Summary
כאן אנו מציגים שילוב של לייזר זלוף דופלר הדמיה (LDPI) ו לייזר הפיקוח זלוף דופלר (LDPM) כדי למדוד את עמוד השדרה כבל זרימת הדם המקומית, חמצן וכו, (2) כמו גם הליך מתוקננת של היכרות עם חוט השדרה טראומה על עכברים.
Abstract
לייזר flowmetry דופלר (LDF) היא שיטה לא פולשנית למדידה בדם זרימה (BF), מה שהופך את זה עדיף למדידת שינויים microcirculatory של חוט השדרה. במאמר זה, המטרה שלנו הייתה להשתמש הדמיה דופלר לייזר והן ניטור כדי לנתח את השינוי של BF לאחר פגיעה בחוט השדרה. דופלר לייזר סורק והן בדיקה/הצג הועסקו להיות כדי להשיג את כל הבדיקה. הנתונים של LDPI מספק הפצה מקומית של BF, אשר נתן סקירה כללית של זלוף סביב האתר פציעה והפכה אותו נגיש לניתוח השוואתי של BF בין מיקומים שונים. על ידי מדידת בעוצמה האזור החקרנית על פני תקופה של זמן, מכשיר בדיקה משולבת שימש למדוד בו זמנית את הרוויה BF ו חמצן של חוט השדרה, ומראה זלוף הכולל חוט השדרה ואת אספקת החמצן. LDF עצמה יש כמה מגבלות, כגון השטף היחסי, רגישות לתנועה, אפס ביולוגי אות. עם זאת, הטכנולוגיה הוחל במחקר קליניים וניסויים בשל הגדרת פשוטה מדידה מהירה של BF שלה.
Introduction
הרקמה של חוט השדרה הוא vascularized מאוד רגישים מאד היפוקסיה המושרה על ידי פגיעה בחוט השדרה (מדע). שלנו מחקרים קודמים הראו כי זרימת הדם של חוט השדרה באופן משמעותי ירדו לאחר זעזוע מוח פציעה1,2, אשר עשוי להיות קשור הגרעון של המוטורית. מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי שלמות כלי הדם בעקבות SCI היטב בקורלציה עם השיפור בתפקוד המוטורי חושית3. דווח vascularity משופר אולי להציל את חומר לבן, שמוביל באופן עקיף שיפור בתפקוד4. לכן, שמירה על חוט השדרה לאחר פציעה זלוף הופיע להיות חשיבות רבה לשמירה על יכולת הקיום ופונקציונליות.
השפעת טיפולים שונים על זלוף לאחר SCI נבחנו על ידי חוקרים רבים באמצעות מגוון רחב של שיטות ניסיוניות של SCI-5,-6,-7. לייזר דופלר, כמו טכניקה ומבוססת, היה ללא ספק שיטה שימושית עבור לכימות זלוף מספר מחקרים בבעלי חיים אנושיים8,9,10,11. הטכניקה מבוססת על מדידת דופלר12 המושרה על-ידי העברת תאי דם אדומים האור להאיר. מאז המסחור של הטכניקה בתחילת שנות ה־80, התקדמות נהדרת נעשתה טכנולוגיית לייזר, סיבים אופטיים, עיבוד למדידת זלוף על ידי לייזר מכשירי דופלר13, אשר הפך LDF טכנולוגיה אמינה.
במחקר הנוכחי, שתי השיטות של לייזר מדידה דופלר הוחלו כדי להעריך את זרימת הדם (BF) בשידרה של חולדות גרם לפגיעה חמורה. בשל אופיו לא פולשנית של הטכנולוגיה וההתקנה פשוטה שלה, פרוטוקול שלנו מספק שיטה רגישה, מהיר ואמין עבור BF המידות של חוט השדרה. חשוב יותר, שיטה זו מאפשרת מחקר אורך של BF SCI פוסט concussive מבלי להקריב חיה בכל נקודה בזמן.
