新闻中心

激光散斑如何优化大小鼠全脑缺血再灌注模型

2018.04.18

分享:

大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型的制作已经成熟,但对活体成功模型的评判标准尚欠客观,目前国内对活体大鼠模型成功与否的评价仍无明确客观的标准,多以大鼠麻醉清醒后出现插栓对侧前肢不能前伸、运动旋转追尾等表现评价,具有一定的主观性。能否利用客观可行的方法提高对模型成功与否评价的客观性?


1975年Ster首次报道了用激光多普勒血流测定法(laserDoppler flowmetry, LDF)监测皮肤血流量。1987年Rosenblum将LDF用于神经外科术中脑皮质血流量测定。激光多普勒血流监测是一种实时动态微创敏感的微循环血流监测技术,可用于神经外科术中对局部脑血流量( Regional cerebral blood flow, RCBF)的监测,自90年代起就开始用于监测rCBF的实验研究,Schmid-Elsaesser等用LDF监测大鼠MCAO模型,,发现持续脑血流监测可以用来证明模型制作是否成功,并认为动态血流监测对发现术中出现的蛛网膜下腔出血高度敏感。


有研究表明MCAO模型成功的大鼠插栓时脑血流降幅距基线达到70%以上(图1),且拔栓后血流迅速恢复接近基线,模型成功为88%。而有1只出现缺血期间局部血流不能完全阻断,脑血流平均降幅仅达到基线的50%(图2),此时线栓已插入深度达18mm且线栓插入和拔出均困难,血流阻断不完全的脑血流图特点。

微信图片_20190918102708.png

图1  MCAO过程中血流动态变化(成功)


微信图片_20190918102714.png

图2  MCAO过程中血流动态变化(不成功)


根据血流量数据结果显示,成功大鼠MCAO模型插栓后区域血流量平均值比基线区域下降幅度≥70%,拔栓后区域血流量平均值基本恢复至基线水平,无显著差异,P>0.05。而后面TTC染色病理组织学验证MCAO模型成功,模型成功大鼠TTC染色显示的白色区域为新鲜梗死病灶(图3),脑梗死平均体积为48.4%,24h后神经功能评分平均值为10.35分;模型不成功大鼠TTC染色则没有显示白色的局灶梗死损害(图4),24h后神经功能评分平均值为0分。

微信图片_20190918102720.jpg

图3  MCAO成功模型TTC染色


微信图片_20190918102725.jpg

图4  MCAO不成功模型TTC染色


激光散斑血流成像(Laser Speckle Flowgraphy,LSFG)技术采用了生物医学领域血流变化监测的一种无需扫描全场光学成像方法,与其它技术相比具有一些独到的优点, 具有非接触无创伤快速成像等优点,此技术非常适用于血液微循环的测量,使用激光散斑技术可以测量血管管径血管密度血液流速血流灌注等微循环参数,其有效性已经在近20年中被众多的临床实例所证明。经过多年的发展,该方法在理论和系统上趋于完善和多样。


激光散斑成像技术实时监测局灶性脑缺血模型的血流和血管管径时空变化,不同栓塞时间对栓塞后脑血流以及再灌注脑血流的影响实验结果表明60分钟栓塞脑缺血使得脑血流降低到基值的20 ±3%,30 分钟栓塞脑缺血的脑血流降低到35 ± 3%,快速充血过程持续10 ~ 15分钟充血恢复的灌注量是栓塞前的80 ±10%, 充血过程后低灌注状态维持在基值的60 ~ 70%,60 分钟栓塞的低灌注水平要比30分钟低灌注水平低10%。60分钟栓塞使得血管管径降低到基值的80 ±3%,30分钟栓塞的血管管径降低到基值的90 ±3%,低灌注状态的血管管径保持在基值的90%左右。


实验结果验证了低灌注水平状态与脑缺血时间相关,脑缺血时间越长,低灌注水平越低,低灌注现象开始的时间越靠后。监测脑缺血区域的缺血和再灌注过程中的血流,血管的时空变化,不仅可以为缺血性中风的预防和临床药物治疗提供帮助,并且可以为研究缺血再灌注损伤的机制提供血液动力学方面的证明和启示。


瑞沃德RFLSI Pro激光散斑血流成像系统,基于全新的LSCI (LaserSpeckle Contrast Imaging/LSCI,激光散斑对比分析成像)技术设计,以独有的非接触、高时间和空间分辨率、全场快速成像的技术优势,为生命科学基础研究及临床医疗提供了一种实时动态血流监测和视频成像记录手段,是了解组织、器官病理或生理指标至关重要的依据。仪器无需任何造影剂,时间分辨率可达毫秒量级,空间分辨率可达微米量级, 实现了科研人员及医疗实时观察微血管的血流分布状态及血流数值相对变化的功能需求。

微信图片_20190918102733.jpg

 瑞沃德散斑自推出以来,广泛在各大高校演示其效果和功能强大性。如在昆明某科研机构使用,进行三氯化铁作用于小鼠颈动脉形成血栓过程观测实验,实验过程非常顺利。瑞沃德高分辨激光散斑血流成像系统具有超出业内水平的高空间分辨率和快速的成像速度,有效滤除了呼吸和心跳的干扰,获取的稳定和清晰的缺血过程成像信息,获得可客户的好评。

微信图片_20190918102739.jpg以及使用没多久就有客户订购一台研究树鼩血流量的变化,其中一次观看不同的麻醉深度对树鼩的脑皮层血流分布如下:

微信图片_20190918102745.jpg

(a) 树鼩正常脑皮层血流分布;(b开始出现麻醉过量的脑皮层血流分布;(c麻醉严重过量,濒临死亡的脑皮层血流分布状态



在江苏也有客户试用,再次验证了其超出业内水平的高空间分辨率和快速的成像速度。

微信图片_20190918102751.jpg

微信图片_20190918102756.jpg

中动脉栓塞再释放过程中MCAO大脑皮层上血流分布的时空变化图


相关新闻

related news