Summary

Fluorescence Angiography for Evaluation of Aneurysm Perfusion and Parent Artery Patency in Rat and Rabbit Aneurysm Models Fluorescence Angiography for Evaluation of Aneurysm Perfusion and Parent Artery Patency in Rat and Rabbit Aneurysm Models Fluorescence Anorescence Angiography for Evaluation of Aneurysm Perfusion and Parent Artery Patency in Rat and Rabbit Aneurysm

Published: July 24, 2019
doi:

Summary

Nous présentons un protocole pour évaluer efficacement la perfusion d’anévrisme et la patency de navire de l’aneurysm latéral chez les rats et les lapins, utilisant l’angiographie vidéo fluorescence fluorécéine à base de fluorénémine (FVA). Avec une valeur prédictive positive de 92,6 %, il s’agit d’une méthode simple mais très efficace et économique, sans équipement spécial requis.

Abstract

Le traitement de l’anévrisme cérébral se concentre sur la réalisation de l’occlusion complète, ainsi que la préservation du flux sanguin dans l’artère parente. Fluorescein sodium et vert endocyanine sont utilisés pour permettre l’observation de la circulation sanguine et l’état de perfusion des vaisseaux, respectivement. L’objectif de cette étude est d’appliquer fVA pour vérifier le flux sanguin en temps réel, l’état de perfusion des vaisseaux et l’occlusion des anévrismes après l’induction d’anévrismes latéraux chez les lapins et les rats, ainsi que de valider la procédure chez ces espèces.

Vingt aneurysms de paroi latérale ont été créés dans 10 lapins en suçant une poche décellularisée de récipient artérielle sur l’artère carotide d’un lapin de distributeur. En outre, 48 aneurysms microchirurgicaux de paroi latérale ont été créés chez 48 rats. Pendant le suivi à un mois après la création, le complexe d’artère/aneurysm de parent a été disséqué et FVA a été exécuté utilisant une injection intraveineuse de fluorescein (10%, 1 ml) par l’intermédiaire d’un cathéterization de veine d’oreille chez des lapins et d’une cathérisation fémorale de veine chez les rats. Des aneurysms ont alors été moissonnés, et la patency a été évaluée macroscopiquement.

Macroscopiquement, 14 aneurysms sur 16 chez les lapins n’ont indiqué aucune perfusion résiduelle d’artère parente avec le luminae totalement occluded, cependant 11 (79%) ont été détectés par FVA. Quatre anévrismes ont été exclus en raison de problèmes techniques. Chez les rats, la perfusion résiduelle d’anévrisme a été macroscopiquement observée dans 25 des 48 cas. Des 23 preuves macroscopiques de perfusion, FVA a confirmé l’incidence de 22 aneurysms (96%). Il n’y avait aucun événement défavorable lié à FVA. La fluorescéine est facilement applicable et aucun équipement spécial n’est nécessaire. Il s’agit d’une méthode sûre et extrêmement efficace pour évaluer l’intégrité de l’artère parente et la patence de l’anévrisme / perfusion résiduelle dans un cadre expérimental avec des lapins et des rats. FVA utilisant la fluorescéine comme agent de contraste semble être efficace en contrôlant la patency des aneurysms et du vaisseau sous-jacent et peut même être adapté à la chirurgie de déviation.

Introduction

L’évidence de l’oblitération complète d’aneurysm et de l’intégrité d’artère de parent est de la plus haute importance dans la chirurgie d’aneurysm. Il y a plusieurs options pour confirmer la patency d’artère de parent et l’occlusion d’aneurysm, telle que l’échographie de Doppler, l’angiographie cérébrale conventionnelle (DSA), l’angiographie calculée de tomographie (CTA) ou l’angiographie de résonance magnétique (MRA) 1,, 2. Cependant, il s’agit de méthodes coûteuses et longues qui ne sont souvent pas disponibles en laboratoire. En outre, ils peuvent avoir des effets secondaires pertinents tels que l’exposition aux radiations ou le besoin d’une sédation supplémentaire des animaux expérimentaux pour éviter l’artefact de mouvement.