בשל היכולת להעריך את BF של הרקמה ושינויים מהירים של זלוף במהלך גירוי, זה אפשרי ליישם פרוטוקול זה להעריך BF מוחי14,15 , כמו גם למדוד את רקמות אחרות כגון הכבד16, 17,18,העור19ו המעי20. במודל של עכברים של סגר ארעית של עורק המוח התיכון, הקריאות דופלר לייזר שימשו כדי להבטיח צמצום נאותה של קצב BF לרמות זה צפויים ב הילה איסכמי14. בחולדות אשר עברו איבר קריטי איסכמיה (CLI) אינדוקציה, סריקת דופלר הוחל להתבונן הגפיים האחוריות BF לפני, לאחר ההליך CLI, בתקופות שונות לאחר טיפול21. בנוסף, הזמינות הביולוגית של סיווג מטבולית בסמים מסוימים תלויים BF הכבד, אשר זוהה על ידי LDF16. לכן, LDF יכול להיות בשימוש נרחב דגם ניסיוני, pharmacodynamic, פרמוקוקינטיים הערכות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
פרוטוקולים בעלי חיים המערבים חיות ניסוי בעקבות הנחיות על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH), אושרו על ידי חיה על עצמך ועל שימוש הוועדה של ההון האוניברסיטה הרפואית.
ההליכים של מציגים SCI ומדידת BF של חוט השדרה באמצעות לייזר ציוד דופלר המתוארים להלן שימשו מחקר שפורסם1.
1. הכנה לניתוח
- להכין את סודיום פנטוברביטל פתרון 3% (w/v) בתוך תמיסת מלח ולנהל במינון של 35 מ"ג/ק"ג.
התראה: סודיום פנטוברביטל הוא חומר מבוקר. יש לשמור רשומות נתונים היסטוריים, פתרונות מאוחסנים במיקום בטוח, נעול. - לחטא ציוד והכן באזור הניתוח.
- לנקות את הציוד ניתוח בשלבים הבאים: 75% אתנול, ניקוי, ואז אוטוקלב ב 121 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, ואז לייבש בתנור 60 ° C בלילה. לחטא את האזור ניתוח עם 75% אלכוהול.
2. הכנה של עכברוש לניתוח
- עזים ומתנגד העכברוש עם זריקה בקרום הבטן של סודיום פנטוברביטל (35 מ"ג/ק"ג). במהלך כל התהליך צריך לקחת 30-40 דקות כולל ניתוח, מדידות BF התפרים.
- לגלח את האזור הגבי של העכברוש מן הגב התחתון בצוואר. השיער צריך להיות חתוך קצר ככל האפשר. מניחים את החולדה על 40 ° צלזיוס חימום כרית כדי לשמור על טמפרטורת גוף קבועה.
3. laminectomy. וזעזוע בחוט השדרה
הערה: כדי לבצע laminectomy רק עבור הקבוצה המזויפים, בצע שלבים 3.1 ל 3.6.
- מקם את הצד הגבי בעלי חיים למעלה. לעקר את החלק המגולח עם יוד ואחריו 75% אלכוהול באמצעות כדורי צמר-גפן סטרילי. עושים חתך בעור (4 ס מ) עם האזמל מעל האתר laminectomy מכסה בית החזה בחוליות T7 כדי T11.
- לחתוך את השרירים המחוברים לשני הצדדים מן T8 T10 לחשוף תהליכים קוצניים, של סחוס המפרקים היבט.
- להשתמש את האזמל לעשות חתכים זה לנתק את הצומת בין T10 T11. בהמשך לחשוף לצומת על ידי בקפידה על ידי לנתח את שכבת השריר כדי לחשוף את העצם.
- להשתמש את המספריים עוד יותר ברור שריר הרחק הנדן וליד pedicle עם חיתוכים קטן. פעולה זו תפתח את חלל קטן בין החוליות-T10 T11 (איור 1 א'). לאט, בעדינות להכניס מלקחיים hemostatic אחד את הפער הזה ולשבור pedicle (איור 1B). ודא שהעקמומיות של המלקחיים תמיד ימוקם רוחבית, מן החוט. חזור על הצד השני.
- לחשוף את חוט השדרה (איור 1C), בזהירות להרים ולשבור את הנדן. יש להקפיד לא להשאיר כל שברי העצם חינם או משוננים.
- חזור על התהליך עוד יותר להסיר שנבזזו T9 ו T8.
- להזיז את החיה אל השולחן ציוד impactor להשתמש זוג מלקחיים לאדאמסון מצורף לטבלה כדי לייצב את עמוד השדרה של החיה על ידי מחבר חובק למעקה על תהליך קוצניים T7 ו T11, ולאחר מכן להתאים את המלקחיים כדי ליישר את עמוד השדרה (איור 1D).
