique pour trouver le point d’entrée sur la grille. Sécurisation de l’image stéréotaxique et ajustement itératif de l’alignement grâce à la projection logicielle. Assemblez le cadre stéréotaxique autour des coordonnées du point d’entrée souhaité sur la grille en fixant d’abord la base avec six vis à ancrage osseux et quatre vis décalées.

Fixez les six vis ancrées à l’os au crâne sur la grille à travers le cuir chevelu. Les six vis d’ancrage sont utilisées pour stabiliser le cadre stéréotaxique et éviter tout mouvement pendant le perçage. Fixez les quatre vis décalées situées à la base de la tour à travers la peau, ancrées sur le crâne.

Ils agissent comme une contre-force pour serrer les vis d’os centrales en soulevant la base du cadre vers les vis centrales et pour stabiliser la base. Une fois que la base du cadre stéréotaxique est sécurisée, continuez avec l’assemblage du cadre. Effectuez l’IRM MP-RAGE haute résolution pondérée T1, une option du logiciel IRM, avec le cadre défini en place pour capturer les fiduciaires de l’image et confirmer la trajectoire.

Confirmez la trajectoire d’insertion de canule projetée souhaitée avec le logiciel. Effectuez les réglages de tangage, de roulis et XY en tournant les molettes, comme indiqué par les paramètres de réglage de sortie dans le logiciel. À l’aide du logiciel de guidage par résonance magnétique, mesurez l’épaisseur du crâne de la trajectoire souhaitée et la distance totale au cerveau.

Perçage et insertion de la canule pour perfusion. Utilisez un gommage à l’iode avant d’effectuer l’incision pour prévenir l’infection. Faites une incision de trois centimètres sur le cuir chevelu à l’aide d’un scalpel sous le cadre stéréotaxique.

Configurez le cadre pour l’insertion du perçage en effectuant les ajustements avant de créer le trou d’accès. Retirez et remplacez le tube de guidage central par celui qui s’adapte à un foret de 3,4 millimètres pour le perçage. Assurez-vous qu’un assistant est présent pour maintenir le cadre en place pendant que le chirurgien s’entraîne avec la perceuse manuelle pour ajouter une stabilité supplémentaire à la monture.

Installez le cadre pour la deuxième insertion de forage afin d’élargir le trou de bavure et d’éviter les collisions osseuses qui pourraient modifier la trajectoire. Configurez la perceuse avec le foret de 4,5 millimètres. Remplacez le guide central par celui qui convient à ce foret plus grand.

Créez un trou de bavure de 4,5 millimètres. Percer la dure-mère avec un stylet tranchant. Insérez la canule de perfusion préamorcée et compatible avec le cadre.

Veuillez vous assurer que la canule a une contre-pression neutre ou positive constante pour éliminer les bulles d’air introduites. Le logiciel fournit une profondeur spécifique à la cible prévue. Mesurez la profondeur sur la canule de perfusion compatible avec le cadre stéréotaxique et utilisez la butée de profondeur associée à la canule.

Surveillance de la perfusion avec des IRM répétées. Commencez la perfusion de l’agent désiré en co-infusion avec un agent de contraste à base de gadolinium. Effectuer une IRM à intervalles réguliers pour surveiller la perfusion et le volume de distribution de l’agent inséré dans la canule dans le cerveau, ce qui peut être déduit en raison de la co-perfusion de gadolinium.

Une zone hyperintense autour de l’extrémité de la canule indique la présence de l’agent de contraste à base de gadolinium. Une fois la perfusion terminée, arrêtez la pompe. Laissez la canule rester dans le cerveau pendant cinq minutes après la fin de la perfusion avant de retirer la canule.

La position du porc dans le scanner IRM offre un accès optimal au chirurgien pour opérer et une autorisation pour le cadre stéréotaxique et la canule de perfusion. La visualisation guidée par IRM permet une planification et une insertion précises d’une canule dans le cerveau. Le cadre stéréotaxique est scanné dans le logiciel et ajusté pour atteindre efficacement l’emplacement souhaité.

Les IRM interopératoires itératives après la perfusion de canule montrent comment la perfusion est administrée au tissu cérébral. Le cadre stéréotaxique permet une infusion précise et contrôlée dans des modèles de cerveau de porc. Avec ce protocole, nous avons établi que des paramètres tels que le débit de perfusion ou la précision de l’insertion de la canule peuvent être modifiés en temps réel ou mis en pause selon l’imagerie intraprocédurale.

Le système d’imagerie par résonance magnétique en temps réel permet une détermination précise du volume de distribution. Les porcs, en tant que grands modèles animaux pour les perfusions suivies en IRM en temps réel, présentent la possibilité d’étudier l’administration de médicaments au cerveau avec l’administration de cellules et d’autres agents de valeur translationnelle. La visualisation guidée par RM fournit des conseils en temps réel pour l’accès au cerveau du porc, l’insertion de la canule et la surveillance de l’agent de perfusion.

Le processus de forage, la déformation des tissus et / ou la perturbation des voies de substance blanche ont été signalés pour contribuer aux difficultés et à la livraison d’agents au cerveau. Les IRM itératives pendant la planification et l’insertion de la canule permettent de petits ajustements.