この記事の目標は、マイクロ コンピューター断層撮影で脳血管攣縮を定量化する使用ことができますすべての船セグメントのボリュームの決定後、マウスの脳血管の木の 3 次元再構成を可能にする方法を提示するにはくも膜下出血のマウスモデル。
クモ膜下出血 (SAH) 出血性脳卒中のサブタイプであります。出血の余波で発生する脳血管攣縮患者のアウトカムを決定する重要なファクターで、研究のエンドポイントとしてよくしました。しかし、SAH の小動物研究、脳血管攣縮の定量化は大きな課題です。ここでは、脳血管攣縮を定量化する客観的評価尺度として使用することができますすべての船セグメントのボリュームの定量化をことができますex vivo法を示した。最初のステップで放射線不透過性のキャスティング エージェントを使って血管内脳血管系の鋳造を行います。その後、マイクロ コンピューター断層撮影による断面画像データが取得されます。最後の手順では、中心線と血管セグメントのボリュームを計算するアルゴリズムが続く仮想血管の木の 3次元再構築をします。メソッドは、自分の仮想復元と解剖学的試料の直径ベースの比較で示されている脳血管障害木の高精度な仮想再構成で起因しました。単独で血管と比較して、血管ボリュームは、SAH と sham 群のシリーズで示されている冠攣縮性と非冠攣縮性の船の相違点を強調表示します。
Aneurysmatic くも膜下出血 (SAH)、出血性脳卒中のサブタイプは、neurointensive ケア単位で一般的な病気です。出血イベント自体によって引き起こされる脳の損傷を含む、初期の脳損傷 (海老) のほか患者のアウトカムを決定するもう一つの重要な要因は臨床によって定義された遅延虚 (DCI) 劣化障害脳血流や脳梗塞の血管内治療や外科的処置1,2,3に関連付けられていません。DCI に貢献する重要なメカニズムが、一方で; 大規模な脳血管攣です。一方、皮質拡散くぼみに関連する虚血と microthrombosis、微小血管の血管攣縮と微小循環不全 (Madonald 20141文献) 役割を果たします。したがって、大規模な脳血管攣縮の診断は臨床実習が重要、多くの臨床的および実験的研究で重要なエンドポイントが表示されます。
SAH マウスモデルで脳血管攣縮の機能が直接ではないという事実にもかかわらず SAH の患者、マウスの人物に譲渡すること関連血管攣縮されている意義を最後の年に成長しています。出血、血管内フィラメント穿孔4,5,6,7、8、9大槽内血管の断裂または CSF10 に血の注入に起因するこれらのモデルで ,11,12。大動物モデル SAH の伝統的血管攣縮13を勉強するように設計されたと対照をなしてマウスモデル トランスジェニック マウスを多数の菌株があります偉大な利点があります。これはそれらを血管攣縮と DCI に結びつく分子メカニズムを研究するための優れたツールとなります。ただし、マウスにおける脳血管攣縮の決定は難しいです。これと対照をなして大動物モデルの血管攣縮は臨床のイメージング技術を使用して検査すること生体内でマウスにおける脳血管攣縮を分析するイメージングはまだ利用できないためにです。したがって、脳血管攣縮は、いずれかの組織学的セクション10,11を使用してまたは顕微鏡的に後脳血管7,9,12鋳造決定されます。しかし、これらの技術はその容器の直径を定義されている地点でのみ検討が欠点を持っています。
以前研究7に基づいて、この原稿は SAH マウスモデルにおける目的と脳血管攣縮の再現性の解析手法を示す.メソッドは血流と脳血管、 ex vivoマイクロ CT スキャン、船の木のデジタル復興の鋳造に基づいて、後続ボリューム全体の脳血管の評価。
SAH マウスモデルは、SAH の基礎研究の重要なツールです。脳血管攣縮はくも膜9,11後 DCI につながるメカニズムを調査研究のエンドポイントとしてよく使用されます。しかし、マウスの脳血管攣縮の定量化や出血の他の小さい動物モデルは挑戦にあります。血管内血流と鋳造7,9,12後定義された解剖学的ポイントで血管径の決定前のヴィヴォ、まわりの定量に血管攣縮を定量化する一般的には、組織学的に定義された船の10、11 をセクションします。ただし、これらのメソッドは、いくつかの欠点を持つ: 脳血管攣縮は定義された解剖学的ポイントにのみ評価隣接する船のセグメントの血管攣縮は評価されない可能性があります。組織の成果物は、エラーの別の原因を紹介します。さらに、血管径が測定した正確な位置は調査官によって決まるので、評価がかなり主観的でことができます。
目標は、容器全体の脳血管セグメント断面イメージング データ7から量を計算することによって脳血管攣縮を定量化する方法を確立するためでした。ここに示す体積法の最も重要な利点は、セグメントを調べることができますそのすべての船です。これは血管径は測定点の定義の必要があります。全体の容器のセグメントの評価のそれ以上の利点はそれがおそらくより近位または遠位血管の攣縮が免れることが定義されたポイントで血管径の決定よりも脳血管攣縮を定量化するより客観的パラメーターを提示評価。カラー コードを使用して血管のデジタル表現では、脳血管攣縮の程度の直感的な推定をことができます。さらに、体積の評価は、代表の結果に示すように、血管の評価と比較して冠攣縮性の船の大きな違いにつながります。ここで紹介した方法で達成仮想の復興血管の解剖学が正確に反映されます。した血管の直径測定顕微鏡とデジタル再構成からと同様に、以前の研究7の観測結果を再現した、代表的なシリーズの評価が表示されます。ただし、その利点にもかかわらずさらに研究が必要でここで紹介した方法は脳血管攣縮の分析の従来の方法よりも優れているかどうか評価します。
ここで紹介した方法の制限は、それは鋳造された脳試料の顕微解析または組織学的解析 (マイクロ CT スキャン時間脳サンプルでは、データ処理の脳サンプルあたり 45 分あたり 90 分) と比較してより多くの時間を与えることです。さらに、マイクロ CT スキャナーの可用性は、そのアプリケーションを制限があります。ここで検討した動物の数はこの原稿で説明されたプロトコルの実現可能性を実証するのに十分だったただし、治療研究では、プロトコルを使用する必要があります、動物の数字を計算するだろうは容器・ ボリュームと直径の期待される効果に基づいています。これと SAH モデルマウスを用いた他の研究のもう一つの制限は、決定前のヴィヴォ、血管攣縮があるとです。これにより縦断研究不可能 SAH 誘導と異なる時点で脳血管攣縮の前に基準値を検討します。調査はそれを示したマウス生体内の磁気共鳴断層撮影法18、腹部血管造影19、またはデジタル減算を使用しての大規模な頭蓋内血管の解剖学を描写することはマウス出血モデルにおける生体内で脳血管攣縮を分析するための造影20、これらのメソッドは、我々 の知識にはまだ使用されていません。注記のうち、ここに示す脳血管攣縮の後続の体積評価と脳の血管系のデジタル復興は前のヴィヴォマイクロ CT データの利用制限ではありません。マウスにおける高分解能血管クロス断面脳イメージングする必要があります、将来的に利用可能になる、体内の血管攣縮の容積測定分析を行うに使えるかもしれない。
The authors have nothing to disclose.
本研究の一部は、T. Pantel、マインツのヨハネス ・ グーテンベルク大学の医学部に提示の学位論文の一部です。研究は、Friedhelm 解放財団、財団 Neurochirurgische 上海虹橋 (a ・ n ・助成金) に支えられました。
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 |