- לשים את בעל החיים תחת impactor, לכוון את המוט השביתה למרכז של חוט השדרה חשוף, הנמך את המוט אל תוך 3-5 מ מ של פני השטח של חוט השדרה.
- קבע את הפרמטרים השפעה כגון כוח ההשפעה (160 KD) וזמן להתעכב (1 s)
- זירוז פתאומיים על-ידי לחיצה על לחצן "הפעל ניסוי" על ממשק התוכנה ולאחר מכן לחץ על 'כן' על הממשק הבא כדי להתחיל את ההשפעה באופן אוטומטי. לאחר הפגיעה, התוכנה יוצג הנתונים בפועל של ההשפעה ליד שתכננו, בדוק את הנתונים כדי לוודא שזה קרוב לנקודה הגדרה (איור 1E).
הערה: סימן אופייני להצלחת הניסוי היה תקופה קצרה של התנועה הנדנדה ואיברים הזנב לא רצוניות לאחר הפגיעה. גירויים ועד הזנב לבדוק עבור השתקפות האיבר יכולה להיעשות גם. עם זאת, הערכת גינקולוגיות כגון באסו ביטי, Bresnahan (BBB) סולם גינקולוגיות22,23 יש צורך לקבוע את היעילות של פציעה המושרה.
- זירוז פתאומיים על-ידי לחיצה על לחצן "הפעל ניסוי" על ממשק התוכנה ולאחר מכן לחץ על 'כן' על הממשק הבא כדי להתחיל את ההשפעה באופן אוטומטי. לאחר הפגיעה, התוכנה יוצג הנתונים בפועל של ההשפעה ליד שתכננו, בדוק את הנתונים כדי לוודא שזה קרוב לנקודה הגדרה (איור 1E).
4. לייזר דופלר סריקה
- ראה טבלה של חומרים עבור הפרטים של הסורק לייזר דופלר השתמשו במחקר זה. כדי לסרוק חוט השדרה חשוף, במקום הצד הגבי חולדה על רקע שחור, נטול השתקפות.
- להגדיר סריקה פרמטרים: פתח את תוכנת הסריקה, לחץ על "מדד" כדי להזין את ממשק המשתמש הגרפי מדידה ולחץ על לחצן 'סורק להתקנה' כדי לפתוח את ממשק ההתקנה סורק. כדי לסרוק אזורים קטנים כגון הניסוי הזה, בחר "רזולוציה גבוהה" תחת "סרוק גודל ואת אפשרויות התצוגה" של מצב סריקה בסדר עם רזולוציה גבוהה יותר (256 × 256 נקודות כיסוי 4 × 10 ס מ2) (איור 2 א). לחץ על האפשרות "סרוק תמונה" כדי לבדוק את הפרמטרים סריקה (איור 2B).
- לחץ על האפשרות "וידאו, מרחק" כדי לבדוק את תמונת הוידיאו בשידור חי. מקם את הסורק 10-13 ס מ מעל חלון כירורגי ולעבור הרקע עם החיה למרכז חוט השדרה חשוף על החלון סריקה (איור 2C).
- השתמש בפונקציה "רכב" מרוחק"בסדר להתאים את גובה סריקה, שימו לב שהגובה של סריקה יש לשמור עקבי לאורך כל המדידות בניסוי איור 2C.
- להשתמש כיסוי nonreflective עם חלון כדי לחשוף רק את השטח כירורגית נוספת למזער את הרקע, לסמן את הכיוון של החיה.
- לחץ על "חוזר סרוק", הגדר את המספר של סריקות (אנו משתמשים סריקות חוזר 8 במקרה זה) ואז לחץ על "אישור" כדי לפתוח את ממשק סריקה חוזרת. לחץ על לחצן התחל כדי להתחיל סריקה ואת כל התהליך ייקח כ 3-4 דקות (איור דו-ממדי).
5. לייזר דופלר ניטור
- השתמשנו צג סורק עם בדיקה משלוח קצה המחט VP3 בוטה צג BF, אז2 לאורך זמן. לצרף את המכשיר לייזר דופלר בניצב מכשיר stereotaxic כדי להגדיר את ציוד ניטור.
