Stereotassia guidata da risonanza magnetica per infusioni al cervello di maiale

Il protocollo qui presentato dimostra la stereotassia al cervello del maiale utilizzando infusioni potenziate dalla convezione, con guida alla visualizzazione della risonanza magnetica (MRI) in tempo reale e visualizzazione della distribuzione dell'infusione in tempo reale.

Qui espandiamo l'applicazione della stereotassia guidata da MR al cervello del maiale per fornire e monitorare la distribuzione di un agente per infusione. La dimensione del cervello suino consente interventi di imaging e neurochirurgici che sono traslazionali. Utilizziamo il modello suino per l'iniezione stereotassica guidata da RM in una suite di risonanza magnetica 3T.

Riportiamo visivamente l'implementazione della procedura stereotassica nei suini e descriviamo gli adattamenti della suite MRI per accogliere il maiale, visualizziamo la procedura sia in video che in concomitanza RM per valutare la distribuzione degli infusi. Posizionamento degli animali. Inserire un soggetto nella tabella MRI in preparazione per la scansione MRI.

Sollevare il busto con asciugamani e cuscinetti di schiuma. L'obiettivo è che la testa cada leggermente verso il basso con il collo flesso e il muso che quasi tocca il tavolo. I perni del supporto della testa MRI sono stati ancorati allo zigoma, bilaterale, per mantenere la testa fissata al tavolo MR.

Una volta impostato, il tavolo MRI viene spostato nel foro dello scanner fino a quando la testa del soggetto raggiunge la fine del foro. Pianificazione dell'inserimento chirurgico con guida alla visualizzazione assistita da risonanza magnetica. Preparare l'area in modo sterile.

Posizionare la griglia di pianificazione fiduciale sul cuoio capelluto del soggetto apponendo il lato adesivo della griglia sulla testa del paziente, centrato attorno alla posizione in cui si troverà il foro di bava. Eseguire la risonanza magnetica scout con la griglia impostata. Regolare la traiettoria suggerita, inclusi i punti di ingresso e target desiderati, trascinando manualmente i punti di entrata e target proiettati nel software per evitare i vasi sanguigni e ridurre al minimo le trasgressioni di buccia e solco.

Una volta identificata la traiettoria desiderata in base alle preferenze del chirurgo, eseguire il software di guida MR per trovare il punto di ingresso sulla griglia. Fissaggio del telaio stereotassico e regolazione dell'allineamento in modo iterativo tramite proiezione software. Assemblare il telaio stereotassico attorno alle coordinate del punto di ingresso desiderato sulla griglia fissando prima la base con sei viti ancorate all'osso e quattro viti offset.

Fissare le sei viti ancorate all'osso al cranio sopra la griglia attraverso il cuoio capelluto. Le sei viti di ancoraggio vengono utilizzate per stabilizzare il telaio stereotassico ed evitare qualsiasi movimento durante la foratura. Fissare le quattro viti di offset situate alla base della torre attraverso la pelle, ancorate al cranio.

Agiscono come una controforza per stringere le viti ossee centrali sollevando la base del telaio alle viti centrali e per stabilizzare la base. Una volta che la base del telaio stereotassico è sicura, continuare con l'assemblaggio del telaio. Eseguire la scansione MRI MP-RAGE ad alta risoluzione, pesata T1, un'opzione nel software MRI, con il frame impostato per acquisire i fiduciali del fotogramma e confermare la traiettoria.

Confermare con il software la traiettoria di inserimento della cannula proiettata desiderata. Eseguire le regolazioni di beccheggio, rollio e XY ruotando le rotelle, come indicato dai parametri di regolazione dell'uscita nel software. Utilizzando il software di guida MR, misurare lo spessore del cranio della traiettoria desiderata e la distanza totale dal cervello.

Foratura e inserimento della cannula per infusione. Utilizzare uno scrub allo iodio prima di eseguire l'incisione per prevenire l'infezione. Fai un'incisione di tre centimetri sul cuoio capelluto usando un bisturi sotto la cornice stereotassica.

Impostate il telaio per l'inserimento del trapano eseguendo le regolazioni prima di creare il foro di accesso. Rimuovere e sostituire il tubo guida centrale con quello che si adatta a una punta da trapano da 3,4 millimetri per la perforazione. Assicurarsi che sia presente un assistente per mantenere il telaio in posizione mentre il chirurgo esercita con il trapano manuale per aggiungere ulteriore stabilità al telaio.

Impostare il telaio per il secondo inserimento del trapano per allargare il foro di bava ed evitare collisioni ossee che potrebbero alterare la traiettoria. Impostare il trapano con la punta da 4,5 millimetri. Sostituisci la guida centrale con quella che si adatta a questa punta da trapano più grande.

Create un foro di bava da 4,5 millimetri. Forare la dura con uno stiletto affilato. Inserire la cannula per infusione pre-innescata e compatibile con il telaio.

Assicurarsi che la cannula abbia una contropressione neutra o positiva costante per eliminare l'introduzione di bolle d'aria. Il software fornisce una profondità specifica per l'obiettivo pianificato. Misurare la profondità sulla cannula per infusione compatibile con telaio stereotassico e utilizzare l'arresto di profondità associato alla cannula.

Monitoraggio dell'infusione con ripetute scansioni MRI. Iniziare l'infusione dell'agente desiderato come co-infusione con un mezzo di contrasto a base di gadolinio. Eseguire una risonanza magnetica a intervalli di tempo regolari per monitorare l'infusione e il volume di distribuzione dell'agente inserito nella cannula nel cervello, che può essere dedotto a causa della co-infusione di gadolinio.

Un'area iperintensa intorno alla punta della cannula indica la presenza del mezzo di contrasto a base di gadolinio. Al termine dell'infusione, interrompere la pompa. Lasciare che la cannula rimanga nel cervello per cinque minuti dopo la fine dell'infusione prima di rimuovere la cannula.

La posizione del maiale nello scanner MRI fornisce al chirurgo un accesso ottimale per l'intervento e lo spazio per il telaio stereotassico e la cannula per infusione. La visualizzazione guidata dalla risonanza magnetica consente una pianificazione precisa e l'inserimento di una cannula nel cervello. Il fotogramma stereotassico viene scansionato nel software e viene regolato per raggiungere efficacemente la posizione desiderata.

Le scansioni MRI interoperatorie iterative dopo l'infusione della cannula mostrano come l'infusione viene consegnata al tessuto cerebrale. La struttura stereotassica consente un'infusione precisa e controllata in modelli di cervello di maiale. Con questo protocollo, abbiamo stabilito che parametri come la velocità di infusione o l'accuratezza dell'inserimento della cannula possono essere modificati in tempo reale o messi in pausa come dettato dall'imaging intraprocedurale.

Il sistema di imaging MR in tempo reale consente una determinazione accurata del volume di distribuzione. I maiali, come grandi modelli animali per infusioni tracciati in risonanza magnetica in tempo reale, presentano la possibilità dello studio della somministrazione di farmaci al cervello con la consegna cellulare e altri agenti di valore traslazionale. La visualizzazione guidata da MR fornisce una guida in tempo reale per l'accesso al cervello del maiale, l'inserimento della cannula e il monitoraggio dell'agente di infusione.

È stato riportato che il processo di perforazione, la deformazione dei tessuti e / o la rottura dei tratti di sostanza bianca contribuiscono alle difficoltà e alla consegna dell'agente al cervello. Le scansioni MRI iterative durante la pianificazione e l'inserimento della cannula offrono la possibilità di piccole regolazioni.