אולטרסאונד לא פולשני בתדר גבוה והדמיית דופלר של המודינמיקה של מוח חולדה

תקציר

מקור: Giustetto, P., et. al., אולטרסאונד פרנכימלי, כלי דם ומטבולי בתדר גבוה והדמיית מוח עמוקה של חולדה פוטו-אקוסטית. J. Vis. Exp. (2015)

בסרטון זה, אנו מדגימים את השימוש באולטרסאונד בתדר גבוה ובהדמיה פוטו-אקוסטית כדי לחקור את כלי הדם ותכולת ההמוגלובין במוח של חולדות. שיטה זו מספקת תובנות מפורטות לגבי זלוף מוחי וחמצון דם, ומאפשרת ניתוח לא פולשני של מבני כלי הדם במוח ופיזור החמצן.

פרוטוקול

כל ההליכים הכוללים מודלים של בעלי חיים נבדקו על ידי הוועדה המוסדית המקומית לטיפול בבעלי חיים ומועצת הביקורת הווטרינרית של JoVE.

1. הכנה

1. } הרדמה
   1. {{}} הנח את החיה בתוך תא האיזופלורן המתאים כדי להרדים אותה.
   2. מלאו את התא בתערובת O₂ וגז איזופלורן לשימוש וטרינרי בריכוז של 2.5% בתא גזים של 2 ליטר והמתינו כ-3 דקות עד שהחולדה תירדם. בדוק את השפעת ההרדמה על ידי צביטה בבוהן.
   3. לאחר שההרדמה נכנסת לתוקף, הסר את החולדה ושקול אותה.
   4. מורחים שכבה דקה של ג'ל עיניים מסיס במים על עיני החיה כדי להגן עליהן ולשמור על הלחות הפיזיולוגית של העין.
   5. השכיבו את החולדה על משטח עבודה של תחנת אולטרסאונד והדמיה פוטו-אקוסטית. על מנת לשמור על אפקט ההרדמה, מקם במהירות את האף בתוך המסכה המתאימה ומספק זרימת הרדמה קבועה (איזופלורן 2%-2.5% בחמצן 1 ליטר לדקה).
2. גילוח החיה
   1. מורחים שכבה עקבית של קרם להסרת שיער על פני הראש, תוך תשומת לב לכיסוי האזורים המקיפים את האוזניים והצוואר. הניחו לקרם לפעול מספר דקות והוציאו אותו בעדינות בעזרת מרית. הסר בעדינות את כל שאריות הקרם בעזרת ספוג רטוב לניקוי מדויק של העור.
      הערה: פרוות החיה לוכדת אוויר שמשפיע לרעה על רכישת הדמיה מבוססת אולטרסאונד, ולכן יש להסיר אותה בהכרח ככל האפשר.
3. מיקום החיה
   1. סדר את החיה בתנוחת נשר. עקוב אחר הסימנים החיוניים באמצעות חיישני פרמטרים חיוניים מתאימים על משטח העבודה (אם הם קיימים). נשען את הכפות על החיישנים לאחר מריחת כמה טיפות קרם אלקטרודות לשימוש מקצועי.
      הערה: במהלך ההרדמה, ודא שלפרמטרים חיוניים יש ערכים כדלקמן: טמפרטורת גוף החולדה ≈ 37.5 מעלות צלזיוס, פעימות לב לדקה (BPM) משתנות בין 250 ל-350 וקצב הנשימה מורכב מטווח של 40-80 נשימות לדקה.
   2. לבסוף מהדקים את הגפיים בעזרת טלאי משי מלאכותי היפואלרגני. במידת הצורך, מורחים שוב שכבה דקה של ג'ל עיניים מסיס במים כדי להגן על עיני בעלי החיים.