- תרים את החולדה בצד הגבי של המנגנון stereotaxic, ביסוד החיה עם חתיכה קטנה של קלקר בעת הצורך להשטיח את חוט השדרה חשוף.
- . תוריד את המכשיר בחוט השדרה לצג BF...
הערה: שלב 5.3 זה חיוני עבור הפארמצבטית המדידה המקראות נתונים רגישים הלחץ שהופעל החללית, ומכאן לנקוט משנה זהירות נדרש כדי לא נגמר - או תחת - position החללית.- לבחון את החתך ולהסיר כל נוזל מוגזמת או דם באמצעות כרית כותנה סטרילי.
- השתמש ציר X ו- Y של המנגנון כדי לאתר את המכשיר rostral לנקודת האמצע של חוט השדרה חשופים 2 מ"מ או הנגע הצבע ולהימנע את הווריד המרכזי.
- השתמש ציר Z כדי הורידו לאט את החללית אל הרמה רק לגעת במשטח של חוט השדרה. המכשיר צריך רק לגעת השטח של חוט השדרה אבל לא כל כך רופף, כדי לאפשר לכל אור בהיר להימלט מן הצד של נקודת המגע.
-
נתוני ההקלטה
- לפתוח את התוכנה רכישת נתונים, לחץ על לחצן "ניסוי חדש" כדי לפתוח את ממשק ההתקנה. תחת האפשרות "כללי" לבדוק תצורת המערכת, לחץ על "הבא" (איור 3 א), בכיוונון תצוגה בחר את הערוץ של BF, אז2 ולחץ על "הבא" (איור 3B).
- קלט נתוני קובץ ולחץ על "הבא" (איור 3C) כדי להזין את הנתונים הקלטה ממשק, לחץ על לחצן ומשולש ירוק כדי להתחיל את ההקלטה של המכשיר (דמות תלת-ממד).
- ברגע שהאותות הם נתונים יציבים, הרשומה עבור 8 דקות רצופות. לאחר מכן הרם את החללית, להסיר את החיה של המנגנון stereotaxic תפר את החתך ולשים את החיה לתוך הטיפול לאחר הניתוח.
6. התפרים וטיפול פעולת שלאחר
- תפר את החתך: להכניס מחט תפר השריר משני צידי החתך. משוך את החוט דרך, הרגשנו את הרקמות, ובכך מכסה את חוט השדרה החשופים באתר של סחוס שהוסר. משתמש בעל מחט, משוך את החוט כולו, טופס-3 קשר מרובע, לקצץ חוט כמו קרוב הקשרים ככל האפשר.
- תפר את העור עם 3-4 כיכר קשרים באותו אופן כמו תפירת החתך, ולאחר מכן לחתוך את חוטי כ 1 ס מ הקשרים.
- מקם את החולדה על צידה בכלוב שלו, נמנע מקשר בין האתר ניתוח בתחתית הכלוב. כלובים יוצבו על כריות חימום.
- נטר את החיה עד שהוא מתעורר מן ההרדמה כדי להבטיח אין דימום לאחר הניתוח וכי התפרים נשארים סגורים.
- Subcutaneously להזריק בנזיל פניצילין נתרן בעכברוש במשך 3 ימים לאחר הניתוח, 120 מ"ג לק"ג ליום. Intraperitoneally להזריק הבופרנורפין (0.05 מ"ג/ק"ג) מיד לאחר הניתוח, כל 6 שעות לאחר הניתוח ליום 1.
- כדי לוודא חיות יש גישה מספיק אוכל ומים, מתאים בקבוקי מים עם spouts מורחב, לשים אוכל קרוב החיה בכלוב.
