Purpose:
We present the results of the visualisation of radial oxygen gradients in rats’ cortices and their use in neurocritical management.
Methods:
PO2 maps of the cortex of 10 wistar rats were obtained with a camera (SensiMOD, PCO, Kehlheim, Germany). Those pictures were analyzed and edited by a custom-made software. We chose a vessel for examination. A matrix, designed to evaluate the ...
Abstract (English)
Purpose: We present the results of the visualisation of radial oxygen gradients in rats’ cortices and their use in neurocritical management.
Methods: PO2 maps of the cortex of 10 wistar rats were obtained with a camera (SensiMOD, PCO, Kehlheim, Germany). Those pictures were analyzed and edited by a custom-made software. We chose a vessel for examination. A matrix, designed to evaluate the cortical O2 partial pressure, was placed vertically to the artery and afterwards multiple regions of interest were measured (width 10 pixels, length 15 - 50 pixels). The results showed a map of the cerebral oxygenation, which allowed us to calculate radial oxygen gradients over arterioles. Three groups were defined according to the level of the arterial pO2: apO2 <80, apO2 80-120 and apO2 >120 and were analysed statistically.
Results: The gradient 1° showed significantly different cortical pO2 values between the three different groups. The mean pO2 value were 2,62 mmHg/mm, 5,29 mmHg/mm, 5,82 mmHg/mm. The gradient 2° showed less significant values, 0,56 mmHg/mm, 0,90 mmHg/mm to 1,02 mmHg/mm. But the last gradient 3° showed again significant results, 3,18 mmHg/mm, 6,19 mmHg/mm and 6,84 mmHg/mm.
Conclusion: Using these gradients, it is possible to describe and compare the distribution of oxygen to certain part of the brain, bringing forward a semi-invasive cortical O2-monitoring. We showed that it is also possible to detect pO2 changes in the oxygen supply of the brain.
Translation of the abstract (German)
Ziel:
Wir präsentieren die Ergebnisse der Darstellung und Untersuchung von Sauerstoff-Gradienten auf der Gehirnoberfläche von Ratten und ihr Nutzen im Management von neurologischen und neurochirurgischen Erkrankungen.
Methoden:
Es wurden Übersichtskarten des Sauerstoffpartialdruckes der Gehirnoberfläche von 10 Wistar-Ratten durch ein spezielles Kamera-Setup (SensiMOD, PCO, Kehlheim, Deutschland) ...
Translation of the abstract (German)
Ziel: Wir präsentieren die Ergebnisse der Darstellung und Untersuchung von Sauerstoff-Gradienten auf der Gehirnoberfläche von Ratten und ihr Nutzen im Management von neurologischen und neurochirurgischen Erkrankungen.
Methoden: Es wurden Übersichtskarten des Sauerstoffpartialdruckes der Gehirnoberfläche von 10 Wistar-Ratten durch ein spezielles Kamera-Setup (SensiMOD, PCO, Kehlheim, Deutschland) erstellt. Diese Bilder wurden mit einer selbstprogrammierten Software ausgelesen und untersucht. Es wurde ein Gefäß pro Karte für die weiteren Untersuchungen ausgewählt. Darüber wurde im Lot eine Matrix platziert, mit der die kortikalen Sauerstoffpartialdrücke ausgelesen werden können, und anschließend wurden mehrere ROIs (Regions of Interest) gemessen (Breite: 10 Pixel, Höhe: 15 – 50 Pixel). Die Ergebnisse konnten in eine Karte der Sauerstoffversorgung umgewandelt werden, welche die Möglichkeit bot die Sauerstoffgradienten über den Arteriolen zu messen. Anhand des arteriellen Sauerstoffdruckes wurden drei verschiedene Gruppen definiert: apO2 <80, apO2 80-120, apO2 >120 und wurden anschließend statistisch untereinander verglichen.
Ergebnisse: Der Gradient 1. Grades zeigte eine statistische Signifikanz zwischen den drei Gruppen mit ihren unterschiedlichen Sauerstoffdrücken . Die mittleren pO2 waren 2,62 mmHg/mm, 5,29 mmHg/mm, 5,82 mmHg/mm. Der Gradient 2. Grades zeigte nicht in allen Gruppen statistische Signifikanz, hier waren die mittleren Werte 0,56 mmHg/mm, 0,90 mmHg/mm und 1,02 mmHg/mm. Zuletzt zeigte der Gradient 3. Grades wieder statisch-signifikante Ergebnisse mit Werten von 3,18 mmHg/mm, 6,19 mmHg/mm bis 6,84 mmHg/mm.
Zusammenfassung: Mit der Hilfe dieser Gradienten ist es möglich die Versorgung mit Sauerstoff in gewissen Bezirken des Gehirns zu messen und zu vergleichen, was ein neues semi-invasives Sauerstoff-Monitoring hervorbringt. Es wurde gezeigt, dass es möglich ist Veränderungen im pO2 und damit direkt die Veränderungen in der Versorgung des Gehirns mit Sauerstoff zu messen.
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