Name: Photoacoustique, échographie et tomographie angiographique intégrée (PAUSAT) pour l’imagerie non invasive du cerveau entier de l’AVC ischémique (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-06-02T12:20:00.000+00:00
Duration: 6 min 45 s
Description: Découvrez l'imagerie photoacoustique et échographique multimodale pour visualiser l'AVC ischémique chez la souris. Cette méthode non invasive quantifie l'oxygénation tissulaire et évalue la perfusion cérébrale en temps réel.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Les auteurs tiennent à remercier l’équipe d’ingénierie de SonoVol Inc. pour son soutien technique. Ce travail a été partiellement parrainé par l’American Heart Association Collaborative Sciences Award (18CSA34080277), à J. Yao et W. Yang; Les subventions des National Institutes of Health (NIH) des États-Unis R21EB027981, R21 EB027304, RF1 NS115581 (BRAIN Initiative), R01 NS111039, R01 EB028143; Le prix CAREER de la National Science Foundation (NSF) des États-Unis 2144788; la subvention de l’Initiative Chan Zuckerberg (2020-226178), à J. Yao; et les NIH accordent des R21NS127163 et des R01NS099590 à W. Yang.

Imagerie cérébrale globale intégrée non invasive PAUSAT de l’AVC ischémique

<ol><li>Durukan, A., Tatlisumak, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+ischemic+stroke%3A+overview+of+major+experimental+rodent+models%2C+pathophysiology%2C+and+therapy+of+focal+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology+Biochemistry+and+Behavior%22%5BJournal%5D)">Acute ischemic stroke: overview of major experimental rodent models, pathophysiology, and therapy of focal cerebral ischemia.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 87 (1), 179-197 (2007).</li>
<li>Vander Worp, H. B., van Gijn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+Practice.+Acute+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Clinical Practice. Acute ischemic stroke.</a> The New England Journal of Medicine. 357 (6), 572-579 (2007).</li>
<li>Tannenbaum, J., Bennett, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Russell+and+Burch%27s+3Rs+then+and+now%3A+the+need+for+clarity+in+definition+and+purpose%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Association+for+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Russell and Burch's 3Rs then and now: the need for clarity in definition and purpose.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 54 (2), 120-132 (2015).</li>
<li>Hochrainer, K., Yang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stroke+proteomics%3A+from+discovery+to+diagnostic+and+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Stroke proteomics: from discovery to diagnostic and therapeutic applications.</a> Circulation Research. 130 (8), 1145-1166 (2022).</li>
<li>Wang, L. V., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+guide+to+photoacoustic+tomography+in+the+life+sciences%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences.</a> Nature Methods. 13 (8), 627-638 (2016).</li>
<li>Aldrich, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Basic+physics+of+ultrasound+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Care+Medicine%22%5BJournal%5D)">Basic physics of ultrasound imaging.</a> Critical Care Medicine. 35 (5), S131-S137 (2007).</li>
<li>Jacques, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+properties+of+biological+tissues%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Optical properties of biological tissues: a review.</a> Physics in Medicine and Biology. 58 (11), R37-R61 (2013).</li>
<li>Li, M., Tang, Y., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoacoustic+tomography+of+blood+oxygenation%3A+a+mini+review%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Photoacoustic tomography of blood oxygenation: a mini review.</a> Photoacoustics. 10, 65-73 (2018).</li>