הערה: ערכנו סולם דירוג BBB להעריך את הפונקציה גינקולוגיות hindlimb של בעלי חיים 24 שעות לאחר פציעה כדי לא לכלול חיות עם ציון BBB מעל 0, לכן המבטיח כי החיה היה משותק על ידי הפגיעה המושרה. - לאחר הניתוח, לספק ריק ידנית של שלפוחית השתן על ידי בעדינות הפעלת לחץ על הבטן פעמיים ביום, במידת הצורך.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
LDPI שימש כדי למדוד את BF בחוט השדרה, אשר הייתה לכמת לאורך הציר rostral-סימטרית של חוט השדרה על-ידי חילוץ פרופילים ליניארי (איור 4). 5A איור , איור 5B מייצגים ההדמיה השטף של חוט השדרה של דמה וקבוצת SCI, בהתאמה. 5C איור , איור 5D מייצגים את BF שינוי לאורך הציר rostral-סימטרית של חוט השדרה של העמדת פנים וקבוצת SCI, בהתאמה. השוואה של 5A איור , איור 5B הדגימו כי SCI המושרה הפחתה של BF, BF של מוקד היה נמוך יותר rostral חוט חוט סימטרית.
LDPM הראה את האות LD בתחום הזמן, אז2 ו- 6 איור מאויר רכישת ועיבוד הנתונים LDPM. לאחר הנתונים נרשמו, רצועת 8 דקות של רציפה לנתונים של אזור ריבית (ROI) נבחר, אשר היה אז מסונן באמצעות מסנן מובנה כדי למזער את כל האותות הלא-ביולוגיים. לאחר מכן, רועי נותחו סטטיסטית, התוצאות היו מיוצא בתבנית הנתונים הגולמיים. איור 7 הקליט את הווריאציה תקופתי של BF ו- SO2 לאורך זמן, "דמה" וקבוצת "SCI. כפי שמוצג באיור 7 א, חוט השדרה BF בקבוצת SCI ירד באופן משמעותי לעומת הקבוצה המזויפים. בו זמנית, אז2 של חוט השדרה היה נמוך במידה ניכרת לאחר זעזוע חוט השדרה (איור 7 ב), אשר היה עקבי עם השינוי של BF לאחר פציעה. כדי להפחית הפרעות, מדידות נלקחו שוב ושוב, הנתונים היו מנורמל.
איור 1. Laminectomy. וזעזוע לעמוד השדרה. (א) לנתק את הצומת בין T10 T11. (B) הכנס המלקחיים לשבור pedicle. (ג) לשבור את הנדן ולחשוף את חוט השדרה. (סכמטי סקיצה של האנטומיה) (ד) ייצוב עמוד השדרה על השולחן הניסוי. ההשפעה הראשונית (E) באמצעות תוכנת בדיקת הנתונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 2. צעד אחר צעד התקנה עבור סריקת דופלר. (א) התקנה כלליות עבור סריקה. (B) הגדרת ממשק עבור פרמטרי סריקת תמונה. (ג) הגדרת ממשק עבור מרחק של וידאו. (ד) הגדרת ממשק עבור סריקה חוזרת. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3. התקנה שלב אחר שלב עבור ניטור דופלר לייזר. (א) להתחיל ניסוי חדש. (B) בחר תצוגת ערוצים. (ג) קלט פרטים בנושא. (ד) כדי להפעיל את נתוני ההקלטה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
באיור 4. תהליך של לייזר זלוף דופלר הדמיה- (א) 8 רציפה סורק נגזר על-ידי סריקת חולדות בקבוצה המזויפים. (B) התמונה הממוצע של הסריקות רציפה. (C, D) אזור של הריבית (ROI) נבחרה בהתבסס על תמונת אינפרא-אדום לחלץ את הפרופיל בעוצמה לאורך הציר המרכזי של עמוד השדרה. התיבה כניסה ממסגרת מציגה תוצאה פרופיל של רועי. סרגל הצבע המצוין זלוף יחידות נמדד על ידי לייזר סורק דופלר כאשר הכחול מייצג את הערך הנמוך ביותר ו האדום מייצג את הערך הגבוה ביותר. המכשיר זיהה את הערך היחסי של זלוף, כלומר "שטף". אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5. BF של חוט השדרה זוהה באמצעות לייזר זלוף דופלר הדמיה- (A, B) 5 מ מ רועי נמשך על המפה השטף לאורך הציר של עמוד השדרה של rostral החוט סימטרית. (C, D) לפרופיל בעוצמה של כל רועי לאורך קו ממורכז בציר חוט השדרה שהופק על כימות.