2. רכישת תמונה מנקודת מבט זמנית

1. מיקום החיה
   1. שמירת החיה במצב שכיבה, סובב את גופה מעט על הצד, עם זווית הטיה של כ-45° ביחס לציר הגוף הסגיטלי. השתמש בגלילי גזה קטנים מכותנה כמעמדים כדי לסדר נכון את הסילוק (איור 1a).
   2. הרימו את ראש החיה וסובבו אותו מעט בצד אחד (איור 1a). השתמש בגליל כותנה כמעמד תוך שמירה על החוטם מוכנס היטב למסכת ההרדמה.
   3. הטה את משטח העבודה בזווית של כ-30° ביחס למישור האופקי.
   4. סובב את מתמר ההדמיה בזווית של כ-30° ביחס למישור האנכי.
2. רכישת תמונות אנטומיות וכלי דם אולטרסאונד ופוטו-אקוסטיות
   1. הפעל את סריקת ההדמיה, היכנס לרכישת תמונה במצב B והגדר כראוי את כל הפרמטרים של רכישת התמונה כדי לכבד את הדרישות האפשריות של הניסוי (איור 2a).
      הערה: הגדר את תדר מרכז השידור נמוך ככל האפשר (16 מגה-הרץ, איור 2b), על מנת לקבל את עומק החדירה המרבי האפשרי עבור המתמר.
   2. השליכו שכבה עקבית (בעובי של כ-1 ס"מ) של ג'ל העברת אולטרסאונד היפואלרגני מסיס במים על ראש החיה (איור 1b). מכסים את ראש המתמר בשכבה דקה של אותו ג'ל ומכניסים אותו למגע עם השכבה שעל החולדה. השתמש בג'ל חם כדי למזער היפותרמיה מקומית.
   3. התחל רכישת תמונה במצב B והתאם את מיקום המתמר בזמן אמת, על ידי זיהוי הפניות אנטומיות ועל ידי ריכוז אזור העניין לנקודת האמצע של הצג. הקפידו לסלק בועות אוויר בכל רמה הכלואות בשכבת הג'ל, מכיוון שהן משפיעות לרעה על הרכישה.
   4. הנח את המתמר כדי ליישר אותו לציר הווירטואלי המחבר את האוזן לעין (איור 3a) כדי להשיג מיקוד אלומה אופטימלי. רכשו תצוגות שונות של נפח המוח הפנימי, על ידי סיבוב עם כיוון השעון או נגד כיוון השעון (איור 3b ו-c).
   5. בסופו של דבר הדק את המתמר על מעמד מכני כדי לאבטח את המיקום ביציבות ולכוונן את הכיוון בצורה עדינה.
   6. ודא שאזור המוח המעניין ממוקם בעומק של 10 מ"מ ביחס למקור המתמר US-LASER על מנת לקבל אות תגובה פוטו-אקוסטי אופטימלי (איור 4). לאחר מכן, מקם את האינדיקטור של מיקוד הגל בארה"ב בדיוק במרכז האזור המנותח.
      הערה: במהלך מחקר של תחומי עניין, הימנע מהפעלת אפשרות שער הנשימה, על מנת להאיץ את הליך המיקום.
   7. היכנסו למצב Color Doppler כדי להמחיש את כלי הדם הפנימיים במוח בצורה רגישה במיוחד.
   8. לאחר שהמיקום הוגדר בצורה מתאימה להמחשת האזורים הרצויים, הפעל את אפשרות שער הנשימה כדי למנוע השפעות לא רצויות הקשורות לתנועה (איור 5a).
   9. בחר את פרמטר הרכישה הרצוי שנקבע במצב דופלר צבע (איור 5b) ורכוש תמונות בשיטה זו כדי להבחין במהירויות ובכיוונים של זרם הדם, עד לעומק חדירה של כמה מילימטרים.

תוצאות

איור 1: סילוק בעלי חיים לרכישת תמונה זמנית. (א) סידור החיה על משטח העבודה לצורך רכישת תמונה: לאחר גילוח הראש, מניחים את החיה במצב שכיבה כשהגוף מוטה מעט לצד אחד כדי לחשוף את הצד הטמפורלי של הראש. משטח העבודה עשוי להיות ניחן במכשיר חימום כדי לשמור על...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
תחנת אולטרסאונד והדמיה פוטואקוסטית בתדר גבוה (מערכת VEVO LAZR 2100)	}FUJIFILM VisualSonics Inc.
}מערכת הרדמה כפולה קומפקטית של Vevo (גרסת שולחן)	}FUJIFILM VisualSonics Inc.	}	http://www.visualsonics.com/anesthesiasystem#sthash.opODtSht.dpuf
ג'ל שידור אולטרסאונד (Aquasonic 100)	PARKER LABORATORIES INC.	01-08	http://www.parkerlabs.com/aquasonic-100.asp
}חולדות ספראג-דולי	מעבדות צ'ארלס ריבר	}	שלוש חולדות ספראג-דולי בנות 6 שבועות נרכשו על ידי מעבדות צ'ארלס ריבר והוחזקו בדיור סטנדרטי (12 שעות מחזורי אור-חושך) עם צ'או מכרסמים סטנדרטי ומים זמינים אד ליביטום. מסופק על ידי: http://www.criver.com/