<li>Menozzi, L., Yang, W., Feng, W., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sound+out+the+impaired+perfusion%3A+Photoacoustic+imaging+in+preclinical+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Sound out the impaired perfusion: Photoacoustic imaging in preclinical ischemic stroke.</a> Frontiers in Neuroscience. 16, 1055552(2022).</li>
<li>Gessner, R. C., Frederick, C. B., Foster, F. S., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acoustic+angiography%3A+a+new+imaging+modality+for+assessing+microvasculature+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biomedical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Acoustic angiography: a new imaging modality for assessing microvasculature architecture.</a> International Journal of Biomedical Imaging. 2013, 936593(2013).</li>
<li>Dayton, P. A., Rychak, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+ultrasound+imaging+using+microbubble+contrast+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Bioscience%22%5BJournal%5D)">Molecular ultrasound imaging using microbubble contrast agents.</a> Frontiers in Bioscience. 12, 5124-5142 (2007).</li>
<li>Isayama, K., Pitts, L. H., Nishimura, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+2%2C+3%2C+5-triphenyitetrazolium+chloride+staining+to+delineate+rat+brain+infarcts%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Evaluation of 2, 3, 5-triphenyitetrazolium chloride staining to delineate rat brain infarcts.</a> Stroke. 22 (11), 1394-1398 (1991).</li>
<li>Ruan, J., Yao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+tests+in+rodent+models+of+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Hemorrhages%22%5BJournal%5D)">Behavioral tests in rodent models of stroke.</a> Brain Hemorrhages. 1 (4), 171-184 (2020).</li>
<li>Parthasarathy, A. B., Kazmi, S. M. S., Dunn, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+imaging+of+ischemic+stroke+through+thinned+skull+in+mice+with+Multi+Exposure+Speckle+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Quantitative imaging of ischemic stroke through thinned skull in mice with Multi Exposure Speckle Imaging.</a> Biomedical Optics Express. 1 (1), 246-259 (2010).</li>
<li>Hingot, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+ultrafast+ultrasound+imaging+of+cerebral+perfusion+correlates+with+ischemic+stroke+outcomes+and+responses+to+treatment+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Early ultrafast ultrasound imaging of cerebral perfusion correlates with ischemic stroke outcomes and responses to treatment in mice.</a> Theranostics. 10 (17), 7480-7491 (2020).</li>
<li>Menozzi, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+non-invasive+brain+imaging+of+ischemic+stroke+by+integrated+photoacoustic%2C+ultrasound+and+angiographic+tomography+%28PAUSAT%29%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional non-invasive brain imaging of ischemic stroke by integrated photoacoustic, ultrasound and angiographic tomography (PAUSAT).</a> Photoacoustics. 29, 100444(2022).</li>
<li>Llovera, G., Roth, S., Plesnila, N., Veltkamp, R., Liesz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+stroke+in+mice%3A+permanent+coagulation+of+the+distal+middle+cerebral+artery%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Modeling stroke in mice: permanent coagulation of the distal middle cerebral artery.</a> Journal of Visualized Experiments. (89), e51729(2014).</li>
<li>Trotman-Lucas, M., Kelly, M. E., Janus, J., Fern, R., Gibson, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+alternative+surgical+approach+reduces+variability+following+filament+induction+of+experimental+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Disease+Models+%26+Mechanisms%22%5BJournal%5D)">An alternative surgical approach reduces variability following filament induction of experimental stroke in mice.</a> Disease Models & Mechanisms. 10 (7), 931-938 (2017).</li>
