Fluoreszenz-Angiographie zur Bewertung von Aneurysmperfusion und Elternarterienpatenz in Ratten- und Kaninchen-Aneurysmus-Modellen
Summary
Wir präsentieren ein Protokoll zur effizienten Bewertung der Aneurysmenperfusion und der Gefäßdurchgängigkeit von Seitenwandaneurysmen bei Ratten und Kaninchen unter Verwendung von Fluorescein-basierter Fluoreszenz-Videoangiographie (FVA). Mit einem positiven Vorhersagewert von 92,6% ist es eine einfache, aber sehr effektive und wirtschaftliche Methode ohne spezielle Ausrüstung erforderlich.
Abstract
Die Behandlung des Gehirnaneurysm konzentriert sich auf die Erzielung einer vollständigen Okklusion sowie die Erhaltung des Blutflusses in der Elternarterie. Fluorescein-Natrium und Indocyaningrün werden verwendet, um die Beobachtung des Blutflusses bzw. des Gefäßperfusionsstatus zu ermöglichen. Ziel dieser Studie ist es, FVA anzuwenden, um den Blutfluss in Echtzeit, den Gefäßdurchblutungsstatus und die Okklusion von Aneurysmen nach Induktion von Seitenwandaneurysmen bei Kaninchen und Ratten zu überprüfen und das Verfahren bei diesen Arten zu validieren.
Zwanzig Sidewall-Aneurysmen wurden in 10 Kaninchen durch DasAsidieren eines dezellularisierten arteriellen Gefäßbeutels auf der Halsschlagader eines Spenderkaninchens geschaffen. Darüber hinaus wurden 48 mikrochirurgische Seitenwandaneurysmen bei 48 Ratten erstellt. Während der Nachbeobachtung nach einem Monat nach der Entstehung wurde der Elternarterien-/Aneurysmenkomplex seziert und FVA mit einer intravenösen Fluorescein-Injektion (10%, 1 ml) über eine Ohrvenenkatheterisierung bei Kaninchen und einer femoralen Venenkathhäreisierung bei Ratten durchgeführt. Aneurysmen wurden dann geerntet und die Durchgängigkeit makroskopisch ausgewertet.
Makroskopisch deuteten 14 von 16 Aneurysmen bei Kaninchen auf keine Restdurchlässigkeit der Elternarterie mit völlig verdeckter Leuchtdichte hin, jedoch 11 (79%) wurden von fvA erkannt. Vier Aneurysmen wurden wegen technischer Probleme ausgeschlossen. Bei Ratten wurde die Restaneurysmenperfusion in 25 von 48 Fällen makroskopisch beobachtet. Von den 23 ohne makroskopischen Nachweise einer Perfusion bestätigte die FVA die Inzidenz von 22 Aneurysmen (96%). Es gab keine unerwünschten Ereignisse im Zusammenhang mit FVA. Fluorescein ist leicht anwendbar und es wird keine spezielle Ausrüstung benötigt. Es ist eine sichere und äußerst effektive Methode zur Bewertung der Integrität der Elternarterie und der Aneurysmenkongoncy/Restperfusion in einer experimentellen Umgebung mit Kaninchen und Ratten. FVA mit Fluorescein als Kontrastmittel scheint bei der Kontrolle der Durchgängigkeit von Aneurysmen und dem darunter liegenden Gefäß wirksam zu sein und kann sogar an Bypass-Operationen angepasst werden.
Introduction
Der Nachweis einer vollständigen Auslöschung des Aneurysmus und der Arterienintegrität der Eltern ist bei der Aneurysmchirurgie von größter Bedeutung. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Elternarterienkongierung und Aneurysmverschluss zu bestätigen, wie Doppler-Sonographie, konventionelle zerebrale Angiographie (DSA), Computertomographie-Angiographie (CTA) oder Magnetresonanz-Angiographie (MRA)1, 2. Es handelt sich jedoch um teure und zeitaufwändige Methoden, die im Labor oft nicht verfügbar sind. Darüber hinaus können sie relevante Nebenwirkungen wie Strahlenexposition oder die Notwendigkeit einer zusätzlichen Sedierung von Versuchstieren haben, um Bewegungsartefakt zu vermeiden.
Da immer mehr neue endovaskuläre Geräte entstehen, besteht ein ständiger Bedarf an präklinischen Tests solcher Geräte. Diese Studien stützen sich jedoch häufig auf postmortale Analysen (z. B. Makropathologie und Histologie) und es fehlen Informationen über dynamische Perfusion. Darüber hinaus kann es für den Forscher von entscheidender Bedeutung sein, während eines experimentellen chirurgischen Eingriffs sofortige und zuverlässige Informationen zu erhalten. Fluoreszenz-Angiographie ist eine kostengünstige und einfach durchzuführende Visualisierungstechnik1,3,4.
Als solche, Indocyaningrün (ICG) Video-Angiographie wird oft in klinischen neurochirurgischen Verfahren verwendet und wurde ausgiebig untersucht5,6. Fluorescein Video Angiography (FVA) ist eine alternative Technik, mit dem zusätzlichen Vorteil, ein Fluoreszenzsignal zu schaffen, das innerhalb des Wellenlängenbereichs des menschlichen Sehens liegt und somit mit bloßem Auge ohne erweiterte Infrarotkamera gesehen werden kann. 7. Fluorescein Video-Angiographie wird seltener in der klinischen zerebrovaskulären Chirurgie verwendet und Berichte über FVA in experimentellen Umgebungen sind knapp1,4.
Ziel dieses Berichts ist es, die Durchführbarkeit und den Umfang der Anwendung von FVA in der präklinischen zerebrovaskulären Forschung von Ratten und Kaninchen aufzuzeigen.
Protocol
Representative Results
Discussion
FVA ist eine vielversprechende und unkomplizierte Methode zur Untersuchung von Gefäßen bei Nagetieren und kann mit kommerziellen Geräten und Standardgeräten durchgeführt werden. FVA kann bei jeder Operation durchgeführt werden, bei der eine intraoperative Bewertung der Gefäßintegrität erforderlich ist, da die Gefäße zuerst eine ordnungsgemäße Zerlegung benötigen.
Die Autoren bevorzugten venöse Injektion zur arteriellen Injektion aufgrund des geringeren Risikos von unbeabsichtigt…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde teilweise durch ein Forschungsstipendium des Kantonsspitals Aarau, Schweiz, unterstützt.
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 | |||
References
- 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).
