प्रायोगिक स्पाइनल कॉर्ड चोट में रीढ़ की हड्डी रक्त के प्रवाह के आकलन के लिए बढ़ी अल्ट्रासाउंड इमेजिंग विपरीत
Summary
Contrast Enhanced Ultrasound imaging is a reliable in-vivo tool for quantifying spinal cord blood flow in an experimental rat spinal cord injury model. This paper contains a comprehensive protocol for application of this technique in association with a contusion model of thoracic spinal cord injury.
Abstract
कम रीढ़ की हड्डी रक्त प्रवाह (SCBF) (यानी, ischemia) दर्दनाक रीढ़ की हड्डी में चोट (एससीआई) pathophysiology में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और तदनुसार न्यूरोप्रोटेक्टिव उपचार के लिए एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है। कई तकनीकों SCBF का आकलन करने के लिए वर्णित किया गया है, वे सभी महत्वपूर्ण सीमाएं हैं। उत्तरार्द्ध पर काबू पाने के लिए, हम वास्तविक समय विपरीत बढ़ाया अल्ट्रासाउंड इमेजिंग (CEU) के उपयोग का प्रस्ताव है। यहाँ हम एससीआई के एक चूहा कुचलन मॉडल में इस तकनीक के आवेदन का वर्णन है। एक कंठ कैथेटर पहली विपरीत एजेंट, सल्फर हेक्साफ्लोराइड समझाया microbubbles के एक सोडियम क्लोराइड समाधान के दोहराया इंजेक्शन के लिए प्रत्यारोपित किया जाता है। रीढ़ की हड्डी तो एक कस्टम निर्मित 3 डी-फ्रेम के साथ स्थिर है और रीढ़ की हड्डी में ड्यूरा मेटर ThIX-ThXII पर एक laminectomy के द्वारा अवगत कराया है। अल्ट्रासाउंड जांच तो (अल्ट्रासाउंड जेल के साथ लेपित) ड्यूरा मेटर के पीछे पहलू पर तैनात है। कॉन्ट्रा की आधारभूत SCBF, एक भी नसों में इंजेक्शन (400 μl) का आकलन करने के लिएसेंट एजेंट बरकरार रीढ़ की हड्डी microvasculature के माध्यम से इसके पारित होने को दर्ज करने के लिए आवेदन किया है। एक वजन ड्रॉप डिवाइस बाद में एससीआई की एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य प्रयोगात्मक कुचलन मॉडल उत्पन्न करने के लिए प्रयोग किया जाता है। इसके विपरीत एजेंट के बाद एससीआई SCBF परिवर्तन का आकलन करने के लिए चोट के बाद 15 मिनट के लिए फिर से इंजेक्ट किया जाता है। CEU वास्तविक समय के लिए और इन विवो एससीआई निम्नलिखित SCBF परिवर्तन के मूल्यांकन की अनुमति देता है। रिहाई का जानवर में, अल्ट्रासाउंड इमेजिंग बरकरार रीढ़ की हड्डी के साथ असमान रक्त के प्रवाह को दिखाया। SCBF अधिक सुदूर बरकरार क्षेत्रों में संरक्षित रहे इसके अलावा, जबकि 15 मिनट के बाद एससीआई, महत्वपूर्ण ischemia के उपरिकेंद्र के स्तर पर हुई थी। उपरिकेंद्र (व्याख्यान चबूतरे वाला और दुम दोनों) से सटे क्षेत्रों में, SCBF काफी कम हो गया था। यह पहले से वर्णित "इस्कीमिक Penumbra क्षेत्र" से मेल खाती है। यह उपकरण ischemia और एससीआई के लिए बाद में जिसके परिणामस्वरूप ऊतक परिगलन को सीमित करने के उद्देश्य से चिकित्सा के प्रभाव का आकलन करने के लिए प्रमुख ब्याज की है।
Introduction
घाव रीढ़ की हड्डी में चोट (एससीआई) का संवेदी मोटर में महत्वपूर्ण हानि, और स्वायत्त कार्यों के लिए अग्रणी एक विनाशकारी स्थिति है। तिथि करने के लिए, कोई चिकित्सा रोगियों में अपनी क्षमता का प्रदर्शन किया है। ऐसे कारण से, यह संभावित उपचार के मूल्यांकन में सुधार होगा और आगे की चोट pathiophysiology 1 को स्पष्ट कर सकते हैं कि नई तकनीक की पहचान करने के लिए महत्वपूर्ण है।
एससीआई के रूप में प्राथमिक और माध्यमिक चोटों के लिए भेजा, दो अनुक्रमिक चरणों में बांटा गया है। प्राथमिक चोट प्रारंभिक यांत्रिक अपमान से मेल खाती है। आगे प्रारंभिक घाव, ऊतकों को नुकसान और इसलिए न्यूरोलॉजिकल घाटा 2,3 के प्रगतिशील विस्तार में योगदान कि माध्यमिक चोट समूहों (जैसे सूजन, oxidative तनाव और हाइपोक्सिया के रूप में) विभिन्न जैविक घटनाओं की एक झरना जबकि।
एससीआई की तीव्र चरण में, न्यूरोप्रोटेक्टिव उपचारों माध्यमिक चोट विकृति और श को कम करने के उद्देश्य से कर रहे हैंतदनुसार न्यूरोलॉजिकल परिणामों में सुधार ould। कई माध्यमिक चोट की घटनाओं के अलावा, ischemia के एक महत्वपूर्ण भूमिका 4,5 निभाता है। एससीआई उपरिकेंद्र के स्तर पर, क्षतिग्रस्त parenchymal microvessels प्रभावी रीढ़ की हड्डी रक्त प्रवाह (SCBF) में बाधा। इसके अलावा, SCBF भी काफी चोट उपरिकेंद्र, विशेष रूप से "इस्कीमिक Penumbra जोन 'के रूप में जाना जाता है एक क्षेत्र के आसपास के क्षेत्र में कम हो जाता है। SCBF जल्दी से इन क्षेत्रों के भीतर बहाल नहीं किया जा सकता है, तो ischemia के अनुपूरक parenchymal गल जाना और आगे तंत्रिका ऊतकों को नुकसान हो सकता है। थोड़ा सा भी ऊतक संरक्षण समारोह का पर्याप्त प्रभाव हो सकते हैं, यह ischemia के बाद एससीआई कम कर सकते हैं कि दवाओं और चिकित्सा के विकास के लिए प्रमुख ब्याज की है। इस घटना को उजागर करने के लिए, पिछले काम मेलिनकृत axons की केवल 10% की है कि संरक्षण से पता चला है के बाद एससीआई 6 बिल्लियों में चलने की अनुमति के लिए पर्याप्त था।