<li>Labat-Gest, V., Tomasi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothrombotic+ischemia%3A+a+minimally+invasive+and+reproducible+photochemical+cortical+lesion+model+for+mouse+stroke+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Photothrombotic ischemia: a minimally invasive and reproducible photochemical cortical lesion model for mouse stroke studies.</a> Journal of Visualized Experiments. (76), e50370(2013).</li>
<li>Matsumoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualising+peripheral+arterioles+and+venules+through+high-resolution+and+large-area+photoacoustic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Visualising peripheral arterioles and venules through high-resolution and large-area photoacoustic imaging.</a> Scientific Reports. 8 (1), 14930(2018).</li>
<li>Xu, Y., Wang, L. V., Ambartsoumian, G., Kuchment, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstructions+in+limited-view+thermoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Reconstructions in limited-view thermoacoustic tomography.</a> Medical Physics. 31 (4), 724-733 (2004).</li>
<li>Yal Tang,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-fidelity+deep+functional+photoacoustic+tomography+enhanced+by+virtual+point+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Photoacoustics%22%5BJournal%5D)">High-fidelity deep functional photoacoustic tomography enhanced by virtual point sources.</a> Photoacoustics. 29, 100450(2023).</li>
<li>Zheng, W., Huang, C., Zhang, H., Xia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slit-based+photoacoustic+tomography+with+co-planar+light+illumination+and+acoustic+detection+for+high-resolution+vascular+imaging+in+human+using+a+linear+transducer+array%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Letters%22%5BJournal%5D)">Slit-based photoacoustic tomography with co-planar light illumination and acoustic detection for high-resolution vascular imaging in human using a linear transducer array.</a> Biomedical Engineering Letters. 12 (2), 125-133 (2022).</li>
<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slit-enabled+linear-array+photoacoustic+tomography+with+near+isotropic+spatial+resolution+in+three+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Slit-enabled linear-array photoacoustic tomography with near isotropic spatial resolution in three dimensions.</a> Optics Letters. 41 (1), 127-130 (2016).</li>
<li>Vu, T., Li, M., Humayun, H., Zhou, Y., Yao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+generative+adversarial+network+for+artifact+removal+in+photoacoustic+computed+tomography+with+a+linear-array+transducer%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">A generative adversarial network for artifact removal in photoacoustic computed tomography with a linear-array transducer.</a> Experimental Biology and Medicine. 245 (7), 597-605 (2020).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep-E%3A+A+fully-dense+neural+network+for+improving+the+elevation+resolution+in+linear-array-based+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Deep-E: A fully-dense neural network for improving the elevation resolution in linear-array-based photoacoustic tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 41 (5), 1279-1288 (2022).</li>
<li>Hauptmann, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-based+learning+for+accelerated%2C+limited-view+3-D+photoacoustic+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Model-based learning for accelerated, limited-view 3-D photoacoustic tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 37 (6), 1382-1393 (2018).</li>
<li>Li, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+deep-tissue+functional+and+molecular+imaging+by+integrated+photoacoustic%2C+ultrasound%2C+and+angiographic+tomography+%28PAUSAT%29%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional deep-tissue functional and molecular imaging by integrated photoacoustic, ultrasound, and angiographic tomography (PAUSAT).</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 41 (10), 2704-2714 (2022).</li>
</ol>

Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts dans ce travail.

Il y a quelques aspects essentiels de cette méthode qui, s’ils sont mal exécutés, peuvent entraîner une diminution significative de la qualité de l’image et de l’analyse quantitative. Le résultat le plus courant de l’erreur de l’utilisateur dans les images PAUSAT est soit un manque de signal, soit une très faible intensité du signal, qui peuvent tous deux se produire pour diverses raisons. L’une de ces raisons est un problème avec le couplage acoustique. De grosses bulles d’air dans l’eau entourant la tête de la souris p...

Le sang transporte l’oxygène (via la protéine d’hémoglobine) et d’autres nutriments importants vers les tissus de notre corps. Lorsque le flux sanguin à travers les tissus est interrompu (ischémie), de graves dommages aux tissus peuvent survenir, dont les effets les plus immédiats sont dus à un manque d’oxygène (hypoxie). L’AVC ischémique est le résultat d’une interruption du flux sanguin vers une certaine région du cerveau. Les lésions cérébrales résultant d’un AVC ischémique peuvent survenir dans les minutes suivant le blocage d’un vaisseau et peuvent souvent avoir des effets débilitants et durables 1,2. Une stratégie très utile pour évaluer la physiopathologie après un AVC ischémique et identifier et tester de nouveaux traitements est l’utilisation de modèles de petits animaux en laboratoire. Les traitements découverts en laboratoire visent à être traduits en utilisation clinique et à améliorer la vie des patients. Cependant, l’utilisation d’animaux dans la recherche biomédicale doit être soigneusement évaluée selon les principes 3R de Russell et Burch: remplacement, réduction et raffinement3. L’objectif du volet réduction est de réduire le nombre d’animaux sans compromettre la collecte de données. Dans cette optique, le fait de pouvoir évaluer longitudinalement l’évolution de la lésion via l’imagerie non invasive permet un grand avantage dans la réduction du nombre d’animaux nécessaires, ainsi que dans la maximisation des informations obtenues de chaque animal4.
La tomographie photoacoustique (PAT) est une modalité d’imagerie hybride qui combine le contraste d’absorption optique avec la résolution spatiale de l’imagerie par ultrasons5. Le mécanisme d’imagerie de PAT est le suivant. Une impulsion laser d’excitation est allumée sur la cible photographiée. En supposant que la cible absorbe la lumière à la longueur d’onde du laser d’excitation, sa température augmentera. Cette augmentation rapide de la température entraîne une expansion thermoélastique de la cible. L’expansion provoque la propagation d’une onde ultrasonore hors de la cible. En détectant l’onde ultrasonore à de nombreuses positions, le temps nécessaire à l’onde pour se propager de la cible aux détecteurs peut être utilisé pour créer une image grâce à un algorithme de reconstruction. La capacité de la PAT à détecter l’absorption optique dans les régions des tissus profonds différencie la PAT de l’imagerie par ultrasons, qui détecte les limites des différentes impédances acoustiques des tissus5. Dans les spectres visible et proche infrarouge, les biomolécules primaires hautement absorbantes qui sont abondantes dans les organismes sont l’hémoglobine, les lipides, la mélanine et l’eau7. L’hémoglobine est particulièrement intéressante dans l’étude de l’AVC. Étant donné que l’oxyhémoglobine et la désoxyhémoglobine ont des spectres d’absorption optique différents, la PAT peut être utilisée avec plusieurs longueurs d’onde laser d’excitation pour déterminer la concentration relative des deux états de la protéine. Cela permet de quantifier la saturation en oxygène de l’hémoglobine (sO2), ou oxygénation du sang, à l’intérieur et à l’extérieur de la région de l’infarctus 8,9. Il s’agit d’une mesure importante dans l’AVC ischémique, car elle peut indiquer le niveau d’oxygène dans le tissu cérébral endommagé après une ischémie.
