Kwantyfikacja perfuzji mózgowej za pomocą obrazowania plamek laserowych i objętości zawału za pomocą MRI w przedklinicznym modelu udaru krążenia tylnego

Podsumowanie

Psi model udaru LVO został wykorzystany do opracowania laserowego obrazowania plamkowego do monitorowania perfuzji mózgowej w czasie rzeczywistym. Rezonans magnetyczny zależny dyfuzją został zoptymalizowany do obrazowania objętości zawału przy użyciu wysokiej wartości b, umożliwiając ADC i MRA, skorelowane z DSA w momencie udaru. Wreszcie, rekonstrukcje ADC korelowały z wynikami histologicznymi.

Streszczenie

Tło: Niedrożność tętnicy podstawnej (BAO) jest podzbiorem udaru krążenia tylnego, który niesie ze sobą śmiertelność sięgającą 90%. Obecny standard kliniczny do diagnozowania udaru niedokrwiennego obejmuje tomografię komputerową (CT), angiografię CT oraz obrazowanie perfuzji i rezonansu magnetycznego (MRI). Brakuje modeli przedklinicznych na dużych zwierzętach, które dokładnie odzwierciedlałyby chorobę kliniczną, a także metod oceny obciążenia udarem mózgu i oceny leczenia.

Metody: Opisujemy psi model udaru okluzji dużych naczyń (LVO) w krążeniu tylnym i opracowaliśmy protokół obrazowania laserowego (LSI) do monitorowania zmian perfuzji w czasie rzeczywistym. Następnie wykorzystaliśmy rezonans magnetyczny o wysokiej wartości b DWI (b=1800s/mm²), aby zwiększyć czułość wykrywania. Oceniliśmy również zdolność angiografii rezonansu magnetycznego (MRA) do oceny niedrożności tętnic i korelacji z DSA. Na koniec zweryfikowaliśmy rozmiar zawału na podstawie mapowania pozornego współczynnika dyfuzji (ADC) za pomocą histologii.

Wyniki: Podanie choroby zakrzepowo-zatorowej spowodowało zamknięcie tętnicy podstawnej, jak śledzono przez DSA (n=7). LSI korelowało z DSA, wykazując zmniejszenie perfuzji po wystąpieniu udaru, które utrzymywało się przez cały eksperyment, co pozwoliło nam monitorować perfuzję w czasie rzeczywistym. DWI ze zoptymalizowaną wartością b dla psów zilustrowało objętość wyrzutową i pozwoliło nam uzyskać obrazy ADC i angiografii rezonansu magnetycznego (MRA). MRA wykonane na koniec eksperymentu korelowało z DSA wykonanym po okluzji. Wreszcie, obciążenie udarem w MRI korelowało z histologią.

Wnioski: Nasze badania pokazują obrazowanie perfuzji w czasie rzeczywistym za pomocą LSI psiego modelu LVO krążenia tylnego, który wykorzystuje obrazowanie multimodalne ważne w diagnostyce i leczeniu udaru niedokrwiennego.

Wprowadzenie

Częstość występowania udaru mózgu na całym świecie wynosi prawie 25,7 miliona, z czego większość to udar niedokrwienny¹. Udar krążenia tylnego stanowi 20% wszystkich udarów, z których niedrożność tętnicy podstawnej jest najcięższa, zbliżając się do 90% śmiertelności^1,2. W 1995 roku rekombinowany tkankowy aktywator plazminogenu (rtPA) był pierwszą ostrą terapią opracowaną dla udaru niedokrwiennego u pacjentów, którzy ujawnili się w ciągu 3 godzin od wystąpienia udaru³. Ostatnio trombektomia mechaniczna wykazała korzyści w leczeniu ostrego udaru niedokrwiennego u p....

Protokół

Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z Ustawą o Dobrostanie Zwierząt oraz Przewodnikiem do Opieki i Użytkowania Zwierząt Laboratoryjnych (NRC 2011), zatwierdzonym przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Stanowego Ohio (IACUC).

1. Krok 1: Przygotowanie zwierząt i protokół chirurgiczny Użyto psiego modelu udaru niedrożności tętnicy podstawnej (BAO), jak opisano wcześniej9^,10.

1. Szybkie dorosłe beagle (8-13 kg, 14-21 miesięcy) nocne z bezpłatnym dostępem do wody.
2. Wstrzyknąć, przed znieczuleniem, domięśniowo aceproma....

Wyniki

Rejestracja i obrazowanie perfuzji metodą laserowego obrazowania przepływu (Laser Speckle): Rejestrację perfuzji prowadzono w sposób ciągły aż do momentu transportu zwierzęcia na MRI, a następnie powtórzono w chwili uśmiercenia (Ryc. 1A). Dane wykazały, że perfuzja mózgowa spadła o ok. 15% do poziomu 83 ± 10% w punkcie czasowym przed zamknięciem tętnicy podstawnej (pre-BAO). Ten niewielki spadek jest prawdopodobnie wynikiem wprowadzenia mikrocewnika do dystalnej części tętni.......

Dyskusja

Najczęstsze przyczyny udaru krążenia tylnego to zatorowość, miażdżyca tętnic dużych i choroba tętnic małych⁵. Niedrożność tętnic podstawnych (BAO) stanowi podzbiór udarów krążenia tylnego, niosących ze sobą znaczną zachorowalność i śmiertelność¹³. W tym kontekście wykorzystano psi model ostrego udaru tylnego i opracowaliśmy protokół LSI do monitorowania perfuzji okluzyjnego obszaru w czasie rzeczywistym. Laserowe obrazowanie perfuzji plamkowej przeprowadzono przez małe okno.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
2% chlorek 2,3,5-trifenylotetrazolu (TTC w PBS, pH 7,4)	Sigma Aldrich	T8877
EDTA K3 vacutainers	Becton Dickinson	BD455036
Eosin	Surgipath	3801602
Formalin, neutralny buforowany, 10%	Richard-Allan Scientific	5701
Hematoxylin 560	Surgipath	3801570
System pozycjonowania HUG-U-VAC  	DRE Veterinary	1320
Oprogramowanie LabChart	ADInstruments Inc.
Laserowa kamera do obrazowania plamkowego	Perimed Inc., Jarfalla, Szwecja	PeriCam PSI HR System
Vacutainer heparyny litowej, 4,5%	Becton Dickinson	BD 368056
Matlab	The MathWorks, Inc., Natick, MA
Oprogramowanie OsiriX MD v.5.0	Pixmeo Inc, Genewa
Paraformaldehyd 4% w PBS	Alfa Aesar
Oprogramowanie PimSoft v1.4	firmy Perimed Inc.	oprogramowanie towarzyszące sprzętowi
Prisma Fit 3 tesla (3T)	magnes Diagnostyka Siemen's Heparyna
sodowa do wstrzykiwań (do powlekania strzykawki do gazometrii krwi)	NovaPlus	402525D

AAJ61899APLSI