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Neuroscience

उच्च आवृत्ति ट्रांसक्रैनियल डुप्लेक्स अल्ट्रासाउंड के साथ सुबाराक्नॉइड हेमरेज के मुरीन मॉडल में सेरेब्रल वासोस्पास्म का विश्लेषण

doi: 10.3791/62186 Published: June 3, 2021
* These authors contributed equally

Summary

इस पांडुलिपि का उद्देश्य एक सोनोग्राफी आधारित विधि पेश करना है जो चूहों में मस्तिष्क धमनियों में रक्त प्रवाह के वीवो इमेजिंग में अनुमति देता है। हम सबराक्नेव नकसीर (एसएएच) के मुरीन मॉडल में वासोस्पास्म से जुड़े रक्त प्रवाह वेग में परिवर्तन निर्धारित करने के लिए अपने आवेदन को प्रदर्शित करते हैं।

Abstract

सेरेब्रल वासोस्पास्म जो सबराचनॉइड हेमरेज, एक प्रकार का रक्तस्राव स्ट्रोक के बाद हफ्तों में होता है, देरी सेरेब्रल इस्केमिया में योगदान देता है। साह के मुरीन मॉडल का उपयोग करके प्रायोगिक अध्ययनों में एक समस्या यह है कि चूहों में सेरेब्रल वासोस्म की वीवो निगरानी के तरीकों की कमी है। यहां, हम चूहों पर ट्रांसक्रैनियल डुप्लेक्स सोनोग्राफी परीक्षाएं करने के लिए उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड के आवेदन को प्रदर्शित करते हैं। विधि का उपयोग करके, आंतरिक कैरोटिड धमनियों (आईसीए) की पहचान की जा सकती है। इंट्राक्रैनियल आईसीएएस में रक्त प्रवाह वेग को एसएए के शामिल होने के बाद काफी तेजी से किया गया, जबकि एक्सट्राक्रैनियल आईसीएएएस में रक्त प्रवाह वेग कम रहे, जो सेरेब्रल वासोस्पास्म का संकेत है। अंत में, यहां प्रदर्शित विधि एक मुरीन एसए साह मॉडल में सेरेब्रल वासोस्पास्म की वीवो निगरानी में कार्यात्मक, noninvasive की अनुमति देती है।

Introduction

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सहज सबराचनॉय नकसीर (साह) रक्तस्रावी स्ट्रोक का एक रूप है जो ज्यादातर इंट्राक्रैनियल एन्यूरिज्म1के टूटने के कारण होता है। न्यूरोलॉजिकल परिणाम मुख्य रूप से दो कारकों से प्रभावित होता है: प्रारंभिक मस्तिष्क चोट (ईबीआई), जो रक्तस्राव और संबद्ध क्षणिक वैश्विक मस्तिष्क इस्केमिया के प्रभाव के कारण होती है, और देरी सेरेब्रल इस्केमिया (डीसीआई), जो रक्तस्राव2, 3के बाद सप्ताह केदौरानहोती है। डीसीआई को 30% तक एसएएफरोगियोंके प्रभावित होने की सूचना मिली थी । डीसीआई के रोगविज्ञान में एंजियोग्राफिक सेरेब्रल वासोस्पास्म, माइक्रोवासोस्म और माइक्रोथ्रोम्बोसिस, कॉर्टिकल फैलने वाले डिप्रेशन और सूजन4से शुरू होने वाले प्रभावों के कारण एक परेशान माइक्रोसर्कुलेशन शामिल है। दुर्भाग्य से, सटीक रोग अस्पष्ट रहता है और कोई उपचार उपलब्ध नहीं है जो प्रभावी रूप से डीसीआई3को रोकता है। इसलिए, डीसीआई कई नैदानिक और प्रयोगात्मक अध्ययनों में जांच की जाती है।

आजकल, साह पर अधिकांश प्रयोगात्मक अध्ययन छोटे पशु मॉडल का उपयोग करते हैं, विशेष रूप से चूहों में5,6,7,8,9,10, 11,12,13 ऐसे अध्ययनों में, सेरेब्रल वास्टोस्पास्म की अक्सर अंतिम बिंदु के रूप में जांच की जाती है। वासोस्पास्म पूर्व वीवो की डिग्री निर्धारित करना आम बात है। इसका कारण यह है कि सेरेब्रल वासोस्पास्म की वीवो परीक्षा में कम संज्ञाहरण समय की आवश्यकता होती है और जानवरों पर केवल थोड़ा संकट थोपने की कमी होती है। हालांकि, वीवो में सेरेब्रल वासोस्पास्म की परीक्षा लाभप्रद होगी। इसका कारण यह है कि यह चूहों में वासोस्पास्म पर वीवो अध्ययन में देशांतर की अनुमति देगा (यानी, साह के प्रेरण के बाद के दिनों के दौरान विभिन्न समय बिंदुओं पर सेरेब्रल वासोस्पास्म की इमेजिंग)। इससे विभिन्न समय बिंदुओं पर प्राप्त आंकड़ों की तुलनीयता बढ़ेगी । इसके अलावा, एक देशांतर अध्ययन डिजाइन का उपयोग पशु संख्या को कम करने के लिए एक रणनीति है ।

