Визуализация повреждения головного мозга, вызванного гипоксией-ишемией головного мозга, на мышиной модели

Возьмите мышь под наркозом и подайте кислород с помощью носового конуса.

Правая общая сонная артерия мыши была перевязана, чтобы уменьшить приток крови к правому полушарию мозга, предрасполагая его к повреждению, вызванному гипоксией.

Вставьте катетер для внутривенной доставки меченой радиоактивной глюкозы.

Поместите мышь в сканер, чтобы одновременно визуализировать метаболизм глюкозы с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и структурные изменения с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Вызывают гипоксию за счет снижения содержания кислорода, тем самым усугубляя клеточный стресс в уязвимом полушарии. Стресс приводит к внутриклеточному накоплению воды, ограничивая движение молекул воды в опухших клетках по сравнению с внеклеточным пространством.

На изображениях МРТ ограниченное движение молекул воды проявляется в виде темных областей в пораженном полушарии, что указывает на повреждение, вызванное гипоксией.

Одновременно введенная радиоактивно меченая глюкоза достигает мозга и поглощается здоровыми клетками.

ПЭТ-визуализация показывает распределение глюкозы с радиоактивной меткой, где темные участки в пораженном полушарии указывают на снижение поглощения глюкозы из-за повреждения, вызванного гипоксией.

Проверьте работу расходомеров кислорода и азота, предварительно включив источники ошибок кислорода и азота. Затем включите расходомеры. При расходе 1 литр в минуту установите расход кислорода на 114,3 миллиграмм в минуту, а расход азота на 1,150 грамма в минуту.

Затем подготовьте лежанку для животных, убедившись, что анестезия, дыхательная подушка и системы обогрева расположены надежно и функционально. Затем прикрепите реперные метки, содержащие радиоиндикатор, к ложу животного в пределах поля зрения. Обезболите мышь изофлураном и предварительно согрейте ее хвост, чтобы подготовить его к введению катетера.

Когда все будет готово, введите до 5 сантиметров катетер PE-10, предварительно заполненный гепаринизированным физиологическим раствором. Закрепите внутривенную капельницу в месте введения каплей цианоакрилатного клея. Затем переложите животное на подготовленную подстилку для животных. Повторно нанесите офтальмологическую мазь на глаза мыши, чтобы предотвратить их высыхание, и стабилизируйте голову животного, поместив ее верхние резцы вокруг зубного стержня и установив ушные планки на место.

Начните подачу изофлурана от 1% до 2% со скоростью от 0,5 до 1 литра в минуту. Вставьте термометр с ректальным зондом. Убедитесь, что показания температуры и дыхания работоспособны. Затем наберите около 600 микрокюри дозы радиоактивного индикатора в 200 микролитрах физиологического раствора в шприц объемом 1 миллилитр и поместите его в шприцевой насос.

Подсоедините примерно 3 метра гепаринизированной трубки PE-10 к шприцу, а другой конец — к катетерной линии хвостовой вены. Убедитесь, что катушка МРТ и любые линии и кабели, особенно трубка для анестезии, не запутаны.

Убедитесь, что центр мозга выровнен с центрами катушки МРТ, системы ПЭТ и магнита МРТ. Затем осторожно сдвиньте лежанку животного вперед в отверстие магнита. Выполните настройку и согласование катушки МРТ, вращая ручки регулировки на катушке, чтобы свести к минимуму несоответствие импеданса и частоты.

Затем выберите редкую последовательность пробных пилотов и запустите последовательность из окна управления сканированием, чтобы получить изображение разведчика. Проверьте положение животного и при необходимости корректируйте его положение до тех пор, пока мозг не будет центрирован. Затем сбросьте прокладки в нулевое значение. Теперь запустите последовательность спектроскопического сканирования с точечным разрешением в мозге, используя прямоугольный объем 3,9 миллиметра на 6 миллиметров на 9 миллиметров.

Проверьте ширину ватерлинии с помощью макрокоманды CalcLinewidth. Если полная ширина равна половине максимального значения, расположите план среза для диффузионно-взвешенного сканирования изображения с помощью геометрического редактора. Когда результирующий план среза будет выровнен нужным образом, скопируйте этот план среза в окне управления сканированием для всех последующих сканирований и начните получение изображения.

Затем, когда приобретение питомца подготовлено и готово к началу, запустите инфузионный насос. После того, как физиологический раствор из катетера был введен, начните сбор данных о физическом веществе, чтобы зафиксировать попадание радиоактивного индикатора. Следите за скоростью подсчета и ищите постепенное увеличение количества, указывающее на успешную инъекцию. Через 10–15 минут запустите гипоксическую продукцию, выключив медицинский поток воздуха и немедленно включив расходомеры кислорода и азота для подачи 8% кислорода и 92% азота.

На этом этапе уменьшите дозу изофлурана до 0,8%. Сразу после начала гипоксической нагрузки начните получение диффузионно-взвешенного изображения с использованием предыдущей настройки сканирования. Начните получение второго диффузионно-взвешенного изображения сразу после завершения первого сканирования.

Избавьтесь от гипоксической проблемы, отключив расходомеры, восстановив циркуляцию воздуха в медицинских учреждениях и вернув концентрацию изофлурана к 1–2%. Проведите взвешенную визуализацию после диффузии гипоксии, затем выключите инфузионный насос и получите анатомические изображения в осевой и сагиттальной плоскостях. Используя редактор геометрии, убедитесь, что поле зрения сбора данных охватывает мозг.