इस अनुच्छेद के लक्ष्य के लिए एक विधि है कि एक 3-सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी और पूरे पोत क्षेत्रों है कि में सेरेब्रल vasospasm के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है की मात्रा के निर्धारण के बाद चूहों में मस्तिष्कवाहिकीय पेड़ की आयामी पुनर्निर्माण की अनुमति देता है वर्तमान है अवजालतनिका नकसीर के murine मॉडल ।
अवजालतनिका नकसीर (षः) रक्तस्रावी स्ट्रोक का एक उपप्रकार है । मस्तिष्क vasospasm कि रक्तस्राव के बाद में होता है एक महत्वपूर्ण रोगी परिणाम का निर्धारण कारक है और इसलिए अक्सर एक अध्ययन समापन बिंदु के रूप में लिया जाता है । हालांकि, षः पर छोटे जानवर के अध्ययन में, सेरेब्रल vasospasm के ठहराव एक प्रमुख चुनौती है । यहां, एक पूर्व vivo विधि प्रस्तुत की है कि पूरे पोत क्षेत्रों है, जो एक उद्देश्य के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है की मात्रा के ठहराव की अनुमति देता है सेरेब्रल vasospasm । एक पहले चरण में, सेरेब्रल vasculature के अंतर्वाहिकी कास्टिंग एक radiopaque कास्टिंग एजेंट का उपयोग किया जाता है । फिर, क्रॉस-अनुभागीय इमेजिंग डेटा माइक्रो गणना टोमोग्राफी द्वारा प्राप्त कर रहे हैं । अंतिम चरण में वर्चुअल संवहनी वृक्ष की 3-आयामी पुनर्निर्माण शामिल है, जिसके बाद चयनित पोत खंडों की केंद्र रेखाओं और वॉल्यूंस की गणना करने के लिए एक एल्गोरिथ्म है । विधि उनके आभासी पुनर्निर्माण के साथ संरचनात्मक नमूनों की एक व्यास आधारित तुलना द्वारा दिखाए गए मस्तिष्कवाहिकीय पेड़ के एक बेहद सटीक आभासी पुनर्निर्माण के परिणामस्वरूप । अकेले पोत व्यास के साथ तुलना में, पोत मात्रा vasospastic और गैर vasospastic के बीच मतभेद षः और अन्तर्वासना संचालित चूहों की एक श्रृंखला में दिखाया गया है पर प्रकाश डाला ।
Aneurysmatic अवजालतनिका नकसीर (षः), रक्तस्रावी स्ट्रोक का एक उपप्रकार, neurointensive देखभाल इकाइयों में एक आम बीमारी है । जल्दी मस्तिष्क चोट (EBI) है, जो मस्तिष्क में खून बह रहा घटना की वजह से ही नुकसान शामिल है इसके अलावा, एक और महत्वपूर्ण रोगी परिणाम का निर्धारण कारक सेरेब्रल ischemia (डीसीआई) विलंबित है, बिगड़ा मस्तिष्क के माध्यम से नैदानिक गिरावट द्वारा परिभाषित छिड़काव या मस्तिष्क रोधगलन के साथ जुड़े नहीं हस्तक्षेप या शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं1,2,3. डीसीआई में योगदान करने वाले महत्वपूर्ण तंत्र एक ओर बड़े सेरेब्रल वाहिकाओं के vasospasms हैं; दूसरी ओर, microvessels और microthrombosis के vasospasm के साथ microcirculatory शिथिलता, और cortical प्रसार अवसाद से संबंधित ischemia एक भूमिका निभा (Madonald २०१४1में समीक्षित) । इसलिए, vasospasm के निदान के नैदानिक अभ्यास में महत्वपूर्ण है और कई नैदानिक और प्रयोगात्मक अध्ययन में एक महत्वपूर्ण समापन बिंदु प्रदर्शित करता है ।
इस तथ्य के बावजूद कि murine षः मॉडलों में vasospasm की विशेषताएँ सीधे मानव रोगी के लिए हस्तांतरणीय नहीं हैं, षः संबंधित vasospasm के murine मॉडल पिछले वर्षों में बढ़ती महत्ता के हैं. इन मॉडलों में षः अंतर्वाहिकी रेशा वेध द्वारा प्रेरित किया जाता है4,5,6,7,8, transection के cisternal जहाजों9, या सीएसएफ 10 में रक्त का इंजेक्शन ,११,१२. vasospasm13अध्ययन करने के लिए पारंपरिक रूप से डिजाइन किए गए थे जो षः के बड़े पशु मॉडल के विपरीत, murine मॉडल कई ट्रांसजेनिक चूहों उपभेदों उपलब्ध हैं कि महान लाभ है. यह उंहें vasospasm और डीसीआई के लिए अग्रणी आणविक तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक उत्कृष्ट उपकरण बनाता है । हालांकि, चूहों में सेरेब्रल vasospasm का निर्धारण चुनौतीपूर्ण है. इसका कारण यह है कि बड़े पशु मॉडलों में vasospasm नैदानिक इमेजिंग तकनीक का उपयोग कर जांच की जा सकती है के विपरीत में, vivo इमेजिंग में मस्तिष्क vasospasm का विश्लेषण करने के लिए चूहों में अभी तक उपलब्ध नहीं है । इसलिए, vasospasm आमतौर पर या तो ऊतकवैज्ञानिक वर्गों10,11 या microscopically सेरेब्रल वाहिकाओं के कास्टिंग के बाद का उपयोग कर निर्धारित किया गया है7,9,12. हालांकि, इन तकनीकों का नुकसान है कि पोत व्यास केवल परिभाषित बिंदुओं पर जांच कर रहे हैं ।
एक पिछले अध्ययन के आधार पर7, इस पांडुलिपि एक murine षः मॉडल में vasospasm के उद्देश्य और reproducible विश्लेषण के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है । विधि छिड़काव और मस्तिष्क वाहिकाओं के कास्टिंग, पूर्व vivo माइक्रो सीटी स्कैनिंग, पोत पेड़ के डिजिटल पुनर्निर्माण, और पूरे मस्तिष्क वाहिकाओं के संस्करणों के बाद के मूल्यांकन पर आधारित है ।
Murine षः मॉडल बुनियादी षः अनुसंधान के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण हैं । सेरेब्रल vasospasm अक्सर के रूप में प्रयोग किया जाता है प्रयोगात्मक अध्ययन में एक समापन बिंदु के रूप में डीसीआई के लिए अग्रणी तंत्र की जांच9,11षः । हालांकि, चूहों या षः के अन्य छोटे जानवर मॉडल में सेरेब्रल vasospasm के ठहराव चुनौतीपूर्ण है. सामांयतः, vasospasm अंतर्वाहिकी छिड़काव और ढलाई7,9,12 या परिधि के निर्धारण के बाद परिभाषित शारीरिक बिंदुओं पर पोत व्यास के पूर्व विवो निर्धारण द्वारा quantified है ऊतकवैज्ञानिक वर्गों पर निर्धारित जहाजों की10,11। हालांकि, इन विधियों कुछ नुकसान है: Vasospasm केवल परिभाषित संरचनात्मक बिंदुओं पर मूल्यांकित है; पड़ोसी पोत क्षेत्रों के vasospasm मूल्यांकन से बच सकते हैं । ऊतकवैज्ञानिक कलाकृतियों त्रुटियों का एक और स्रोत मौजूद । इसके अलावा, मूल्यांकन बल्कि व्यक्तिपरक हो सकता है, क्योंकि सटीक स्थिति जहां पोत व्यास मापा जाता है अंवेषक द्वारा निर्धारित किया जाता है ।
लक्ष्य था इसलिए एक विधि स्थापित करने के लिए कि quantifies मस्तिष्क vasospasm पार से पूरे मस्तिष्क पोत क्षेत्रों के पोत मात्रा की गणना से खंडीय इमेजिंग डेटा7। यहाँ प्रस्तुत volumetric पद्धति का सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि संपूर्ण पोत खंडों की जांच की जा सकती है. यह एक बिंदु जहां पोत व्यास मापा जाता है की परिभाषा की जरूरत से बचा जाता है । पूरे पोत क्षेत्रों के मूल्यांकन का एक और लाभ यह है कि यह संभवतः एक अधिक उद्देश्य पैरामीटर परिभाषित बिंदुओं पर पोत व्यास के निर्धारण से vasospasm यों तो प्रस्तुत करता है, जहां अधिक समीपस्थ या बाहर के पोत के vasospasm बच सकते है मूल्यांकन. पोत व्यास का डिजिटल प्रतिनिधित्व एक रंग कोड का उपयोग vasospasm की डिग्री का एक सहज ज्ञान युक्त अनुमान की अनुमति देता है । इसके अलावा, volumetric मूल्यांकन पोत व्यास के मूल्यांकन की तुलना में vasospastic जहाजों के बीच बड़ा अंतर करने के लिए नेतृत्व के रूप में प्रतिनिधि परिणामों में दिखाया गया है । आभासी पुनर्निर्माण विधि यहां प्रस्तुत के साथ हासिल संवहनी शरीर रचना विज्ञान सही दर्शाता है । यह प्रतिनिधि श्रृंखला, जिसमें पोत व्यास microscopically मापा और डिजिटल पुनर्निर्माण से समान थे, के मूल्यांकन के द्वारा दिखाया गया है एक पिछले अध्ययन के प्रेक्षणों reproducing7। हालांकि, इसके फायदे के बावजूद, आगे के अध्ययनों का मूल्यांकन करने की जरूरत है या नहीं, यहां प्रस्तुत विधि vasospasm विश्लेषण के पारंपरिक तरीकों से बेहतर है ।