यहां हम चूहों में सेरेब्रल धमनियों में रक्त प्रवाह निर्धारित करने के लिए उच्च आवृत्ति ट्रांसक्रैनियल अल्ट्रासाउंड के उपयोग का प्रदर्शन करते हैं। हम बताते हैं कि, नैदानिक अभ्यास14, 15, 16,17,18में ट्रांसक्रैनियल डॉप्लर सोनोग्राफी (टीसीडी) या ट्रांसक्रैनियल रंग-कोडित डुप्लेक्स सोनोग्राफी (टीसीसीडी) के समान, इस विधि का उपयोग मुरीन मॉडल में साह इंडक्शन के बाद धमनी में रक्त प्रवाह वेग को मापने के लिए सेरेब्रल वासोस्पास्म की निगरानी के लिए किया जा सकता है।

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Protocol

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पशु प्रयोगों को जिम्मेदार पशु देखभाल समिति (Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz) द्वारा अनुमोदित किया गया था और जर्मन पशु कल्याण अधिनियम (TierSchG) के अनुसार आयोजित किया गया । जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए सभी लागू अंतरराष्ट्रीय, राष्ट्रीय और संस्थागत दिशा-निर्देशों का पालन किया गया । इस अध्ययन में, हमने 19-21 ग्राम के बीच शरीर के वजन के साथ 11-12 सप्ताह की आयु वर्ग के महिला C57BL/6N चूहों में इंट्राक्रैनियल और एक्सट्राक्रैनियल धमनियों के रक्त प्रवाह वेग के माप किए । चूहों को साह इंडक्शन या नकली सर्जरी के अधीन किया गयाथा, जिसे10, 12,13के अलावा अन्यत्र विस्तार से वर्णित किया गया है।

1. सामग्री की तैयारी

  1. अल्ट्रासाउंड मशीन पर स्विच करें और एनिमल आईडी डालें।
  2. अल्ट्रासाउंड सिस्टम की हीटिंग प्लेट को 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें। सुनिश्चित करें कि गुदा तापमान जांच उपयोग के लिए तैयार है।
  3. अल्ट्रासाउंड जेल को 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए पानी के स्नान का उपयोग करें। हेयर रिमूवल क्रीम, इलेक्ट्रोड के लिए कॉन्टैक्ट क्रीम और आंखों का मरहम तैयार करें।

2. एनेस्थीसिया

  1. माउस को 4% आइसोफ्लाणे और 1 मिनट के लिए 40% ओ2 के साथ फ्लश किए गए कक्ष में डालकर संज्ञाहरण को प्रेरित करें। आंखों के मरहम से आंखों की रक्षा करें। केवल एक पर्याप्त गहरी संज्ञाहरण तक पहुंच गया है के बाद जारी रखें (दर्द उत्तेजनाओं के लिए प्रतिक्रियाओं की अनुपस्थिति) ।
  2. पूरी प्रक्रिया में एनेस्थीसिया मास्क का उपयोग करके 1.5% आइसोफ्लुन और 40% ओ2 के साथ संज्ञाहरण बनाए रखें।

3. ट्रांसक्रैनियल हाई-फ्रीक्वेंसी डुप्लेक्स सोनोग्राफी के साथ इंट्राक्रैनियल आंतरिक कैरोटिड धमनियों के रक्त प्रवाह वेग का निर्धारण

  1. 37 डिग्री सेल्सियस के शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए अल्ट्रासाउंड प्रणाली की हीटिंग प्लेट पर प्रवण स्थिति में माउस रखें।
  2. प्रवाहकीय पेस्ट के साथ जानवर के चार हिस्सों को कोट करें और उन्हें बोर्ड में एम्बेडेड ईसीजी इलेक्ट्रोड पर टेप के साथ ठीक करें। जांच करें कि क्या शारीरिक मापदंड (ईसीजी, श्वसन संकेत) इमेजिंग सिस्टम (जैसे, Vevo3100) की स्क्रीन पर सही ढंग से प्रदर्शित किए जाते हैं। यदि आवश्यक हो, तो प्रति मिनट 400-500 बीट्स (बीपीएम) की लक्ष्य हृदय गति प्राप्त करने के लिए संज्ञाहरण के स्तर को समायोजित करें।
  3. गुदा तापमान जांच पर चिकनाई रखें और ध्यान से शरीर के तापमान की निगरानी करने के लिए इसे डालें। यदि आवश्यक हो तो एक अतिरिक्त वार्मिंग दीपक का उपयोग करें।
  4. पहली परीक्षा से पहले, बालों को हटाने क्रीम का उपयोग कर रासायनिक occiput पर फर हटा दें। एक कपास झाड़ू का उपयोग करने के लिए फैल और 2 मिनट के लिए क्रीम रगड़ जब तक बाल बाहर गिर शुरू करते हैं ।
    1. एक अतिरिक्त 2 मिनट के बाद, क्रीम और बाल को एक स्पैटुला के साथ हटा दें और त्वचा को अल्कोहलिक त्वचा एंटीसेप्टिक के साथ कीटाणुरहित करें। इसे अल्ट्रासाउंड जेल के साथ 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें।
  5. अल्ट्रासाउंड छवियों को प्राप्त करने और यांत्रिक हाथ में जांच को अव उतारने के लिए 38 मेगाहर्ट्ज रैखिक सरणी ट्रांसड्यूसर और 200 फ्रेम/एस से ऊपर एक फ्रेम दर का उपयोग करें। 30 डिग्री से पीछे झुके हुए ओसिपुट पर ट्रांसड्यूसर रखें।
  6. ब्राइटनेस-(बी) मोड और कलर-वेव-(सीडब्ल्यू) डॉप्लर-मोड का उपयोग सही इंट्राक्रैनियल इंटरनल कैरोटिड धमनी की कल्पना करने के लिए और कंट्रोल यूनिट के साथ ट्रांसड्यूसर को वापस और आगे ले जाएं, जब तक कि धमनियों का अधिकतम प्रवाह न हो जाए ।
  7. शारीरिक जानकारी एकत्र करने के लिए, पारंपरिक बी-मोड और सीडब्ल्यू-डॉप्लर-मोड का उपयोग करें और अधिग्रहण बटन पर क्लिक करके अधिग्रहण शुरू करें।
    1. इंट्राक्रैनियल जहाजों की प्रवाह विशेषताओं के बारे में जानकारी रिकॉर्ड करने के लिए पल्स-वेव (पीडब्ल्यू) डॉप्लर बटन पर क्लिक करें, नमूने की मात्रा को पोत के केंद्र में रखें, और 3 एस से अधिक समय तक सिने लूप प्राप्त करें।
  8. बाईं ओर के साथ हूबहू आगे बढ़ें।
  9. एक्सट्रानियल कैरोटिड धमनियों के साथ आगे बढ़ें।

