Объемный метод количественного определения церебрального спазм сосудов в мышиных модели субарахноидальное кровоизлияние

Цель этой статьи заключается в настоящее время метод, который позволяет 3-мерной реконструкции цереброваскулярные дерева в мышей после микро компьютерная томография и определение объемов всего судна сегментов, которые могут использоваться для количественного определения церебрального спазм сосудов в мышиных моделях субарахноидальное кровоизлияние.

Общей целью этой процедуры является количественная оценка церебрального вазального спазма у мышей после индукции субарахноидального кровоизлияния. Это достигается путем транскардиальной перфузии и эндоваскулярного литья животного с использованием рентгеноконтрастного литьевого агента. Следующим шагом является получение данных поперечного сечения изображения путем проведения микрокомпьютерной томографии в мозге.

Затем происходит обработка изображения и данных. Программное обеспечение Miro используется для виртуальной реконструкции внутричерепного сосудистого дерева и расчета объемов определенных сегментов сосудов, которые представляют собой объективную меру для количественной оценки спазма сосудов. Субарахноидальное кровоизлияние индуцируется у мышей путем эндоваскулярной перфорации нити под анестезией изофлураном.

Левая наружная сонная артерия препарируется хирургическим путем. Затем филамент вводится в наружную сонную артерию и продвигается внутрь черепа через внутреннюю сонную артерию, которая перфорируется в сонной артерии, вызывая субарахноидальное кровоизлияние. Повышение внутричерепного давления принимается за показатель успешной эндоваскулярной перфорации.

Для анализа спазма протокающего протока вызывают анестезию. Продолжайте только после того, как будет достигнут достаточный уровень анестезии, что подтверждается отсутствием реакций на болевые раздражители. Проведите транскардиальную перфузию с использованием следующих растворов.

Физиологический раствор соли, содержащий физиологические концентрации натрия, калия, кальция и магния при ph семь целых четыре десятых. А затем 4% раствор PFA. Начните с раствора номер один в течение двух минут и продолжайте с раствора номер два в течение четырех минут.

Настаивайте растворы при температуре 37 градусов Цельсия и используйте насос с регулируемым давлением с переменной скоростью перфузии для перфузии с постоянным давлением 70 миллиметров ртутного столба. Избегайте потери давления при переходе с первого решения на второе. После перфузии обоими растворами продолжайте перфузию в течение 20 минут при комнатной температуре с помощью рентгеноконтрастного литейного агента с постоянной скоростью два миллилитра в минуту.

Подержите образец для отверждения рентгеноконтрастного литейного материала при температуре четыре градуса Цельсия в течение ночи. А также извлеките мозг и храните образец при температуре четыре градуса Цельсия в 4%-ном растворе PFA до микросетизины. Поместите мозг в середину пластиковой трубки с помощью тупых анатомических щипцов.

Выбирайте трубку с немного большим диаметром, чем образец, чтобы объект не двигался во время получения изображения. С помощью марли закройте трубку. Прикрепите пластиковую трубку через микрошаговый двигатель системы позиционирования с компьютерной навигацией в рентгеновской кабине, в которой объект вращается вокруг своей горизонтальной оси.

Выровняйте образец в поле зрения под рентгеновской рентгенографией. Чтобы добиться максимального увеличения, расположите объект как можно ближе к источнику рентгеновского излучения и максимально увеличьте расстояние до детектора. Используйте пошаговый протокол съемки и получения изображений со следующими параметрами сканирования.

Установите время экспозиции равной одной секунде для каждой проекции и используйте напряжение трубки 80 киловольт для оптимизации соотношения сигнал/шум. Установите количество проекций равным 1 000 для одного оборота. Для реконструкции исходных данных используется алгоритм отфильтрованной обратной проекции, подразумевающий фильтр Шеппа-Логана с матрицей 1,024 кубических вокселей.

Импортируйте данные dicom в программное обеспечение Miro с помощью функции импорта. Визуализируйте дерево сосудов с помощью функции vol-run. Выберите порог визуализации, чтобы крупные мозговые артерии были изображены в четких контурах.

Важно использовать один и тот же порог визуализации для всех наборов данных, принадлежащих экспериментальному ряду. Виртуально рассеките базальные мозговые артерии виллизиева круга, с функциональным объемом, добавленным за счет окружения сосудов курзоной. Затем виртуально препарируйте сегмент сосуда, подлежащий анализу.

Поэтому вращайте трехмерную модель сосудистого дерева для того, чтобы точно отделить все мелкие ветви от главной артерии. Для дальнейшего анализа необходимо исключить все сосуды, кроме сегмента судна, подлежащего анализу. Примените функцию auto skeleton с пороговым значением, установленным в значение порога визуализации, который генерирует пространственный график на основе центральной линии.

Затем примените функцию пространственного графа к набору линий, чтобы создать набор линий. Разделите набор линий на отдельные подсегменты, вручную выбрав отдельные подсегменты с помощью курсора и нажав на разделить. Этот шаг имеет решающее значение для расчета объемов отдельных подсегментов.

Используйте функциональную линию, заданную для пространственного графа, чтобы снова создать пространственный граф. Используйте статистику пространственного графа функции для определения длины, объема и диаметра каждого подсегмента. Для цветовой кодировки визуализации, представляющей ход диаметра сосуда, используйте функции пространственного графа просмотра.

Установите окраску сегмента на толщину, которая коррелирует с диаметром сосуда. Важно выбрать одну и ту же цветовую карту для всех наборов данных, принадлежащих экспериментальному ряду. Сложите длины подсегментов, чтобы определить, какие подсегменты должны быть включены в дальнейший анализ.

В настоящем исследовании мы оценили сегмент сосуда, состоящий из одного миллиметра внутренней сонной артерии, проксимальнее сонной артерии, и двух целых пяти десятых миллиметра мозговой артерии дистальнее сонной артерии. Затем сложите объемы, чтобы определить объем сосуда для определенного сегмента сосуда. Чтобы оценить точность виртуальной реконструкции сосудистого дерева, мы провели сравнение диаметров сосудов, определенных микроскопически, и из трехмерных виртуальных реконструкций в двух анатомически определенных точках в десяти образцах мозга.

Для микроскопического определения диаметров сосудов использовалась камера высокого разрешения, программное средство калибровки, микрометровые шкалы, существенных различий между диаметрами, определенными микроскопическим и виртуальным путем, не выявлено. Указание на точную виртуальную реконструкцию внутричерепной сосудистой анатомии. Чтобы количественно оценить церебральный базальный спазм, мы определили объем предопределенного репрезентативного сегмента сосуда в три целых пять миллиметров, состоящего из одного миллиметра IC8 и двух целых пяти десятых миллиметра MCA слева.

В образцах мозга животных с САК и фиктивных животных. Объем сосуда при САК был значительно ниже по сравнению с симуляцией, что указывает на церебральный вазальный спазм. Диаметры сосудов также были значительно ниже при САК по сравнению с фиктивными.

Виртуальная реконструкция, полученная с помощью представленного здесь метода, точно отражает анатомию сосудов. Можно исследовать целые сегменты сосуда, предположительно представляя более объективный параметр для количественной оценки вазоспазма, чем определение диаметра сосуда в одной точке. Объемная оценка приводит к большим различиям между вазоспастическими и невазоспастическими сосудами по сравнению с оценкой только диаметров сосудов.