Un metodo volumetrico per la quantificazione di Vasospasm cerebrale in un modello murino di emorragia subaracnoidea

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare lo spasmo vasale cerebrale nei topi, dopo l'induzione di emorragia subaracnoidea. Ciò si ottiene sottoponendo l'animale a perfusione transcardiaca e gesso endovascolare, utilizzando un agente di colata radiopaco. Il passo successivo è quello di ottenere dati di immagini trasversali, sottoponendo il cervello a tomografia microcomputerizzata.

Quindi l'immagine e i dati vengono elaborati. Il software Miro viene utilizzato per ricostruire virtualmente l'albero vascolare intracranico e per calcolare i volumi di segmenti di vaso definiti, che rappresentano una misura oggettiva per quantificare lo spasmo vasale. L'emorragia subaracnoidea è indotta nei topi dalla perforazione endovascolare del filamento in anestesia con isoflurano.

L'arteria carotide esterna sinistra viene preparata chirurgicamente. Quindi un filamento viene inserito nell'arteria carotide esterna e avanzato intracranialmente attraverso l'arteria carotide interna, che è perforata alla t carotide, inducendo l'emorragia subaracnoidea. Un aumento della pressione intracranica è considerato un indicatore di successo della perforazione endovascolare.

Per analizzare lo spasmo vasale, indurre l'anestesia. Continuare solo dopo che è stato raggiunto un livello di anestesia sufficiente, il che è confermato dall'assenza di reazioni agli stimoli dolorosi. Eseguire una perfusione transcardiaca utilizzando le seguenti soluzioni.

Una soluzione salina fisiologica contenente le concentrazioni fisiologiche di sodio, potassio, calcio e magnesio a un ph di sette virgola quattro. E successivamente, una soluzione di PFA al 4%. Iniziare la profusione con la soluzione numero uno per due minuti e continuare con la soluzione numero due per quattro minuti.

Infondere le soluzioni a una temperatura di 37 gradi centigradi e utilizzare una pompa a pressione controllata con una velocità di perfusione variabile per perfondere con una pressione costante di 70 millimetri di mercurio. Evitare una perdita di pressione quando si passa dalla soluzione uno alla soluzione due. Dopo la perfusione con entrambe le soluzioni, continuare la perfusione per 20 minuti a temperatura ambiente con un agente di colata radiopaco a una velocità costante di due millilitri al minuto.

Tenere il campione per l'indurimento del materiale di colata radiopaco a quattro gradi Celsius durante la notte. E rimuovere il cervello e conservare il campione a quattro gradi Celsius in una soluzione di PFA al 4% fino alla micro-setisiny. Posiziona il cervello al centro di un tubo di plastica con una pinza anatomica smussata.

Scegliere un tubo con un diametro leggermente maggiore rispetto al campione, per garantire che l'oggetto non si muova durante l'acquisizione dell'immagine. Usa una garza per chiudere il tubo. Fissare il tubo di plastica attraverso il micro motore passo-passo del sistema di posizionamento di controllo navigato dal computer nella cabina radiografica, in cui l'oggetto viene ruotato attorno al suo asse orizzontale.

Allineare il campione nel campo visivo durante la radiografia a raggi X. Per ottenere il massimo ingrandimento, posizionare l'oggetto il più vicino possibile alla sorgente di raggi X e massimizzare il più possibile la distanza dal rivelatore. Utilizzare un protocollo di acquisizione delle immagini passo e scatto con i seguenti parametri di scansione.

Imposta il tempo di esposizione su un secondo per ogni proiezione e utilizza una tensione del tubo di 80 kilovolt per ottimizzare il rapporto segnale/rumore. Impostate il numero di proiezioni su 1.000 per una rotazione. Per la ricostruzione dei dati grezzi, utilizzare l'algoritmo di retroproiezione filtrato, che implica il filtro Shepp-Logan con una matrice di 1.024 voxel cubici.