4. उच्च आवृत्ति डुप्लेक्स सोनोग्राफी के साथ एक्सट्राक्रैनियल आंतरिक कैरोटिड धमनियों के रक्त प्रवाह वेग का निर्धारण

  1. 37 डिग्री सेल्सियस के शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए अल्ट्रासाउंड प्रणाली की हीटिंग प्लेट पर रीढ़ की स्थिति में माउस रखें।
  2. प्रवाहकीय पेस्ट के साथ जानवर के चार हिस्सों को कोट करें और उन्हें बोर्ड में एम्बेडेड ईसीजी इलेक्ट्रोड पर टेप के साथ ठीक करें। स्क्रीन पर शारीरिक मापदंडों के सही प्रदर्शन के लिए फिर से जांच करें।
  3. पहली परीक्षा से पहले, ऊपर वर्णित बालों को हटाने क्रीम का उपयोग करके रासायनिक रूप से सामने गर्दन पर बालों को हटा दें। अल्ट्रासाउंड जेल के साथ सामने गर्दन कोट 37 डिग्री सेल्सियस तक गरम।
  4. अल्ट्रासाउंड छवियों को प्राप्त करने के लिए 38 मेगाहर्ट्ज रैखिक सरणी ट्रांसड्यूसर और 200 फ्रेम/एस से ऊपर एक फ्रेम दर का उपयोग करें। सही कैरोटिड धमनी की देशांतर छवियों को प्राप्त करने के लिए जानवर के समानांतर ट्रांसड्यूसर रखें और स्थिति को समायोजित करें।
  5. सही कैरोटिड धमनी की कल्पना करने के लिए ब्राइटनेस-(बी) मोड और कलर-वेव-(CW) डॉप्लर-मोड का उपयोग करें। छवि में सही आम कैरोटिड धमनी (आरसीसी), सही आंतरिक कैरोटिड धमनी (रिका) और सही बाहरी कैरोटिड धमनी (आरईसीए) होनी चाहिए।
  6. शारीरिक जानकारी एकत्र करने के लिए, पारंपरिक बी-मोड और सीडब्ल्यू-डॉप्लर-मोड का उपयोग करें और अधिग्रहण बटन पर क्लिक करके अधिग्रहण शुरू करें।
    1. एक्सट्राक्रैनियल कैरोटिड धमनी की प्रवाह विशेषताओं के बारे में जानकारी रिकॉर्ड करने के लिए पल्स-वेव (पीडब्ल्यू) डॉप्लर बटन पर क्लिक करें, नमूना मात्रा को आम कैरोटिड धमनी, आंतरिक कैरोटिड धमनी और बाहरी कैरोटिड धमनी के बीच में रखें और 3 एस से अधिक समय तक सिने लूप प्राप्त करें।
  7. बाईं ओर के साथ हूबहू आगे बढ़ें।
  8. संज्ञाहरण समाप्त करें और वार्मिंग प्लेट से जानवर को हटा दें। हाइपोथर्मिया को रोकने और पूर्ण वसूली की जांच करने के लिए 1 घंटे के लिए 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म एक इनक्यूबेटर में रखे पिंजरे में जानवर को वापस करें।