איור 6. תהליך הפיקוח זלוף דופלר לייזר. (א) ההקלטה של הנתונים הגולמיים איפה דה מרקר הזמן המצוין נקודת המוצא. (B) מבחר 8 דקות רועי. (ג) הנתונים הנבחרים היו ואז סוננו לפי מסנן מובנה. (ד) ניתוח סטטיסטי של רועי. (ה) ייצוא של הנתונים הגולמיים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 7. חוט השדרה זלוף הוערך על ידי לייזר הפיקוח זלוף דופלר. (א) s A 15 מדגם של הפלט זרימת דם raw של העמדת פנים וקבוצת SCI. (B) s A 15 מדגם של הפלט רוויית החמצן raw של דמה וקבוצת SCI. החללית דופלר לייזר הוצב 2 מ מ rostrally אל הנקודה האמצעית ברמה מעל פני השטח של חוט השדרה לצד ימין של הווריד המרכזי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
צריך להיות לב כמה פרטים בעת ביצוע פרוטוקול זה. ראשית, התהליך של הרדמה וניתוח צריכה להתבצע גם במהירות, באלגנטיות ככל האפשר כדי למזער את הלחץ הציג לחיה. כדי להפחית הפרעות על פי התוצאות, לשמור על החיה במצב יחסית שקט ויציבות. שנית, צריך להיות משולם יותר תשומת לב כדי דימום במהלך המדידה באמצעות דופלר אנדוסקופים, שכן הדם יכול שעלול להפריע הקריאה. לבסוף, במהלך ההקלטה נתונים, יש לשמור חיות בסביבה מבוקרת טמפרטורה כדי למנוע תוצאות לא עקביות הנגרמת על ידי טמפרטורה שונות.
ישנם מספר גורמים חשובים חוקרים לשקול בעת באמצעות סריקת דופלר. כאמור בפרוטוקול, המרחק של הסריקה צריך להישמר עקבי לאורך כל הניסוי לתוצאות דומות. עבור אזורים קטנים, אנו מציעים ברזולוציה גבוהה עם סריקות מרובות כדי להפיק נתונים אמינים של BF. בנוסף, אנו ממליצים לשים גזה סטרילי עם הדרך המסומנת של החיה המכסים את שטח כירורגית עם חלון קטן רק חושף את עמוד השדרה כדי להוסיף ולצמצם את הרקע.
מיצוב בדיקה היא השיקול קריטי בהתאמת וביצוע פרוטוקול הפיקוח. רכב הגישוש אמור להיות בניצב למשטח נמדד, יש להימנע לחץ מופרז. כדי להשיג מטרה זו, השדרה עכברוש צריך להיות straightened, ע י underlaying החיה עם קלקר אם יש צורך, המכשיר צריך להיות ממוקם באמצעות המנגנון ואת הקואורדינטות לבצע מדידות בטוח לקוחים מתוך בערך באותו האזור.
כפי שפורט במאמר הקודם שלנו1, ישנן כמה מגבלות לטכנולוגיה הזו, כגון הנכות של כיול זרימה מוחלטת ורגישות-תנועת החפץ24. מגבלה נוספת לב היטב היא הביולוגי אות אפס – כלומר, הנוכחות של האות ללא BF25,26. כדי למזער את ההשפעה של הגבלות אלה על פי התוצאות, מדידות צריך לקחת שוב ושוב והוא נורמליזציה מומלץ להפחית ההפרעה.
טכניקות טיפול נוספות רדיואקטיבי ננו-ספירה טכניקה, טכניקה אולטרסאונד דופלר פותחו למדידה BF. עם זאת, לשעבר אינה בזמן אמת שכן חייב להיות מוזרק חומר רדיואקטיבי לתוך הדם, הרקמה צריך להוציא על מדידה27. לגבי הטכנולוגיה של חדות משופרת אולטראסאונד הדמיה, למרות זה פולשני כמו LDF, הסוכן ניגודיות (microbubbles) חייבים להיות מוזרק לווריד, צנתור של צוואר הירך או הכרחית microbubble המוביל עקבי אינפוזיה 28. לעומת טכניקות אלה, LDF הוא מסוגל לא פולשני מדידת שטף microcirculatory של הרקמה.
