Fluorescens angiografi för utvärdering av aneurysm perfusion och förälder artär patency i råtta och kanin aneurysm modeller
Summary
Vi presenterar ett protokoll för att effektivt utvärdera aneurysm perfusion och kärl patency av sidovägg aneurysm hos råttor och kaniner, med hjälp av fluorescein-baserade fluorescensvideoangiografi (FVA). Med ett positivt prediktivt värde på 92,6%, är det en enkel men mycket effektiv och ekonomisk metod utan någon speciell utrustning som krävs.
Abstract
Brain aneurysm behandling fokuserar på att uppnå fullständig ocklusion, samt att bevara blodflödet i förälderns artär. Fluorescein natrium och indocyaningrönt grön används för att möjliggöra observation av blodflödet och kärl perfusion status, respektive. Syftet med denna studie är att tillämpa FVA för att verifiera realtid blodflödet, fartygets perfusion status och ocklusion av aneurysm efter induktion av sidovägg aneurysm i kaniner och råttor, samt att validera förfarandet i dessa arter.
Tjugo sidovägg aneurysmer skapades i 10 kaniner genom suturering en decellularized arteriell kärl påse på halspulsådern av en donator kanin. Dessutom, 48 mikrokirurgisk sidovägg aneurysmer skapades i 48 råttor. Under uppföljningen på en månad efter skapelsen, den förälder artär/aneurysm komplexet dissekeras och FVA utfördes med hjälp av en intravenös fluorescein (10%, 1 ml) injektion via en öron ven kateterisering hos kaniner och en lår bens ven katerisering hos råttor. Aneurysm skördades sedan, och patency utvärderades makroskopiskt.
Makroskopiskt, 14 av 16 aneurysm i kaniner indikerade ingen kvarvarande förälder artär perfusion med helt ockluderade luminae, men 11 (79%) upptäcktes av FVA. Fyra aneurysmer exkluderades på grund av tekniska problem. Hos råttor, restaneurysm perfusion var makroskopiskt observerades i 25 av 48 fall. Av de 23 utan makroskopiska bevis på perfusion, FVA bekräftade förekomsten av 22 aneurysm (96%). Det fanns inga oönskade händelser i samband med FVA. Fluorescein är lätt att tillämpas och ingen speciell utrustning behövs. Det är en säker och mycket effektiv metod för att utvärdera förälder artär integritet och aneurysm patency/resterande perfusion i en experimentell miljö med kaniner och råttor. FVA med fluorescein som kontrastmedel verkar vara effektiva i att kontrollera patency av aneurysm och det underliggande kärlet och kan även anpassas till bypass kirurgi.
Introduction
Bevis för fullständig aneurysm utplåning och förälder artär integritet är av yttersta vikt vid aneurysm kirurgi. Det finns flera alternativ för att bekräfta förälder artär patency och aneurysm ocklusion, såsom Doppler sonografi, konventionell cerebral angiografi (DSA), datortomografi angiografi (CTA) eller magnetisk resonans angiografi (MRA)1, 2. dessa är dock dyra och tidskrävande metoder som ofta inte finns tillgängliga i laboratoriemiljö. Dessutom kan de ha relevanta biverkningar såsom strålningsexponering eller behov av ytterligare sedering av försöksdjur för att undvika rörelse artefakt.
Med ett ökande antal nya endovaskulära produkter framväxande, det finns ett i rad behov av prekliniska tester av sådana enheter. Emellertid, dessa studier förlitar sig ofta på post-mortem analys (t. ex., makro patologi och histologi) och saknar information om dynamisk perfusion. För forskaren kan det dessutom vara avgörande att få omedelbar och tillförlitlig information under ett experimentellt kirurgiskt ingrepp. Fluorescensangiografi är en kostnadseffektiv och lätt att utföra visualiseringsteknik1,3,4.
Som sådan, indocyaningrönt Green (ICG) video angiografi används ofta i kliniska neurokirurgiska ingrepp och har i stor utsträckning studerats5,6. Fluorescein video angiografi (FVA) är en alternativ teknik, med den extra fördelen att skapa en fluorescenssignal som ligger inom våglängdsområdet för mänsklig vision, och kan därför ses av blotta ögat utan ett utökat spektrum infraröd kamera 7. fluorescein video angiografi är mindre ofta används i klinisk cerebrovaskulär kirurgi och rapporter om FVA i experimentella miljöerär knappa1,4.
Syftet med detta betänkande är att påvisa genomförbarheten och omfattningen av FVA-tillämpningar i preklinisk cerebrovaskulär forskning på råtta och kanin.
Protocol
Representative Results
Discussion
FVA är en lovande och okomplicerad metod för att undersöka fartyg på gnagare och kan utföras med kommersiella anordningar och off-the-shelf utrustning. FVA kan implementeras under en operation där intraoperativ utvärdering av fartygets integritet behövs eftersom fartygen behöver ordentlig dissektion först.
Författarna föredrog venös injektion till arteriell injektion på grund av den lägre risken för ouppmärksama händelser såsom infektion, ischemi och compartmentsyndrom<sup c…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna studie stöddes delvis av ett forskningsanslag från Kantonsspital Aarau, Schweiz.
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
- 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).
- Ajiboye, N., Chalouhi, N., Starke, R. M., Zanaty, M., Bell, R. Unruptured Cerebral Aneurysms: Evaluation and Management. ScientificWorldJournal. 2015, 954954 (2015).
- 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).
- Gruter, B. E., et al. Fluorescence Video Angiography for Evaluation of Dynamic Perfusion Status in an Aneurysm Preclinical Experimental Setting. Operative Neurosurgery. , (2019).
- 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).
- 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).
- Kuroda, K., et al. Intra-arterial injection fluorescein videoangiography in aneurysm surgery. Neurosurgery. 72, 141-150 (2013).
- 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).
- Marbacher, S., et al. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Visualized Experiments. (92), e51071 (2014).
- 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).
- Shurey, S., et al. The rat model in microsurgery education: classical exercises and new horizons. Archives of Plastic Surgery. 41 (3), 201-208 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Alander, J. T., et al. A review of indocyanine green fluorescent imaging in surgery. International Journal of Biomedical Imaging. 2012, 940585 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- Golby, A. J. . Image-Guided Neurosurgery. , (2015).