5. अल्ट्रासोनोग्राफी डेटा की प्रोसेसिंग

  1. उच्च आवृत्ति अल्ट्रासाउंड डेटा के बाद प्रसंस्करण के लिए एक बाहरी वर्कस्टेशन का उपयोग करें। बी-मोड, सीडब्ल्यू-डॉप्लर-मोड और पीडब्ल्यू-डॉप्लर-मोड छवियों और सिने लूप का निर्यात करें।
  2. निर्यात किए गए अल्ट्रासाउंड अध्ययन को खोलें। एक जानवर का चयन करें और इंट्राक्रैनियल कैरोटिड धमनी के पीडब्ल्यू-डॉप्लर सिने लूप खोलें। इस प्रोटोकॉल में आम तौर पर 7 से 8 दिल की धड़कन और इसी प्रवाह-वेग घटता दर्ज कर रहे हैं।
  3. सिने लूप को रोकें और मेजरमेंट बटन पर क्लिक करें। वैस्कुलर पैकेज चुनें और पीक सिस्टोलिक प्रेशर (पीएसवी) को मापने के लिए रिका पीएसवी पर क्लिक करें। अब क्लिक करें एक वेग वक्र के शिखर पर छोड़ दिया और शून्य रेखा के लिए सीधी रेखा खींच। सही माउस बटन के साथ एक क्लिक द्वारा माप निर्धारित करें।
  4. अब एंडडायस्टोलिक वेग (EDV) को मापने के लिए रिका ईडीवी चुनें। डायस्टोल के अंत में वेग वक्र के न्यूनतम दाने पर छोड़ दिया क्लिक करें। लाइन को सीधे शून्य रेखा पर खींचें और सही माउस बटन के साथ एक क्लिक द्वारा माप निर्धारित करें।
  5. वेग टाइम इंटीग्रल (वीटीआई) को मापने के लिए रिका वीटीआई चुनें। क्लिक करें एक वेग वक्र की शुरुआत में छोड़ दिया और डायस्टोलिक पठार के अंत तक माउस के साथ वक्र का पालन करें। फिर माप निर्धारित करने के लिए फिर से सही क्लिक करें।
  6. रिपोर्ट बटन का उपयोग करके इंट्रासेरेब्रल इंटरनल कैरोटिड धमनियों के डेटा का निर्यात करें। निर्यात दबाएं और डेटा को वीसी रिपोर्ट फ़ाइल के रूप में सहेजें।
  7. सही एक्सट्राक्रैनियल इंटरनल कैरोटिड धमनियों के पीएसवी, ईडीवी और वीटीआई को मापने के लिए इसी अप्रोच का इस्तेमाल करें और उसके अनुसार डेटा एक्सपोर्ट करें।
  8. बाईं ओर के साथ हूबहू आगे बढ़ें।

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Representative Results

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6 चूहों में, जिनमें से 3 में साह को एंडोवैस्कुलर फिलामेंट छिद्रण मॉडल का उपयोग करके प्रेरित किया गया था, जबकि 3 ने नकली सर्जरी प्राप्त की, इंट्राक्रैनियल आंतरिक कैरोटिड धमनी (आईसीए) और एक्सट्राक्रैनियल आईसीए के रक्त प्रवाह वेग सर्जरी से एक दिन पहले निर्धारित किए गए थे, और सर्जरी के 1, 3, और 7 दिन बाद। यह माप एनेस्थीसिया के अंतर्गत एक अन्य अध्ययन की इकोकार्डियोग्राफी परीक्षाओं के भाग के रूप में किया गया था, जबकि शरीर का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस19पर बनाए रखता था ।

सर्जरी से पहले, अतिरिक्त और इंट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेग, साथ ही इंट्रा-और एक्सट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह के भागफल साह और नकली जानवरों के बीच समान थे। साह इंडक्शन के बाद पहले दिन इंट्रा या एक्सट्राक्रैनियल ब्लड फ्लो वेग या इंट्रा-और एक्सट्राक्रैनियल ब्लड फ्लो के अनुपात में कोई बड़ा बदलाव नहीं हुआ ।

3 और 7 दिनों में आईसीए के इंट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेग में एसए साह जानवरों के 2 में स्पष्ट रूप से वृद्धि हुई, जो साह के बाद सेरेब्रल वासोस्पास्म का संकेत है। चूंकि एक्सट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेग लगभग अपरिवर्तित रहा, इसलिए एसएएएफ जानवरों में 7 दिन में इंट्रा-/एक्सट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेग का अनुपात भी काफी बढ़ गया, जो सेरेब्रल वासोस्पास्म का संकेत है ।

प्रतिनिधि डुप्लेक्स सोनोग्राफी इंट्रा और एक्सट्राक्रैनियल आईसीए की रिकॉर्डिंग चित्रा 1में दिखाई गई है । रक्त प्रवाह के वेग का पाठ्यक्रम चित्र 2 में दिखाया गयाहै ।