L’angiographie acoustique (AA) est une méthode d’imagerie par ultrasons à contraste amélioré qui est particulièrement utile pour l’imagerie de la morphologie du système vasculaire in vivo10. La méthode repose sur l’utilisation d’un transducteur oscillant à deux éléments (un élément basse fréquence et un élément haute fréquence) en conjonction avec des microbulles injectées dans le système circulatoire du sujet imageur. L’élément basse fréquence du transducteur est utilisé pour transmettre à la fréquence de résonance des microbulles (par exemple, 2 MHz), tandis que l’élément haute fréquence est utilisé pour recevoir les signaux super harmoniques des microbulles (par exemple, 26 MHz). Lorsqu’elles sont excitées à une fréquence de résonance, les microbulles ont une forte réponse non linéaire, ce qui entraîne la production de signaux super harmoniques que les tissus corporels environnants ne produisent pas11. En recevant avec un élément haute fréquence, cela garantit que seuls les signaux de microbulles sont détectés. Puisque les microbulles sont confinées aux vaisseaux sanguins, le résultat est une image angiographique de la morphologie des vaisseaux sanguins. L’AA est une méthode puissante pour l’imagerie de l’AVC ischémique, car les microbulles qui circulent dans le système circulatoire ne peuvent pas circuler à travers les vaisseaux bloqués. Cela permet aux AA de détecter les régions du cerveau qui ne sont pas perfusées en raison d’un AVC ischémique, ce qui indique la région de l’infarctus.
La recherche préclinique sur l’AVC ischémique repose généralement sur l’utilisation de l’histologie et des tests comportementaux pour évaluer l’emplacement et la gravité de l’AVC. La coloration au chlorure de triphényltétrazolium (TTC) est une analyse histologique courante utilisée pour déterminer le volume de l’infarctus de l’AVC. Cependant, il ne peut être utilisé qu’à un point final, puisqu’il nécessite l’euthanasie de l’animal12. Les tests comportementaux peuvent être utilisés pour déterminer la déficience de la fonction motrice à plusieurs moments, mais ils ne peuvent pas fournir de valeurs anatomiques ou physiologiques quantitatives13. L’imagerie biomédicale offre une approche plus quantitative pour étudier les effets de l’AVC ischémique de façon non invasive et longitudinale 9,14,15. Cependant, les technologies d’imagerie existantes (telles que l’imagerie par résonance magnétique [IRM] pour petits animaux) peuvent avoir un coût élevé, être incapables de fournir des informations structurelles et fonctionnelles simultanées ou avoir une profondeur de pénétration limitée (comme la plupart des techniques d’imagerie optique).
Ici, nous combinons la photoacoustique, l’échographie et la tomographie angiographique (PAUSAT; voir schéma du système à la figure 1), ce qui permet d’obtenir des informations structurelles et fonctionnelles complémentaires sur la perfusion sanguine et l’oxygénation après un AVC ischémique16. Ce sont deux aspects importants dans l’évaluation de la gravité de la blessure et le suivi du rétablissement ou de la réponse aux traitements. L’utilisation de ces méthodes d’imagerie intégrées peut augmenter la quantité d’information obtenue par chaque animal, réduire le nombre d’animaux requis et fournir plus d’information dans l’étude des traitements potentiels de l’AVC ischémique.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65319/65319fig01.jpg"> Figure 1 : Diagramme PAUSAT. (A) Schéma complet du système PAUSAT, y compris le laser et l’OPO utilisés pour le PAT. (B) Vue intérieure du système PAUSAT, y compris deux transducteurs à ultrasons. Le transducteur oscillant à double élément est utilisé à la fois pour les ultrasons en mode B et AA, et le transducteur linéaire est utilisé pour le PAT. Les deux transducteurs sont montés sur le même étage motorisé 2D, ce qui permet de numériser des données volumétriques. Ce chiffre a été modifié par rapport à16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65319/65319fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