यहां प्रस्तुत विधि की एक सीमा है कि यह अधिक समय के लिए कच्चा मस्तिष्क नमूने या ऊतकवैज्ञानिक विश्लेषण (माइक्रो सीटी स्कैनिंग समय ९० मिनट प्रति मस्तिष्क नमूना, डेटा प्रोसेसिंग ४५ मिनट प्रति ब्रेन नमूना) के सूक्ष्म विश्लेषण की तुलना में affords । इसके अलावा, माइक्रो सीटी स्कैनर की उपलब्धता अपने आवेदन को सीमित कर सकते हैं । यहां की जांच की गई पशुओं की संख्या इस पांडुलिपि में वर्णित प्रोटोकॉल की व्यवहार्यता प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त थी । हालांकि, अगर प्रोटोकॉल उपचार अध्ययन में इस्तेमाल किया जाना चाहिए, पशु संख्या पोत मात्रा और व्यास पर अपेक्षित प्रभाव के आधार पर गणना की जानी चाहिए । murine षः मॉडलों का उपयोग कर इस और अंय अध्ययनों की एक और सीमा है कि vasospasm पूर्व vivoनिर्धारित किया जाता है । यह अनुदैर्ध्य अध्ययन असंभव है कि अलग समय बिंदुओं पर षः प्रेरण और vasospasm से पहले आधारभूत मानों की जांच करता है । हालांकि अध्ययन का प्रदर्शन किया है कि यह vivo में चूहों के बड़े intracranial वाहिकाओं के एनाटॉमी का चित्रण करने के लिए संभव है चुंबकीय अनुनाद टोमोग्राफी का उपयोग18, गणना टोमोग्राफी एंजियोग्राफी19, या डिजिटल घटाव 20एंजियोग्राफी, इन तरीकों, हमारे ज्ञान के लिए, vivo मेंmurine षः मॉडलों में सेरेब्रल vasospasm का विश्लेषण करने के लिए अभी तक उपयोग नहीं किया गया है । ध्यान दें की, यहां प्रस्तुत सेरेब्रल vasospasm के बाद volumetric मूल्यांकन के साथ मस्तिष्क vasculature के डिजिटल पुनर्निर्माण पूर्व vivo माइक्रो सीटी डेटा पर उपयोग करने के लिए सीमित नहीं है. यदि उच्च संकल्प संवहनी पार अनुभागीय मस्तिष्क इमेजिंग चूहों में भविष्य में उपलब्ध हो जाना चाहिए, यह vivo मेंvasospasm का एक volumetric विश्लेषण प्रदर्शन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
The authors have nothing to disclose.
इस अध्ययन के पार्ट्स पैंटेल, जोहांस Gutenberg के चिकित्सा संकाय-मैन्ज़ विश्वविद्यालय के लिए प्रस्तुत की डॉक्टरेट थीसिस का हिस्सा हैं । अध्ययन Friedhelm मुक्त Stiftung द्वारा समर्थित और Stiftung Neurochirurgische Forschung (कामनेवा के लिए अनुदान) द्वारा किया गया ।
Medetomidin | Pfizer, Karlsruhe, Germany | n.a. | |
Midazolam | Ratiopharm, Ulm, Germany | n.a. | |
Fentanyl | Curamed, Karlsruhe, Germany | n.a. | |
Venofix 21G | B Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | n.a. | 21G cannula |
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline containing MgCl2 and CaCl2, pH 7.4 | Sigma-Aldrich, Hamburg, Germany | D8662 | |
4% paraformaldehyde solution | Sigma-Aldrich, Hamburg, Germany | 100496 | |
Microfil MV-122 | Flowtech Inc., Carver, MA, USA | n.a. | Radiopaque |
Micro-CT system Y.Fox | Yxlon, Garbsen, Germany | n.a. | |
Reconstruction Studio software version 1.2.8.1 | TeraRecon, Frankfurt am Main, Germany | n.a. | Reconstruction software |
Amira software version 5.4.2 | FEI Visualization Sciences Group, Hillsboro, OR, USA | n.a. | Visualization software |
PHD ultra syringe pump | Harvard Apparatus | 70-3 | Pressure controlled pump |
anatomical forceps (blunt) | B Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 160323_v | |
Infinity X-21 | Deltapix, Maalov, Denmark | n.a. | high resolution camera |
DeltaPix Insight software version 2.0.1 | Deltapix, Maalov, Denmark | n.a. | |
C57BL6 mice | Charles River, Cologne, Germany |