Figure 1
चित्रा 1 प्रतिनिधि डुप्लेक्स सोनोग्राफी इंट्रा-और एक्सट्राक्रैनियल आईसीए के निष्कर्ष । (क) साह प्रेरण या नकली सर्जरी के बाद 7 दिन में इंट्राक्रैनियल आईसीए के प्रतिनिधि निष्कर्षों को दर्शाता है । साह के बाद त्वरित रक्त प्रवाह वेग पर ध्यान दें। (ख) साह प्रेरण या नकली सर्जरी के बाद 7 दिन में एक्सट्राक्रैनियल आईसीए के प्रतिनिधि निष्कर्षों को दिखाता है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2साह और नकली में रक्त प्रवाह वेग सही इंट्राक्रैनियल (ए, डी), और एक्सट्राक्रैनियल (बी, ई) आईसीए में रक्त प्रवाह वेगसंचालित। (ग) और (एफ) अंतर और बाहेती रक्त प्रवाह वेग के अनुपात को दर्शाते हैं । ऊपरी पैनल (ए-सी) मतलब रक्त प्रवाह वेग से पता चलता है, निचले पैनल (डी-एफ) पीक रक्त प्रवाह वेग से पता चलता है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें । 

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Discussion

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हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, यह अध्ययन उच्च आवृत्ति ट्रांसक्रैनियल रंग-कोडित डुप्लेक्स अल्ट्रासाउंड के साथ एसएए के एक मुरीन मॉडल में सेरेब्रल वासोस्पास्म की निगरानी के लिए एक प्रोटोकॉल पेश करने वाला पहला है। हम बताते हैं कि यह विधि चूहों में साह प्रेरण के बाद इंट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेलोग में वृद्धि को माप सकती है। मानव चिकित्सा में यह घटना 3,15अच्छीतरहसे ज्ञात है । कई नैदानिक अध्ययनों से पता चला है कि बड़ी इंट्राक्रैनियल धमनियों के ऊंचा रक्त प्रवाह वेग और अंतर-और एक्सट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेग का एक ऊंचा भागफल एंजियोग्राफिक वासोस्म(15में समीक्षा) के साथ पोत को संकुचित और सहसंबंधित करने का एक कार्यात्मक परिणाम है। नैदानिक अभ्यास में, इसलिए साह3,15के बाद सेरेब्रल वासोस्पास्म की गैर-इनवेसिव बेडसाइड निगरानी के लिए टीसीडी या टीसीसीडी का उपयोग करना आम बात है।

डीसीआई गैर-दर्दनाक साह2,3के बाद न्यूरोलॉजिकल परिणाम को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। डीसीआई के रोग विज्ञान के रूप में अभी भी अस्पष्ट है और प्रभावी रणनीतियों को रोकने और डीसीआई का इलाज कमी कर रहे हैं, यह नैदानिक और प्रयोगात्मक अनुसंधान के ध्यान में है । क्योंकि सेरेब्रल धमनियों का वासोस्पास्म डीसीआई में योगदान देता है, इसलिए कई अध्ययन सेरेब्रल वासोस्पास्म का मूल्यांकन अंत बिंदु5, 6,7,8, 9,11,12,20केरूप में करते हैं । जबकि पूर्व में बड़े जानवरों अक्सर SAH पर प्रयोगात्मक अध्ययन में इस्तेमाल किया गया था, वहां पिछले वर्षों में छोटे पशु मॉडल की ओर एक बदलाव किया गया है, विशेष रूप से murine मॉडल21के लिए । हालांकि, एक समस्या यह है कि मानव चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले सेरेब्रल वासोस्पास्म के लिए इमेजिंग विधियों को सीधे चूहों और अन्य छोटे जानवरों को स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। नैदानिक सोनोग्राफी उपकरण चूहों में सेरेब्रल वासोस्पास्म की निगरानी के लिए पर्याप्त संकल्प नहीं देता है। छोटे पशु एमआरआई या सीटी स्कैनिंग22की संभावना है । हालांकि, ये तरीके लागत-गहन और समय लेने वाले हैं। इसके अलावा, वे इमेजिंग प्रोटोकॉल और विपरीत आवेदन की अवधि के कारण जानवरों में संकट पैदा करते हैं। इसके अलावा, व्यास या इंट्राक्रैनियल पोत खंडों की मात्रा का एक सटीक माप भी वीवो विधियों में इनके साथ सीमित है। चूहों का उपयोग करके एसएए अध्ययनों में, इसलिए सेरेब्रल वासोस्पास्म पूर्व वीवो5,6, 7,8,9,11,12, 20की डिग्री निर्धारित करना आम बात है। यहां प्रस्तुत विधि तेजी से है, परीक्षा के लिए संज्ञाहरण समय को कम करने के लिए 10 मिनट से भी कम है, और इसलिए संभवतः जानवरों में केवल थोड़ा संकट लाती है । परीक्षा noninvasive है और बड़े इंट्राक्रैनियल जहाजों (आईसीए और मध्य मस्तिष्क धमनी) के रक्त प्रवाह वेग की कल्पना और निर्धारण करने के लिए एक पर्याप्त संकल्प प्रदर्शित करता है । इसलिए यह देशांतर अध्ययनों में सेरेब्रल वासोस्पास्म की कार्यात्मक निगरानी के लिए अच्छी तरह से अनुकूल होगा, जो विभिन्न समय बिंदुओं पर एक ही जानवरों की जांच करेगा। अध्ययनों में वासोस्पास्म पर परीक्षाओं के साथ हिस्टोलॉजी या अन्य ऊतक परीक्षाओं की आवश्यकता नहीं है, पशु संख्या को कम करने के लिए एक देशांतर अध्ययन डिजाइन का उपयोग किया जा सकता है। साह के बाद वासोस्म के मॉड्यूलेशन पर ध्यान केंद्रित करने वाले भविष्य के अध्ययनों के लिए, मस्तिष्क रक्त प्रवाह वेग के अल्ट्रासोनोग्राफिक निर्धारण के समय रक्त गैसों का निर्धारण किया जाना चाहिए।