<table><tbody><tr><td>20 GA Cathéter</td><td>BD Insyte Autoguard Winged</td><td>381534</td><td>Pour l’intubation de souris</td></tr><tr><td>Chlorure de 2,3,5-triphényltétrazolium</td><td>Sigma</td><td>T8877</td><td>Nécessaire pour la coloration TTC du cerveau pour la validation</td></tr><tr><td>Laser 532nm</td><td></td><td>Quantel Q-smart 850</td><td>Laser utilisé pour pomper l’OPO pour PAT</td></tr><tr><td>Ventilateur automatique Rovent Jr.</td><td>Kent Scientific</td><td>RV-JR</td><td>Pour garder les souris sous anesthésie pendant l’intervention chirurgicale</td></tr><tr><td>Soie tressée noire 4-0 USP</td><td>Surgical Specialties</td><td>SP116</td><td>Utilisé pour les sutures sur le cou pour la chirurgie pMCAO</td></tr><tr><td>Bupivacaïne</td><td>Hospira</td><td>0409-1159-18</td><td>Utilisé avant de fermer les plaies pendant l’intervention chirurgicale</td></tr><tr><td>C57BL/6 Mice</td><td>Jackson Lab</td><td>#000664</td><td>Souris utilisées pour l’étude de l’AVC ischémique (mâle/femelle de 2 à 6 mois)</td></tr><tr><td>Suture claire</td><td>Ethicon</td><td>8606</td><td>Utilisée pour fermer la plaie (PT AVC et pMCAO). Une suture claire n’interfère pas avec PAT</td></tr><tr><td>Cold Light LED</td><td>Schott</td><td>KL 1600</td><td>Nécessaire pour créer un coup de</td></tr><tr><td>PT Lame de rasoir jetable</td><td>Lames Accutec</td><td>74-0002</td><td>Pour sectionner le cerveau de la souris</td></tr><tr><td>Perceuse électrique</td><td>JSDA</td><td>JDA JD-700</td><td>Utilisé pour exposer MCA pendant la procédure pMCAO Outil d’électrocautérisation</td></tr><tr><td>Wet-Field</td><td>Wet-Field</td><td>Bipolar-RG</td><td>Arrête le flux sanguin après le forage pendant la procédure pMCAO</td></tr><tr><td>Gel dépilatoire</td><td>Veet</td><td>8282651</td><td>Utilisé pour enlever les poils de la souris avant l’imagerie</td></tr><tr><td>Pointe de la boucle de cautère à haute température</td><td>BOVIE Medical Corporation</td><td>REF AA03</td><td>Utilisé pour éviter les saignements lors de la séparation du muscle temporal du crâne</td></tr><tr><td>Carte de détection IR</td><td>Thorlabs</td><td>VRC5</td><td>Utilisé pour s’assurer que le chemin de la lumière est aligné</td></tr><tr><td>Wattmètre laser</td><td>Ophir</td><td>StarBright, P/N 7Z01580</td><td>Peut être utilisé pour calibrer l’énergie laser avant l’imagerie</td></tr><tr><td>Système d’imagerie laser Speckle</td><td>RWD Life Science Co.</td><td>RFLSI-III</td><td>Peut être utilisé pour valider le succès d’une chirurgie d’AVC</td></tr><tr><td>Pommade oculaire</td><td>lubrifiante Soothe</td><td>AB31336</td><td>Peut être utilisé pour éviter le dessèchement des yeux</td></tr><tr><td>Platine réglable manuellement</td><td>Thorlabs</td><td>L490</td><td>Utilisé avec une rampe personnalisée pour l’imagerie AA à plusieurs profondeurs</td></tr><tr><td>focales Système d’imagerie Vega modifié</td><td>Système de LLA00061 Perkin Elmer</td><td></td><td>contenant à la fois des transducteurs</td></tr> <tr><td>B-mode/AA et PATOscillateur paramétrique optique</td><td>Quantel</td><td>versaScan-L532</td><td>Permet d’accorder la longueur d’onde d’excitation dans une large gamme</td></tr><tr><td>Système d’échographie programmable</td><td>Verasonics</td><td>Vantage 256</td><td>Utilisé pour la partie PAT du système</td></tr><tr><td>Rose Bengal</td><td>Sigma</td><td>330000</td><td>Nécessaire pour induire la suture d’un coup de PT</td></tr><tr><td></td><td>LOOK</td><td>SP116</td><td>Utilisé pour la ligature permanente de la température CCA</td></tr><tr><td> Contoller</td><td>Physitemp</td><td>TCAT-2</td><td>Utilisé pour maintenir la température corporelle stable des souris pendant les procédures</td></tr><tr><td>VesselVue Microbulles</td><td>Perkin Elmer</td><td>P-4007001</td><td>Utilisé pour l’angiographie acoustique (2,43 & fois ; 10^9 microbulles/mL)</td></tr></tbody></table>