Importa i dati dicom in un software Miro utilizzando la funzione di importazione. Visualizza l'albero dei vasi con la funzione vol-run. Scegli la soglia di visualizzazione in cui le grandi arterie cerebrali sono rappresentate con contorni nitidi.

È importante utilizzare la stessa soglia di visualizzazione per tutti i set di dati appartenenti alla serie sperimentale. Sezionare virtualmente le arterie cerebrali basali del Circolo di Willis, con un volume di funzione aggiunto circondando i vasi con il cur-zon. Quindi sezionare virtualmente il segmento del vaso da analizzare.

Pertanto, ruotare il modello tridimensionale dell'albero vascolare in modo da separare con precisione tutti i piccoli rami dall'arteria principale. Per l'ulteriore analisi è essenziale eliminare tutti i recipienti ad eccezione del segmento di recipiente da analizzare. Applicare la funzione scheletro automatico con soglia impostata su soglia di visualizzazione, che genera un grafico spaziale basato su linee centrali.

Quindi applica la funzione grafico spaziale a un insieme di linee, per creare un insieme di linee. Dividi il set di linee nei suoi singoli sottosegmenti scegliendo manualmente i singoli sottosegmenti con il cursore e facendo clic su dividi. Questo passaggio è fondamentale per calcolare i volumi dei singoli sottosegmenti.

Utilizzare la linea funzione impostata su grafico spaziale per creare nuovamente un grafico spaziale. Utilizza la funzione statistiche del grafico spaziale per determinare la lunghezza, il volume e il diametro di ciascun sottosegmento. Per la visualizzazione con codice colore, che rappresenta la rotta del diametro dell'imbarcazione, utilizzare le funzioni di visualizzazione del grafico spaziale.

Impostare la colorazione del segmento sullo spessore, che è correlato al diametro del recipiente. È importante scegliere la stessa mappa di colori per tutti i set di dati appartenenti alla serie sperimentale. Aggiungere le lunghezze dei sottosegmenti per determinare quali sottosegmenti devono essere inclusi nell'ulteriore analisi.

Nel presente studio, abbiamo valutato un segmento di vaso costituito da un millimetro dell'arteria carotide interna, prossimale della t carotide, e due virgola cinque millimetri dell'arteria cerebrale distale della t carotide. Quindi aggiungere i volumi per determinare il volume del recipiente del segmento del recipiente definito. Per valutare l'accuratezza della ricostruzione virtuale dell'albero vascolare, abbiamo eseguito il confronto basato sul diametro tra i diametri dei vasi determinati al microscopio e dalle ricostruzioni virtuali 3D in due punti anatomicamente definiti in dieci campioni di cervello.

Per la determinazione microscopica dei diametri dei recipienti è stata utilizzata una telecamera ad alta risoluzione, uno strumento di calibrazione software, scale micrometriche, non ci sono state differenze significative tra i diametri determinati al microscopio e virtualmente. Indicare un'accurata ricostruzione virtuale dell'anatomia vascolare intracranica. Per quantificare lo spasmo basale cerebrale, abbiamo determinato il volume di un segmento vascolare rappresentativo predefinito di tre virgola cinque millimetri, costituito da un millimetro IC8 e due virgola cinque millimetri MCA a sinistra.

In campioni di cervello di animali operati SAH e sham. Il volume dei vasi era significativamente più basso nella SAH rispetto allo sham, indicando uno spasmo vasale cerebrale. Anche i diametri dei vasi erano significativamente più bassi nella SAH rispetto alla sham.

La ricostruzione virtuale ottenuta con il metodo qui presentato riflette accuratamente l'anatomia vascolare. È possibile esaminare interi segmenti di vaso, presentando presumibilmente un parametro più oggettivo per quantificare il vasospasmo rispetto alla determinazione dei diametri dei vasi in un singolo punto. La valutazione volumetrica porta a differenze maggiori tra vasi vasospastici e non vasospastici rispetto alla valutazione dei soli diametri dei vasi.