यहां दिखाई गई विधि में कई महत्वपूर्ण कदम हैं, जिनकी कार्यप्रणाली संबंधी समस्याओं के मामले में समीक्षा की जानी चाहिए । यह महत्वपूर्ण है कि पूरी प्रक्रिया के दौरान जानवर के शरीर के तापमान को स्थिर रखा जाता है। चूहों को जल्दी से संज्ञाहरण के प्रेरण के बाद हाइपोथर्मिया विकसित अगर वे गर्म नहीं कर रहे है (उदाहरण के लिए, एक हीटिंग प्लेट के साथ) । हाइपोथर्मिया माप के परिणामों को बदल सकता है। इस वजह से अल्ट्रासाउंड जेल को भी आवेदन से पहले पानी के स्नान में 37 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाना चाहिए। दूसरे, माप को मानकीकृत करने के लिए, यह आवश्यक है कि जिस कोण में अल्ट्रासाउंड जांच लागू की जाती है, वह परीक्षा के बीच स्थिर है। इसलिए जानवर को ध्यान से स्थान देना आवश्यक है। अल्ट्रासाउंड जांच मुक्त हाथ का इस्तेमाल नहीं किया जाना चाहिए, लेकिन एक परिभाषित स्थिति और कोण पर insonation की अनुमति के लिए एक माइक्रोमैनीपुलेटर के साथ एक धारक पर मुहिम शुरू की जानी चाहिए । इसके अलावा, तकनीकी विविधताओं को कम करने के लिए एक प्रयोगात्मक श्रृंखला के भीतर अल्ट्रासाउंड डिवाइस की निरंतर तकनीकी सेटिंग्स का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। तीसरा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि साह इंडक्शन के तुरंत बाद डुप्लेक्स परीक्षा समय में व्यवहारिक नहीं है । इस अवधि के दौरान, एक ऊंचा इंट्राक्रैनियल दबाव सेरेब्रल हाइपोपरफ्यूजन की ओर जाता है, जो ट्रांसक्रैनियल डुप्लेक्स सोनोग्राफी के आवेदन को सीमित करता है। साह प्रेरण के लिए ऑपरेशन के दौरान उजागर एक्सट्राक्रैनियल कैरोटिड धमनी की डुप्लेक्स परीक्षा इसके अलावा सर्जिकल कलाकृतियों से बिगड़ा हो सकता है।

अंत में, हम यहां प्रस्तुत विधि की सीमाओं और भविष्य की दिशाओं पर चर्चा करना चाहते हैं । नैदानिक अभ्यास में टीसीडी या टीसीसीडी के समान, हम सीधे पोत व्यास को माप नहीं सकते हैं। इसलिए सेरेब्रल धमनियों के रक्त प्रवाह वेग का त्वरण भी सेरेब्रल हाइपरपरफ्यूजन के कारण हो सकता है। हालांकि, नैदानिक अध्ययनों ने त्वरित रक्त प्रवाह वेग और एंजियोग्राफिक वासोस्पास्म15के बीच एक संबंध दिखाया। इसके अलावा, हमने यहां19उपयोग किए गए मुरीन मॉडल में साह प्रेरण के बाद सेरेब्रल कॉर्टिकल हाइपरपरफ्यूफ्यूजन का पालन नहीं किया, और इंट्राक्रैनियल रक्त प्रवाह वेग की वृद्धि के साथ आईसीए के अंतर-और बाह्राणी रक्त प्रवाह वेलोटीज़ के भागफलों की वृद्धि हुई, जिसे नैदानिक अध्ययन23में वासोसास्म को इंगित करने के लिए सूचित किया गया था। इसलिए हम मानते हैं कि त्वरित रक्त प्रवाह वेलोटी भी एसए साह माउस मॉडल में वासोस्पास्म का संकेत देता है, हालांकि, डॉप्लर अल्ट्रासोनोग्राफी के नैदानिक अनुप्रयोग के रूप में, हाइपरडायनामिक प्रवाह के साथ वासोस्पाम और सेरेब्रल हाइपरपरफ्यूजन के बीच अंतर करना संभव नहीं है। दूसरे, सेरेब्रल रक्त प्रवाह वेग की कार्यात्मक निगरानी केवल मस्तिष्क वासोस्पास्म पर निष्कर्ष की अनुमति देता है। डीसीआई के संदर्भ में सेरेब्रल परफ्यूजन का प्रत्यक्ष इमेजिंग और मात्राकरण संभव नहीं है। फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक नैदानिक आवेदन24में अल्ट्रासोनोग्राफी के साथ सेरेब्रल परफ्यूजन का निर्धारण किया गया है। इसलिए हम अनुमान लगाते हैं कि चूहों में सेरेब्रल परफ्यूजन का अल्ट्रासोनोग्राफिक मात्रा भविष्य में उपलब्ध हो जाएगा। इस संबंध में विधि में संशोधन से न केवल बड़े जहाजों के वासोसास्म पर, बल्कि सूक्ष्मसिक्वेषी गड़बड़ी पर भी निष्कर्ष की अनुमति मिलेगी । तीसरा, नैदानिक अध्ययनों ने बेडसाइड ट्रांसक्रैनियल अल्ट्रासोनोग्राफी अध्ययन17,25के उच्च अन्वेषक निर्भरता की सूचना दी है । हालांकि, यह संभवतः यहां दिखाए गए प्रयोगात्मक आवेदन के लिए मामला नहीं है, क्योंकि प्रयोगात्मक अध्ययनों में अत्यधिक मानकीकृत और नियंत्रित सेटिंग्स की, और क्योंकि चूहों में इमेजिंग संकल्प ने पोत खंडों की स्पष्ट पहचान का विश्लेषण करने की अनुमति दी। अंत में, यह एक नुकसान है कि वासोस्पास्म परिभाषित शारीरिक स्थितियों पर निर्धारित किया जाता है। इसलिए पड़ोसी क्षेत्रों के Vasospasm मूल्यांकन से बच सकता है । हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह समस्या वासोस्पास्म का निर्धारण करने वाले अन्य तरीकों के साथ भी उत्पन्न होती है। भविष्य के प्रायोगिक अध्ययनों में इस स्रोत से त्रुटियों को कम करने का एक उपाय कई इंट्राक्रैनियल पोत खंडों के मस्तिष्क रक्त प्रवाह वेग का निर्धारण करना होगा ।