photoacoustique, échographie et tomographie angiographique intégrée (pausat) pour l’imagerie non invasive du cerveau entier de l’avc ischémique

Integrated Photoacoustic, Ultrasound, and Angiographic Tomography (PAUSAT) for NonInvasive Whole-Brain Imaging of Ischemic Stroke

Nous présentons ici une étude expérimentale sur l’AVC ischémique utilisant notre nouveau système d’imagerie non invasive qui intègre trois technologies d’imagerie acoustique : photoacoustique, échographie et tomographie angiographique (PAUSAT). La combinaison de ces trois modalités permet d’acquérir la tomographie photoacoustique multispectrale (PAT) de l’oxygénation du sang cérébral, l’imagerie par ultrasons à haute fréquence du tissu cérébral et l’angiographie acoustique de la perfusion sanguine cérébrale. La plateforme d’imagerie multimodale permet d’étudier les changements de perfusion cérébrale et d’oxygénation dans l’ensemble du cerveau de la souris après un AVC. Deux modèles d’AVC ischémique couramment utilisés ont été évalués : le modèle d’occlusion permanente de l’artère cérébrale moyenne (pMCAO) et le modèle photothrombotique (PT). PAUSAT a été utilisé pour imager les mêmes cerveaux de souris avant et après un AVC et analyser quantitativement les deux modèles d’AVC. Ce système d’imagerie a permis de montrer clairement les changements vasculaires cérébraux après un AVC ischémique, y compris une réduction significative de la perfusion sanguine et de l’oxygénation dans la région de l’infarctus de l’AVC (ipsilatéral) par rapport au tissu non blessé (controlatéral). Les résultats ont été confirmés par imagerie de contraste par moucheturation laser et coloration au chlorure de triphényltétrazolium (TTC). De plus, le volume de l’infarctus de l’AVC dans les deux modèles d’AVC a été mesuré et validé par la coloration TTC comme la vérité sur le terrain. Grâce à cette étude, nous avons démontré que PAUSAT peut être un outil puissant dans les études précliniques non invasives et longitudinales de l’AVC ischémique.

Imagerie de la morphologie des vaisseaux sanguins dans le cerveau AA génère des images de morphologie des vaisseaux sanguins en excitant des microbulles dans le système circulatoire à leur fréquence de résonance et en recevant la réponse super harmonique des microbulles. En utilisant la rampe personnalisée (Figure 2C) fixée à une platine réglable manuellement, nous pouvons imager le cerveau de la souris avec le mode AA à deux profondeurs focales différentes. Lorsque des r...

Ce travail démontre l’utilisation d’une plateforme d’imagerie multimodale basée sur les ultrasons pour l’imagerie non invasive de l’AVC ischémique. Ce système permet de quantifier l’oxygénation du sang par imagerie photoacoustique et la perfusion altérée dans le cerveau par angiographie acoustique.

Photoacoustique, échographie et tomographie angiographique intégrée (PAUSAT) pour l’imagerie non invasive du cerveau entier de l’AVC ischémique

Presented here is an experimental ischemic stroke study using our newly developed noninvasive imaging system that integrates three acoustic-based imaging ...

Il y a quelques défis expérimentaux. Par exemple, la présence de cheveux dans le cuir chevelu peut provoquer un artefact dans les images acquises. L’âge de l’animal joue également un rôle clé puisque l’épaisseur du crâne est actuellement une limitation pour la détection de signaux plus profonds.De nombreuses techniques d’imagerie purement optique nécessitent une procédure invasive et ne peuvent imager qu’environ un millimètre de profondeur. Avec PAUSAT, nous combinons les avantages de l’imagerie par ultrasons et optique. Nous pouvons obtenir des informations structurelles et fonctionnelles sur l’AVC ischémique d’une manière totalement sûre et non invasive.Pouvoir évaluer l’évolution d’une blessure avec ou sans traitement du même animal à différents moments nous permet de recueillir des informations très précieuses. Et aussi pour réduire le nombre d’animaux requis pour différentes études. Nous travaillons constamment sur des moyens d’améliorer la vitesse, la profondeur, la résolution et le contraste de l’imagerie pour l’imagerie photoacoustique et ultrasonore.Avec de meilleurs systèmes d’imagerie, nous pouvons répondre à des questions biologiques plus fondamentales et évaluer de nou

integrated-photoacoustic-ultrasound-angiographic-tomography-pausat

Research

Recherche

JoVE Journal

Neuroscience

Neurosciences

Source : Giustetto, P., et. al., Échographie parenchymateuse, vasculaire et métabolique à haute fréquence non invasive et imagerie cérébrale profonde photoacoustique chez le rat. J. Vis. Exp. (2015)Dans cette vidéo, nous démontrons l’utilisation de l’échographie à haute fréquence et de l’imagerie photoacoustique pour étudier le système vasculaire et la teneur en hémoglobine dans le cerveau du rat. Cette méthode fournit des informations détaillées sur la perfusion cérébrale et l’oxygénation du...