LDF אותות להכיל תכונות שונות של זמן ושל התדירות. כדי ללכוד תכונות אלה, שיטות ניתוח דיסקרטית, אנליזת פורייה הוחלו לחשוף תקופתיים תדירות תנודות29,30. תנודות אלה באים לידי ביטוי את ההשפעה של הלב ביט, נשימה, פעילות myogenic מהותי של השריר החלק בכלי הדם, פעילות neurogenic קיר הספינה ולאחר אנדותל פעילות חילוף החומרים קשורים31,32. יישומים קליניים, מחקר בסיסי, LDF לא ניתן רק לקבל את האותות של BF, אך גם הערכת microvascular BF יכולים לספק פלטפורמה שממנה לחקור ליקוי microvascular ו, באופן כללי יותר, בפתוגנזה של מחלת microvascular.
במחקר הנוכחי, שתי שיטות LDF הוחלו להעריך BF בחוט השדרה. הנתונים של LDPI מסופקים ההתפלגות הגיאוגרפית של BF, אשר נתנה סקירה כללית של זלוף ברחבי האזור, מאפשרת לבצע ניתוח השוואתי של BF במקומות שונים. על ידי מדידת בעוצמה האזור החקרנית לאורך זמן, הנתונים נגזר LD ניטור מספק תיאור מפורט יותר של זרימת הדם המקומית, ומאפשר ניתוחים מעמיקים, כגון קשת וניתוח דיסקרטית, כדי להשיג הבנה עמוקה יותר של BF באזור , אשר הוא נושא למחקר עתידי מבטיח.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
המחברים לא תודות לך
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Laser Doppler Line Scanner | Moor Instruments | moorLDLS2 | |
| Laser Doppler Monitor | Moor Instruments | moorVMS-LDF | |
| Probe for Monitor | Moor Instruments | VP3 | Blunt needle end delivery probe |
| Impactor | Precision Systems and Instrumentation | IH-0400 | |
| Phenobarbital sodium | Sigma-Aldrich | P3761 | |
| Buprenorphine | Sigma-Aldrich | B-908 | |
| Syringe | Becton Dickinson Medica (s) Pte.Ltd | 300841 | |
| Surgical suture needles with thread | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd | 18T0329 (batch number) /4-0 | |
| Scalpel | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J11030 4# | |
| Scalpel blade | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J12130 20# | |
| Ophthalmic forceps | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | JD1040 | |
| Hemostatic forceps | Operation instrument factory of Shanghai Medical Instrument Co., Ltd. | J31050 | |
| Benzyl penicillin sodium | North China Pharmaceutical Co., Ltd | F6072116 (batch number) | |
| 75% alcohol | Dezhou Anjie Gaoke disinfection products Co., Ltd | 150421R (batch number) | |
| Iodine | Shandong Lierkang Medical Technology Co., Ltd | 20170102 (batch number) | |
| Rat | Laboratory Animal Center, The Academy of Millitery Medical Sciences | Sprague-Dawly (rat strain) |
References
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Meliorating microcirculatory with melatonin in rat model of spinal cord injury using laser Doppler flowmetry. Neuroreport. 27 (17), 1248-1255 (2016).
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Melatonin prevents blood vessel loss and neurological impairment induced by spinal cord injury in rats. J Spinal Cord Med. , 1-8 (2016).
- Han, S., et al. Rescuing vasculature with intravenous angiopoietin-1 and alpha v beta 3 integrin peptide is protective after spinal cord injury. Brain. 133 (Pt 4), 1026-1042 (2010).
- Gerzanich, V., et al. De novo expression of Trpm4 initiates secondary hemorrhage in spinal cord injury. Nat Med. 15 (2), 185-191 (2009).
- Phillips, J. P., Cibert-Goton, V., Langford, R. M., Shortland, P. J. Perfusion assessment in rat spinal cord tissue using photoplethysmography and laser Doppler flux measurements. Journal of Biomedical Optics. 18 (3), 037005 (2013).
- Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
- Brown, A., Nabel, A., Oh, W., Etlinger, J. D., Zeman, R. J. Perfusion imaging of spinal cord contusion: injury-induced blockade and partial reversal by β2-agonist treatment in rats. Journal of Neurosurgery-Spine. 20 (2), 164-171 (2014).
- Olive, J. L., McCully, K. K., Dudley, G. A. Blood flow response in individuals with incomplete spinal cord injuries. Spinal Cord. 40 (12), 639-645 (2002).