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Disclosures

लेखक कोई प्रतिस्पर्धी हितों की घोषणा करते हैं ।

Acknowledgments

लेखक वीडियो में चित्र तैयार करने के लिए स्टीफन किंडेल का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे । पीडब्ल्यू, एमएम और एसएचके को जर्मन संघीय शिक्षा और अनुसंधान मंत्रालय (बीएमबीएफ 01EO1503) द्वारा समर्थित किया गया था। इस काम को जर्मन रिसर्च फाउंडेशन (डीएफजी आईएनटी 371/47-1 FUGG) के एक बड़े इंस्ट्रूमेंटेशन ग्रांट द्वारा समर्थित किया गया था । एमएम को आफ्टर क्रोनर-फ्रेसेनियस-स्टिफतुंग (2020_EKEA.144) से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Balea hair removal creme Balea; Germany ASIN B0759XM39V hair removal creme
C57BL/6N mice Janvier; Saint-Berthevin Cedex, France n.a. mice
Corneregel Bausch&Lomb; Rochester, NY, USA REF 81552983 eye ointment, lube
cotton swabs Hecht Assistent; Sondenheim vor der Röhn, Germany REF 44302010 cotton swabs
Ecco-XS razor Tondeo; Soligen, Germany DE 28693396 razor
Electrode cream GE; Boston, MA, USA REF 21708318 conductive paste
Heating plate Medax; Kiel, Germany 2005-205-01
Isoflurane Abvie; Wiesbaden, Germany n.a. volatile anesthetic
Leukofix BSN medical; Hamburg, Germany REF 02137-00 tape
Mechanical arm + micromanipulator VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA P/N 11277
Microbac tissues Paul Hartmann AG; Hamburg, Germany REF 981387 antimicrobial tissues
MZ400, 38 MHz linear array transducer VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA REF 51068-30 ultrasound transducer
Sonosid ASID Bonz GmbH; Herrenberg, Germany REF 782010 ultrasonography gel
Ultrasound platform with heating plate and ECG-recording VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA P/N 11179
UniVet-Porta Groppler; Oberperasberg, Germany S/N BKGM0437 isoflurane vaporizer
Vevo3100 VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA REF 51073-45 ultrasonography device
VevoLab software VisualSonics; FujiFilm, Toronto, CA n.a. evaluation software