कई तकनीकों SCBF, आकलन करने के लिए वर्णित किया गया हैY सभी महत्वपूर्ण सीमाएं हैं। उदाहरण के लिए, रेडियोधर्मी microspheres के 7,8 और सी 14-iodopyrine autoradiography 9 के उपयोग के बाद पशु बलि की आवश्यकता है और बाद में समय-अंक में दोहराया नहीं जा सकता। हाइड्रोजन निकासी तकनीक 10 आगे रीढ़ की हड्डी को नुकसान हो सकता है, जो intraspinal इलेक्ट्रोड, की प्रविष्टि पर निर्भर करता है। लेजर डॉपलर इमेजिंग, 14,15 photoplethysmography और इन विवो प्रकाश माइक्रोस्कोपी 16 माप 11-13 की एक बहुत ही सीमित गहराई / क्षेत्र की है।
हमारी टीम पहले से विपरीत बढ़ाया अल्ट्रासाउंड (CEU) इमेजिंग वास्तविक समय का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि दिखाया गया है और इन विवो चूहे रीढ़ की हड्डी पैरेन्काइमा 17 में SCBF बदल जाता है। यह एक ऐसी तकनीक हुआंग एट अल द्वारा लागू किया गया था कि नोट करना महत्वपूर्ण है। एससीआई 18 के एक सुअर का मॉडल में। CEU स्केल रूपात्मक आईएम संबद्ध करने के लिए अनुमति देता है जो अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के एक विशिष्ट विधा पर लागू होता हैरक्त का प्रवाह 19 के स्थानिक वितरण के साथ (पारंपरिक बी मोड द्वारा प्राप्त) उम्र। SCBF इमेजिंग और मात्रा का ठहराव गूंज विपरीत एजेंटों की intravascular इंजेक्शन पर निर्भर करता है। इसके विपरीत एजेंट (के व्यास मतलब के बारे में 2.5 माइक्रोन और एक व्यास कम से कम 6 माइक्रोन होने के 90%) सल्फर हेक्साफ्लोराइड microbubbles से बना है फॉस्फोलिपिड द्वारा स्थिर हो। microbubbles इस प्रकार रक्त echogenicity और उनके रक्त के प्रवाह के अनुसार ऊतकों की बढ़ती विपरीत बढ़ाने जांच द्वारा उत्सर्जित अल्ट्रासाउंड बीम को दर्शाते हैं। यह परिलक्षित संकेत की तीव्रता के अनुसार ब्याज की एक दिए गए क्षेत्र में रक्त के प्रवाह का आकलन करने के लिए इसलिए संभव है। microbubbles भी सुरक्षित हैं और वे चिकित्सकीय मानव में लागू किया गया है। सल्फर हेक्साफ्लोराइड जल्दी से मंजूरी दे दी है (टर्मिनल आधा जीवन का मतलब है 12 मिनट है) और प्रशासित सल्फर हेक्साफ्लोराइड का 80% से अधिक इंजेक्शन के बाद 2 मिनट के भीतर हवा exhaled में बरामद किया है। इस प्रोटोकॉल CEU आईएम का उपयोग करने के लिए एक आसान तरीका प्रदान करता हैचूहे में SCBF परिवर्तन का आकलन करने के लिए उम्र बढ़ने की।
Protocol
Representative Results
Discussion
हम एक चूहा एससीआई कुचलन मॉडल में CEU उपयोग करने के लिए कैसे का वर्णन किया है हालांकि, इस प्रोटोकॉल अन्य प्रायोगिक उद्देश्यों या एससीआई मॉडल फिट करने के लिए संशोधित किया जा सकता है। हम फिर भी समय बिंदुओं क?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We acknowledge Stephanie Gorgeard, Thierry Scheerlink (Toshiba France), and Christophe Lazare (Bracco France).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Comments/Description | |
| External Fixator Hoffman 3 | Stryker, Kalamazoo, USA | Modular system used to build the custom made 3D frame and the jointed arm holding the ultrasound probe | |
| Toshiba Applio | Toshiba, Tokyo, Japan | Ultrasound machine | |
| Sonovue | Bracco, Milan, Italy | Contrast agent : microbubbles | |
| Vueject pump | Bracco, Milan, Italy | Electric pump for infusion of microbubbles bolus | |
| Aquasonic Ultrasound Gel | Parker Laboratories, Fairfield, NJ, USA | Ultrasound gel used to transmit the ultrasound waves | |
| Isovet | Piramal Healthcare, Mumbai, India | Isoflurane used for anesthesia | |
| Ultra Extend | Toshiba, Tokyo, Japan | Software used for quantification of spinal cord blood flow | |
| Mastercraft Five-piece Mini-pliers Set, Product #58-4788-6 | Canadian Tire, Toronto, Canada | Set of pliers for Do-it-yourself job |
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