Avec l’émergence d’un nombre croissant de nouveaux dispositifs endovasculaires, il y a un besoin consécutif d’essais précliniques de tels dispositifs. Cependant, ces études s’appuient souvent sur l’analyse post mortem (p. ex., macropathologie et histologie) et manquent d’information sur la perfusion dynamique. En outre, pour le chercheur, il peut être crucial d’obtenir des informations immédiates et fiables au cours d’une intervention chirurgicale expérimentale. L’angiographie fluorescence est une technique de visualisation rentable et facile à réaliser1,3,4.

En tant que tel, l’angiographie vidéo en vert endocyanine (ICG) est souvent utilisée dans les procédures neurochirurgicales cliniques et a été largement étudiée5,6. L’angiographie vidéo fluorescéine (FVA) est une technique alternative, avec l’avantage supplémentaire de créer un signal de fluorescence qui est dans la plage de longueur d’onde de la vision humaine, et peut donc être vu à l’œil nu sans une caméra infrarouge à spectre étendu 7. L’angiographie vidéo de fluorescein est moins souvent employée dans la chirurgie cérébrovasculaire clinique et les rapports sur FVA dans les arrangements expérimentaux sont rares1,4.

L’objectif de ce rapport est de démontrer la faisabilité et la portée des applications de l’AVA dans la recherche cérébrovasculaire préclinique de rat et de lapin.

Protocol

Les rongeurs ont été logés dans un établissement de soins aux animaux et des expériences ont été examinées et approuvées par le Comité pour le bien-être des animaux de l’Université de Berne, en Suisse (BE 108/16) et (BE65/16). Tous les animaux ont été maintenus sur un régime standard de laboratoire avec l’accès libre à la nourriture et à l’eau. Toutes les expériences sur les animaux ont été menées dans le cadre d’un examen minutieux des 3R (remplacement, réduction et raffinement). Dix femelles néo…

Representative Results

La fréquence cardiaque et la tension artérielle ont été surveillées pendant la chirurgie. La fréquence cardiaque moyenne était de 193/min chez les lapins et de 196/min chez les rats. Le poids corporel des lapins variait de 3,05 à 4,18 kg, et les rats pesaient de 335 à 690 g. Nous avons été en mesure d’effectuer FVA dans huit lapins sur dix (Figure 1). Quatre examens d’anévrisme chez deux lapins n’ont pas été enregistrés avec la caméra en raison de …

Discussion

FVA est une méthode prometteuse et simple pour examiner les navires chez les rongeurs et peut être effectuée avec des dispositifs commerciaux et de l’équipement sur le marché. FVA peut être mis en œuvre au cours de toute chirurgie où l’évaluation peropératoire de l’intégrité des navires est nécessaire que les vaisseaux ont besoin d’une dissection appropriée d’abord.

Les auteurs ont préféré l’injection veineuse à l’injection artérielle due au plus faible risque d’événements…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Cette étude a été soutenue en partie par une subvention de recherche du Kantonsspital Aarau, en Suisse.

Materials

For rabbits
Aluminium foil
Animal shaver
Black tape
Blue filter Thorlabs MF475-35
Body warm plate
Camera Sony NEX-5R
Catheter 22G Vasofix Safety
Disinfictant
Fluorescein sodium Fluorescein Faure 10%
Glas plate
Green filter Thorlabs MF539-43
Incontinence pad
Infusion pump Perfusor Secura
Ketamine hydrochloride any generic products
Needle 25G
Oxygen
Ringer's Solution
Sterile sheets
Surgical instruments micro forceps, micro scissor, blunt surgical scissor
Surgical microscope OPMI, Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany
Syringe 2ml, 5ml, 50ml
Tape
Three-way-stopcock
Torch light
Xylazin any generic products
For rats
Aluminium foil
Animal shaver
Black tape
Blue filter Thorlabs MF475-35
Body warm plate
Camera Sony NEX-5R
Disinfictant
Fluorescein sodium Fluorescein Faure 10%
Green filter Thorlabs MF539-43
Incontinence pad
Isoflurane
Ketamine hydrochloride any generic products
Medetomidine hydrochloride any generic products
Needle 25G
Oxygen
Plate
Ringer's Solution
Sterile sheets
Surgical instruments micro forceps, micro scissor, blunt surgical scissor
Surgical microscope OPMI, Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany
Syringe 2ml, 5ml
Tape
Torch light

