Estereotaxia guiada por ressonância magnética para infusões no cérebro de porco

O protocolo aqui apresentado demonstra estereotaxia para o cérebro de suíno usando infusões aprimoradas por convecção, com orientação de visualização por ressonância magnética (RM) em tempo real e visualização de distribuição de infusão em tempo real.

Aqui expandimos a aplicação da estereotaxia guiada por RM ao cérebro do porco para fornecer e monitorar a distribuição de um agente de infusão. O tamanho do cérebro suíno permite intervenções de imagem e neurocirúrgicas que são translacionais. Utilizamos o modelo suíno para injeção estereotáxica guiada por RM em uma suíte de RM 3T.

Relatamos visualmente a implementação do procedimento estereotáxico em suínos e descrevemos as adaptações do conjunto de RM para acomodar o suíno, visualizamos o procedimento tanto em vídeo quanto em RM concomitante para avaliar a distribuição de infestato. Posicionamento dos animais. Coloque um sujeito na tabela de ressonância magnética em preparação para a ressonância magnética.

Levante o tronco com toalhas e almofadas de espuma. O objetivo é que a cabeça caia ligeiramente para baixo com o pescoço flexionado e o focinho quase tocando a mesa. Os pinos de suporte da cabeça da RM foram ancorados no zigoma bilateral para manter a cabeça afixada à mesa de RM.

Uma vez definida, a mesa de ressonância magnética é movida para o furo do scanner até que a cabeça do sujeito atinja o final do furo. Planejamento da inserção cirúrgica com orientação de visualização assistida por ressonância magnética. Prepare a área de forma estéril.

Coloque a grade de planejamento fiducial no couro cabeludo do sujeito afixando o lado adesivo da grade sobre a cabeça do paciente, centrada em torno do local onde o orifício da rebarba estará. Execute a varredura de reconhecimento de ressonância magnética com a grade definida no lugar. Ajuste a trajetória sugerida, incluindo os pontos de entrada e alvo desejados, arrastando manualmente os pontos de entrada e alvo projetados no software para evitar vasos sanguíneos e minimizar transgressões de casca e sulco.

Uma vez que a trajetória desejada é identificada com base na preferência do cirurgião, execute o software de orientação de RM para encontrar o ponto de entrada na grade. Protegendo o quadro estereotáxico e ajustando o alinhamento iterativamente por meio da projeção de software. Monte a estrutura estereotáxica em torno das coordenadas de ponto de entrada desejadas na grade, primeiro prendendo a base com seis parafusos ancorados no osso e quatro parafusos offset.

Prenda os seis parafusos ancorados no osso ao crânio sobre a grade através do couro cabeludo. Os seis parafusos de ancoragem são usados para estabilizar a estrutura estereotáxica e evitar quaisquer movimentos durante a perfuração. Prenda os quatro parafusos deslocados localizados na base da torre através da pele, ancorados no crânio.

Eles atuam como uma contraforça para apertar os parafusos ósseos centrais, levantando a base do quadro para os parafusos centrais e para estabilizar a base. Uma vez que a base do quadro estereotáxico esteja segura, continue com a montagem do quadro. Execute a varredura MP-RAGE MRI de alta resolução, ponderada em T1, uma opção no software de ressonância magnética, com o quadro configurado para capturar os fiduciais do quadro e confirmar a trajetória.

Confirme a trajetória de inserção da cânula projetada desejada com o software. Execute os ajustes de inclinação, rolagem e XY girando as rodas de polegar, conforme indicado pelos parâmetros de ajuste de saída no software. Usando o software de orientação de RM, meça a espessura do crânio da trajetória desejada e a distância total ao cérebro.

Perfuração e inserção da cânula para perfusão. Use um esfoliante de iodo antes de realizar a incisão para prevenir a infecção. Faça uma incisão de três centímetros no couro cabeludo usando um bisturi sob a estrutura estereotáxica.

Configure a estrutura para inserção de broca executando os ajustes antes de criar o orifício de acesso. Remova e substitua o tubo guia central pelo que se encaixa em uma broca de 3,4 milímetros para perfuração. Certifique-se de que um assistente esteja presente para manter o quadro no lugar enquanto o cirurgião treina com a broca manual para adicionar estabilidade adicional ao quadro.

Configure o quadro para a segunda inserção da broca para alargar o orifício da rebarba e evitar colisões ósseas que possam alterar a trajetória. Configure a broca com a broca de 4,5 milímetros. Substitua a guia central por aquela que se encaixa nesta broca maior.

Crie um orifício de rebarba de 4,5 milímetros. Perfure a dura-máter com um estilete afiado. Insira a cânula de perfusão pré-preparada e compatível com o quadro.

Certifique-se de que a cânula tenha uma contrapressão neutra ou positiva consistente para eliminar as bolhas de ar que estão sendo introduzidas. O software fornece uma profundidade específica para o alvo planejado. Meça a profundidade na cânula de infusão compatível com quadro estereotáxico e use o ponto de parada de profundidade associado à cânula.

Monitorização da perfusão com ressonâncias magnéticas repetidas. Inicie a infusão do agente desejado como uma co-infusão com um agente de contraste à base de gadolínio. Realizar uma ressonância magnética em intervalos de tempo regulares para monitorar a infusão e o volume de distribuição do agente inserido em cânula no cérebro, que pode ser inferido devido à co-infusão de gadolínio.

Uma área hiperintensa ao redor da ponta da cânula indica a presença do agente de contraste à base de gadolínio. Quando a perfusão terminar, pare a bomba. Deixe a cânula permanecer no cérebro por cinco minutos após o término da infusão antes de remover a cânula.

A posição do porco no scanner de ressonância magnética fornece acesso ideal para o cirurgião operar e liberar a estrutura estereotáxica e a cânula de infusão. A visualização guiada por ressonância magnética permite o planejamento preciso e a inserção de uma cânula no cérebro. O quadro estereotáxico é digitalizado no software e é ajustado para alcançar efetivamente o local desejado.

Exames de ressonância magnética interoperatória iterativa após a infusão de cânula mostram como a infusão é entregue ao tecido cerebral. A estrutura estereotáxica permite uma infusão precisa e controlada em modelos de cérebro de porco. Com esse protocolo, estabelecemos que parâmetros como a taxa de infusão ou a acurácia da inserção da cânula podem ser alterados em tempo real ou pausados conforme ditado pela imagem intraprocedimento.

O sistema de imagem por RM em tempo real permite a determinação precisa do volume de distribuição. Os porcos, como grandes modelos animais para infusões rastreadas em ressonância magnética em tempo real, apresentam a possibilidade do estudo da entrega de fármacos ao cérebro com entrega celular e outros agentes de valor translacional. A visualização guiada por RM fornece orientação em tempo real para acesso ao cérebro de porco, inserção de cânula e monitoramento do agente de infusão.

O processo de perfuração, a deformação tecidual e / ou a ruptura dos tratos da substância branca foram relatados para contribuir para dificuldades e entrega de agentes ao cérebro. Exames de ressonância magnética iterativos durante o planejamento e a inserção da cânula fornecem a capacidade de pequenos ajustes.