- Yamada, T., et al. Spinal cord blood flow and pathophysiological changes after transient spinal cord ischemia in cats. Neurosurgery. 42 (3), 626-634 (1998).
- Gordeeva, A. E., et al. Vascular Pathology of Ischemia/Reperfusion Injury of Rat Small Intestine. Cells Tissues Organs. , (2017).
- Liu, M., et al. Insulin treatment restores islet microvascular vasomotion function in diabetic mice. J Diabetes. , (2016).
- Drain, L. The laser Doppler technique. , Wiley, USA. (1980).
- Rajan, V., Varghese, B., van Leeuwen, T. G., Steenbergen, W. Review of methodological developments in laser Doppler flowmetry. Lasers Med Sci. 24 (2), 269-283 (2009).
- Dohare, P., et al. The neuroprotective properties of the superoxide dismutase mimetic tempol correlate with its ability to reduce pathological glutamate release in a rodent model of stroke. Free Radic Biol Med. 77, 168-182 (2014).
- Bai, H. Y., et al. Pre-treatment with LCZ696, an orally active angiotensin receptor neprilysin inhibitor, prevents ischemic brain damage. Eur J Pharmacol. 762, 293-298 (2015).
- Vertiz-Hernandez, A., et al. L-arginine reverses alterations in drug disposition induced by spinal cord injury by increasing hepatic blood flow. J Neurotrauma. 24 (12), 1855-1862 (2007).
- Garcia-Lopez, P., Martinez-Cruz, A., Guizar-Sahagun, G., Castaneda-Hernandez, G. Acute spinal cord injury changes the disposition of some, but not all drugs given intravenously. Spinal Cord. 45 (9), 603-608 (2007).
- Li, Z., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvasc Res. 78 (1), 20-24 (2009).
- Boyle, N. H., et al. Scanning laser Doppler is a useful technique to assess foot cutaneous perfusion during femoral artery cannulation. Critical Care. 3 (4), 95-100 (1999).
- Emmanuel, A. V., Chung, E. A. L., Kamm, M. A., Middleton, F. Relationship between gut-specific autonomic testing and bowel dysfunction in spinal cord injury patients. Spinal Cord. 47 (8), 623-627 (2009).
- Sheu, J. J., et al. Combination of cilostazol and clopidogrel attenuates rat critical limb ischemia. J Transl Med. 10, 164 (2012).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection. Experimental Neurology. 139 (2), 244-256 (1996).
- Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. A Sensitive and Reliable Locomotor Rating-Scale for Open-Field Testing in Rats. Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).
- Oberg, P. A. Tissue motion--a disturbance in the laser-Doppler blood flow signal? Technol Health Care. 7 (2-3), 185-192 (1999).
- Tenland, T., Salerud, E. G., Nilsson, G. E., Oberg, P. A. Spatial and temporal variations in human skin blood flow. Int J Microcirc Clin Exp. 2 (2), 81-90 (1983).
- Kernick, D. P., Tooke, J. E., Shore, A. C. The biological zero signal in laser Doppler fluximetry - origins and practical implications. Pflugers Arch. 437 (4), 624-631 (1999).
- Rudolph, A. M., Heymann, M. A. The circulation of the fetus in utero. Methods for studying distribution of blood flow, cardiac output and organ blood flow. Circ Res. 21 (2), 163-184 (1967).
- Dubory, A., et al. Contrast Enhanced Ultrasound Imaging for Assessment of Spinal Cord Blood Flow in Experimental Spinal Cord Injury. Jove-Journal of Visualized Experiments. (99), e52536 (2015).
- Kuliga, K. Z., et al. Dynamics of Microvascular Blood Flow and Oxygenation Measured Simultaneously in Human Skin. Microcirculation. 21 (6), 562-573 (2014).
- Li, Z. Y., et al. Post pressure response of skin blood flowmotions in anesthetized rats with spinal cord injury. Microvascular Research. 78 (1), 20-24 (2009).
- Muck-Weymann, M. E., et al. Respiratory-dependent laser-Doppler flux motion in different skin areas and its meaning to autonomic nervous control of the vessels of the skin. Microvasc Res. 52 (1), 69-78 (1996).
- Stefanovska, A., Bracic, M., Kvernmo, H. D. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. Ieee Transactions on Biomedical Engineering. 46 (10), 1230-1239 (1999).
