Um método volumétrico para quantificação de vasoespasmo Cerebral em um modelo murino de hemorragia subaracnoide

O objetivo geral deste procedimento é quantificar o espasmo das vassalas cerebrais em camundongos, após a indução de hemorragia subaracnoide. Isso é feito submetendo o animal à perfusão transcardíaca e gesso endovascular, usando um agente de gesso radiopaco. O próximo passo é obter dados de imagem transversais, submetendo o cérebro à tomografia de microcomputador.

Em seguida, a imagem e os dados são processados. O software Miro é usado para reconstruir virtualmente a árvore vascular intracraniana e calcular os volumes de segmentos de vasos definidos, que representam uma medida objetiva para quantificar o espasmo do vaso. A hemorragia subaracnóidea é induzida em camundongos por perfuração endovascular do filamento sob anestesia com isoflurano.

A artéria carótida externa esquerda é preparada cirurgicamente. Em seguida, um filamento é inserido na artéria carótida externa e avançado intracranialmente através da artéria carótida interna, que é perfurada na carótida t, induzindo a hemorragia subaracnoide. Um aumento na pressão intracraniana é considerado um indicador de perfuração endovascular bem-sucedida.

Para analisar o espasmo vasal, induza a anestesia. Continue somente após o nível de anestesia suficiente ter sido atingido, o que é confirmado pela ausência de reações aos estímulos dolorosos. Realize uma perfusão transcardíaca usando as seguintes soluções.

Solução salina fisiológica contendo as concentrações fisiológicas de sódio, potássio, cálcio e magnésio a um pH de sete vírgula quatro. E depois, uma solução de PFA a 4%. Inicie a profusão com a solução número um por dois minutos e continue com a solução número dois por quatro minutos.

Infundir as soluções a uma temperatura de 37 graus Celsius e utilizar uma bomba controlada por pressão com uma taxa de perfusão variável para perfundir com uma pressão constante de 70 milímetros de mercúrio. Evite a perda de pressão ao mudar da solução um para a solução dois. Após a perfusão com ambas as soluções, continuar a perfusão durante 20 minutos à temperatura ambiente com um agente de fundição radiopaco a uma taxa constante de vírgula dois mililitros por minuto.

Segure a amostra para cura do material de fundição radiopaco a quatro graus Celsius durante a noite. E remova o cérebro e armazene a amostra a quatro graus Celsius em uma solução de PFA a 4% até micro-setisiny. Coloque o cérebro no meio de um tubo de plástico com uma pinça anatômica romba.

Escolha um tubo com um diâmetro ligeiramente maior do que a amostra, para garantir que o objeto não se mova durante a aquisição da imagem. Use gaze para fechar o tubo. Conecte o tubo de plástico através do micro motor de passo do sistema de posicionamento de controle navegado por computador na cabine de raios-x, na qual o objeto é girado em torno de seu eixo horizontal.

Alinhe a amostra no campo de visão sob radiografia de raios-x. Para obter a ampliação máxima, coloque o objeto o mais próximo possível da fonte de raios-x e maximize a distância até o detector o máximo possível. Use um protocolo de aquisição de imagem de etapa e disparo com os seguintes parâmetros de varredura.

Defina o tempo de exposição para um segundo para cada projeção e use uma tensão de tubo de 80 quilovolts para otimizar a relação sinal-ruído. Defina o número de projeções como 1.000 para uma rotação. Para reconstrução de dados brutos, use o algoritmo de retroprojeção filtrado, implicando o filtro Shepp-Logan com uma matriz de 1.024 voxels cúbicos.

Importe dados dicom para um software Miro usando a função import. Visualize a árvore de vasos com a função vol-run. Escolha o limiar de visualização para que as grandes artérias cerebrais sejam representadas em contornos nítidos.

É importante usar o mesmo limite de visualização para todos os conjuntos de dados pertencentes à série experimental. Dissecar virtualmente as artérias cerebrais basais do Círculo de Willis, com um volume de função adicionado ao envolver os vasos com o cur-zon. Em seguida, disseque virtualmente o segmento do vaso a ser analisado.

Portanto, gire o modelo tridimensional da árvore vascular para separar com precisão todos os pequenos ramos da artéria principal. É essencial para a análise posterior excluir todos os vasos, exceto o segmento de vaso a ser analisado. Aplique a função auto skeleton with threshold set to visualization threshold, que gera uma linha central, com base em gráfico espacial.

Em seguida, aplique a função gráfico espacial ao conjunto de linhas, para criar um conjunto de linhas. Divida o conjunto de linhas em seus subsegmentos únicos escolhendo manualmente os subsegmentos individuais com o cursor e clicando em dividir. Esta etapa é crucial para calcular os volumes dos subsegmentos individuais.

Use a linha de função definida como gráfico espacial para criar um gráfico espacial novamente. Use a função estatísticas de gráfico espacial para determinar o comprimento, o volume e o diâmetro de cada subsegmento. Para visualização codificada por cores, representando o curso do diâmetro do vaso, use as funções visualização de gráfico espacial.

Defina a coloração do segmento para espessura, que se correlaciona com o diâmetro do vaso. É importante escolher o mesmo mapa de cores para todos os conjuntos de dados pertencentes à série experimental. Adicione os comprimentos dos subsegmentos para determinar quais subsegmentos devem ser incluídos na análise posterior.

No presente estudo, avaliamos um segmento de vaso constituído por um milímetro da artéria carótida interna, proximal da carótida t e dois vírgula cinco milímetros da artéria cerebral distal da carótida t. Em seguida, adicione os volumes para determinar o volume do vaso do segmento de vaso definido. Para avaliar a precisão da reconstrução virtual da árvore vascular, realizamos a comparação baseada no diâmetro entre os diâmetros dos vasos determinados microscopicamente e a partir das reconstruções virtuais 3-D em dois pontos anatomicamente definidos em dez amostras cerebrais.

Para a determinação microscópica dos diâmetros dos vasos, utilizou-se câmera de alta resolução, ferramenta de calibração por software, balanças micrométricas, não houve diferenças significativas entre os diâmetros determinados microscopicamente e virtualmente. Indicando uma reconstrução virtual precisa da anatomia vascular intracraniana. Para quantificar o espasmo basal cerebral, determinou-se o volume de um segmento de vaso representativo pré-definido de três vírgula cinco milímetros, consistindo de um milímetro de IC8 e dois vírgula cinco milímetros MCA à esquerda.

Em amostras de cérebro de animais HSA e simulados. O volume dos vasos foi significativamente menor na HAS em comparação com a simulação, indicando espasmo vascular cerebral. Os diâmetros dos vasos também foram significativamente menores na HSA em comparação com a simulação.

A reconstrução virtual obtida com o método aqui apresentado reflete a anatomia vascular com precisão. Segmentos inteiros de vasos podem ser examinados, presumivelmente apresentando um parâmetro mais objetivo para quantificar o vasoespasmo do que a determinação dos diâmetros dos vasos em um único ponto. A avaliação volumétrica leva a maiores diferenças entre vasos vasoespásticos e não vasoespásticos em comparação com a avaliação apenas dos diâmetros dos vasos.