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References

  1. Macdonald, R. L., Schweizer, T. A. Spontaneous subarachnoid haemorrhage. Lancet. 389, (10069), 655-666 (2017).
  2. Macdonald, R. L. Delayed neurological deterioration after subarachnoid haemorrhage. Nature Reviews Neurology. 10, (1), 44-58 (2014).
  3. Francoeur, C. L., Mayer, S. A. Management of delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage. Critical Care. 20, (1), 277 (2016).
  4. van Lieshout, J. H., et al. An introduction to the pathophysiology of aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Neurosurgical Review. (2017).
  5. Altay, T., et al. A novel method for subarachnoid hemorrhage to induce vasospasm in mice. J Neurosci Methods. 183, (2), 136-140 (2009).
  6. Momin, E. N., et al. Controlled delivery of nitric oxide inhibits leukocyte migration and prevents vasospasm in haptoglobin 2-2 mice after subarachnoid hemorrhage. Neurosurgery. 65, (5), 937-945 (2009).
  7. Froehler, M. T., et al. Vasospasm after subarachnoid hemorrhage in haptoglobin 2-2 mice can be prevented with a glutathione peroxidase mimetic. Journal of Clinical Neuroscience. 17, (9), 1169-1172 (2010).
  8. Provencio, J. J., Altay, T., Smithason, S., Moore, S. K., Ransohoff, R. M. Depletion of Ly6G/C(+) cells ameliorates delayed cerebral vasospasm in subarachnoid hemorrhage. Journal of Neuroimmunology. 232, (1-2), 94-100 (2011).
  9. Kamp, M. A., et al. Evaluation of a murine single-blood-injection SAH model. PLoS One. 9, (12), 114946 (2014).
  10. Luh, C., et al. The Contractile Apparatus Is Essential for the Integrity of the Blood-Brain Barrier After Experimental Subarachnoid Hemorrhage. Translational Stroke Research. (2018).
  11. Neulen, A., et al. A Volumetric Method for Quantification of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage. Journal of Visualized Experiments. (137), (2018).
  12. Neulen, A., et al. Large Vessel Vasospasm Is Not Associated with Cerebral Cortical Hypoperfusion in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage. Translational Stroke Research. (2018).
  13. Neulen, A., et al. Neutrophils mediate early cerebral cortical hypoperfusion in a murine model of subarachnoid haemorrhage. Scientific Reports. 9, (1), 8460 (2019).
  14. Neulen, A., et al. Volumetric analysis of intracranial vessels: a novel tool for evaluation of cerebral vasospasm. Int J Comput Assist Radiol Surg. 14, (1), 157-167 (2019).
  15. Washington, C. W., Zipfel, G. J. Participants in the International Multi-disciplinary Consensus Conference on the Critical Care Management of Subarachnoid, H. Detection and monitoring of vasospasm and delayed cerebral ischemia: a review and assessment of the literature. NeuroCritical Care. 15, (2), 312-317 (2011).
  16. Greke, C., et al. Image-guided transcranial Doppler sonography for monitoring of defined segments of intracranial arteries. Journal of Neurosurgical Anesthesiology. 25, (1), 55-61 (2013).
  17. Neulen, A., Prokesch, E., Stein, M., Konig, J., Giese, A. Image-guided transcranial Doppler sonography for monitoring of vasospasm after subarachnoid hemorrhage. Clinical Neurology and Neurosurgery. 145, 14-18 (2016).
  18. Neulen, A., et al. Image-Guided Transcranial Doppler Ultrasound for Monitoring Posthemorrhagic Vasospasms of Infratentorial Arteries: A Feasibility Study. World Neurosurgery. 134, 284-291 (2020).
  19. Neulen, A., et al. Correlation of cardiac function and cerebral perfusion in a murine model of subarachnoid hemorrhage. Scientific Reports. 11, (1), 3317 (2021).
  20. Neulen, A., et al. A segmentation-based volumetric approach to localize and quantify cerebral vasospasm based on tomographic imaging data. PLoS One. 12, (2), 0172010 (2017).
  21. Marbacher, S., et al. Systematic Review of In Vivo Animal Models of Subarachnoid Hemorrhage: Species, Standard Parameters, and Outcomes. Translational Stroke Research. (2018).
  22. Figueiredo, G., et al. Comparison of digital subtraction angiography, micro-computed tomography angiography and magnetic resonance angiography in the assessment of the cerebrovascular system in live mice. Clinical Neuroradiology. 22, (1), 21-28 (2012).
  23. Lindegaard, K. F., Nornes, H., Bakke, S. J., Sorteberg, W., Nakstad, P. Cerebral vasospasm diagnosis by means of angiography and blood velocity measurements. Acta Neurochirurgica. 100, (1-2), 12-24 (1989).
  24. Cassia, G. S., Faingold, R., Bernard, C., Sant'Anna, G. M. Neonatal hypoxic-ischemic injury: sonography and dynamic color Doppler sonography perfusion of the brain and abdomen with pathologic correlation. American Journal of Roentgenology. 199, (6), 743-752 (2012).
  25. Shen, Q., Stuart, J., Venkatesh, B., Wallace, J., Lipman, J. Inter observer variability of the transcranial Doppler ultrasound technique: impact of lack of practice on the accuracy of measurement. Journal of Clinical Monitoring and Computing. 15, (3-4), 179-184 (1999).
उच्च आवृत्ति ट्रांसक्रैनियल डुप्लेक्स अल्ट्रासाउंड के साथ सुबाराक्नॉइड हेमरेज के मुरीन मॉडल में सेरेब्रल वासोस्पास्म का विश्लेषण
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Neulen, A., Molitor, M., Kosterhon, M., Pantel, T., Karbach, S. H., Wenzel, P., Gaul, T., Ringel, F., Thal, S. C. Analysis of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage with High Frequency Transcranial Duplex Ultrasound. J. Vis. Exp. (172), e62186, doi:10.3791/62186 (2021).More

Neulen, A., Molitor, M., Kosterhon, M., Pantel, T., Karbach, S. H., Wenzel, P., Gaul, T., Ringel, F., Thal, S. C. Analysis of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage with High Frequency Transcranial Duplex Ultrasound. J. Vis. Exp. (172), e62186, doi:10.3791/62186 (2021).

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