Imagerie non invasive par ultrasons à haute fréquence et Doppler de l’hémodynamique cérébrale du rat

Source : Upputuri, P. K., et al. Un système de tomographie photoacoustique compact haute performance pour l’imagerie cérébrale in vivo de petits animaux. J. Vis. Exp. (2017)Cette vidéo présente un protocole d’imagerie cérébrale non invasive in vivo chez le rat à l’aide de la tomographie photoacoustique, présentant la préparation, la configuration du système d’imagerie et l’acquisition de données pour reconstruire des images cérébrales 2D afin de visualiser les structures vasculaires et la santé...

Imagerie in vivo du cerveau d’un rat par tomographie photoacoustique

Le présent travail décrit un nouveau protocole pour effectuer des ultrasons non invasifs à haute fréquence et une imagerie photoacoustique sur le cerveau du rat, afin de visualiser efficacement les régions sous-corticales profondes et leurs motifs vasculaires en dirigeant les signaux sur les foramens crâniens naturellement présents sur le crâne animal.

Parenchymateuse, vasculaire et métabolique haute fréquence non-invasive par ultrasons et Photoacoustique Rat imagerie cérébrale profonde

Un système compacte de tomographie photo-acoustique à base de diode à laser pulsé (PLD-PAT) pour l'imagerie cérébrale à grande vitesse in vivo chez les petits animaux est démontré.

Un système de tomographie photoacoustique compacte haute performance pour<em&gt; In vivo</em&gt; Imagerie du cerveau à petits animaux

Dans cet article, nous examinons la méthodologie et les considérations pertinentes à la combinaison de TMS et de l'IRMf pour étudier les effets de la stimulation cérébrale sur le réseau par défaut.

Alliant la stimulation magnétique transcrânienne et l&#39;IRMf pour examiner le réseau en mode par défaut

Dans cet article, nous examinons les effets de la stimulation Burst-Theta TMS sur la plasticité corticale chez les personnes souffrant de syndrome du X fragile et les individus sur le spectre autistique.

TMS: Utilisation du protocole Theta-Burst à explorer Mechasnism de la plasticité chez les individus atteints du syndrome du X fragile et autisme

Dans cet article, nous examinons les effets de la dépendance envers l'État visuellement pertinentes sur TMS induite présentations phosphénique motif.

Etat-dépendance Effets sur TMS: Un regard sur le comportement Phosphène Motive

Dans cet article, nous examinons la méthodologie et les considérations pertinentes pour le protocole approuvé par la FDA en utilisant le traitement de la dépression Neuronetics NeuroStar TMS appareil.

Le dispositif NeuroStar TMS: Mener la FDA a approuvé protocole pour le traitement de la dépression

Le résultat des patients atteints d’accident vasculaire cérébral ischémique aigu dépend de la restauration rapide du débit sanguin cérébral. Ce protocole vise à optimiser la gestion de ces patients en minimisant les timings de peri-procédure et rendre le temps d’admission à l’hôpital à la reperfusion aussi court que possible.

Gestion optimisée du traitement endovasculaire pour accident vasculaire cérébral ischémique aigu

L’objectif global de cette procédure est de fournir une technique hautement reproductible pour évaluer in vivo la rupture de la barrière hémato - encéphalique dans les modèles de rat d’accident vasculaire cérébral ischémique.

Une évaluation In Vivo de la perturbation de la barrière hémato - encéphalique dans un modèle de Rat d’accident vasculaire cérébral ischémique

Découvrez l'imagerie photoacoustique et échographique multimodale pour visualiser l'AVC ischémique chez la souris. Cette méthode non invasive quantifie l'oxygénation tissulaire et évalue la perfusion cérébrale en temps réel.

Photoacoustique, échographie et tomographie angiographique intégrée (PAUSAT) pour l’imagerie non invasive du cerveau entier de l’AVC ischémique (Vidéo) | JoVE Journal

Photoacoustique, échographie et tomographie angiographique intégrée (PAUSAT) pour l’imagerie non invasive du cerveau entier de l’AVC ischémique

Explorer plus de vidéos