Riferimenti

  1. Kakucs, C., Florian, I. A., Ungureanu, G., Florian, I. S. Fluorescein Angiography in Intracranial Aneurysm Surgery: A Helpful Method to Evaluate the Security of Clipping and Observe Blood Flow. World Neurosurgery. 105, 406-411 (2017).
  2. Ajiboye, N., Chalouhi, N., Starke, R. M., Zanaty, M., Bell, R. Unruptured Cerebral Aneurysms: Evaluation and Management. ScientificWorldJournal. 2015, 954954 (2015).
  3. Suzuki, K., et al. Confirmation of blood flow in perforating arteries using fluorescein cerebral angiography during aneurysm surgery. Journal of Neurosurgery. 107 (1), 68-73 (2007).
  4. Gruter, B. E., et al. Fluorescence Video Angiography for Evaluation of Dynamic Perfusion Status in an Aneurysm Preclinical Experimental Setting. Operative Neurosurgery. , (2019).
  5. Raabe, A., et al. Prospective evaluation of surgical microscope-integrated intraoperative near-infrared indocyanine green videoangiography during aneurysm surgery. Journal of Neurosurgery. 103 (6), 982-989 (2005).
  6. Riva, M., Amin-Hanjani, S., Giussani, C., De Witte, O., Bruneau, M. Indocyanine Green Videoangiography in Aneurysm Surgery: Systematic Review and Meta-Analysis. Neurosurgery. , (2017).
  7. Kuroda, K., et al. Intra-arterial injection fluorescein videoangiography in aneurysm surgery. Neurosurgery. 72, 141-150 (2013).
  8. Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving Bioscience Research Reporting: The ARRIVE Guidelines for Reporting Animal Research. PLOS Biology. 8 (6), 1000412 (2010).
  9. Marbacher, S., et al. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Visualized Experiments. (92), e51071 (2014).
  10. Marbacher, S., et al. Complex bilobular, bisaccular, and broad-neck microsurgical aneurysm formation in the rabbit bifurcation model for the study of upcoming endovascular techniques. American Journal of Neuroradiology. 32 (4), 772-777 (2011).
  11. Shurey, S., et al. The rat model in microsurgery education: classical exercises and new horizons. Archives of Plastic Surgery. 41 (3), 201-208 (2014).
  12. Foster, S. D., Lyons, M. S., Runyan, C. M., Otten, E. J. A mimic of soft tissue infection: intra-arterial injection drug use producing hand swelling and digital ischemia. World Journal of Emergency Medicine. 6 (3), 233-236 (2015).
  13. Flower, R. W. Injection technique for indocyanine green and sodium fluorescein dye angiography of the eye. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 12 (12), 881-895 (1973).
  14. Yoshioka, H., et al. Advantage of microscope integrated for both indocyanine green and fluorescein videoangiography on aneurysmal surgery: case report. Neurologia medico-chirurgica (Tokyo). 54 (3), 192-195 (2014).
  15. Ichikawa, T., et al. Development of and Clinical Experience with a Simple Device for Performing Intraoperative Fluorescein Fluorescence Cerebral Angiography: Technical Notes. Neurologia medico-chirurgica. 56 (3), 141-149 (2016).
  16. Alander, J. T., et al. A review of indocyanine green fluorescent imaging in surgery. International Journal of Biomedical Imaging. 2012, 940585 (2012).
  17. Lane, B., Bohnstedt, B. N., Cohen-Gadol, A. A. A prospective comparative study of microscope-integrated intraoperative fluorescein and indocyanine videoangiography for clip ligation of complex cerebral aneurysms. Journal of Neurosurgery. 122 (3), 618-626 (2015).
  18. Blair, N. P., Evans, M. A., Lesar, T. S., Zeimer, R. C. Fluorescein and fluorescein glucuronide pharmacokinetics after intravenous injection. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 27 (7), 1107-1114 (1986).
  19. Hillmann, D., et al. In vivo optical imaging of physiological responses to photostimulation in human photoreceptors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (46), 13138-13143 (2016).
  20. Golby, A. J. . Image-Guided Neurosurgery. , (2015).

Play Video

Citazione di questo articolo
Strange, F., Sivanrupan, S., Gruter, B. E., Rey, J., Taeschler, D., Fandino, J., Marbacher, S. Fluorescence Angiography for Evaluation of Aneurysm Perfusion and Parent Artery Patency in Rat and Rabbit Aneurysm Models. J. Vis. Exp. (149), e59782, doi:10.3791/59782 (2019).

View Video