Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Visualisatie en kwantificering van de Cell-vrij laag in van de rat cremasterspier

Published: October 19, 2016 doi: 10.3791/54550

Protocol

Deze studie is in overeenstemming met de National University of Singapore Institutional Animal Care en gebruik Comite (goedgekeurd protocol nr. R15-0225).

1. Chirurgische Voorbereiding van de Animal Model

  1. Vessel canuleringen
    1. Verdoven een mannelijke Sprague-Dawley ratten (6-7 weken oud) met een gewicht (203 ± 20) g met ketamine (37,5 mg / ml) en xylazine (5 mg / ml) cocktail met intraperitoneale (ip) injectie (2 ml / kg) . Raak de naald niet samen te vatten of te verwijderen uit de spuit na de injectie.
    2. Zodra het dier is verdoofd (bevestigd door de teen knijpen), leg het op een verwarmingselement om zijn lichaamstemperatuur op 37 ° C te houden. Voorzichtig scheren het haar op de schouderbladen, anterior baarmoederhals, onderbuik, mediale achterbeen en scrotum sac. Voorzichtig weerhouden de benen met behulp van zelfklevend papier tapes.
    3. Voer alle chirurgische procedures met behulp van microdissectie schaar en schuine pincet tijdens het bekijken door middel vaneen stereomicroscoop. Plaats alle scherpe chirurgische instrumenten op een lekke band-bestendig lade om de schade tijdens de operatie te voorkomen.
    4. Schrobben alle operatieplaatsen 3 maal afwisselend met jodium en 70% alcohol voordat de incisie. Spoel alle catheters met 30 IU / ml heparine-zoutoplossing.
    5. Wordt 1-1,5 cm middellijn incisie op de scapulae met een paar chirurgische schaar via rechter halsader. Scheid de fascia door stompe dissectie van de halsader bloot te leggen en canule met een polyethyleen buis (PE-50) gevuld met heparine-zoutoplossing met behulp van 5-0 zijden hechtingen. Infuseren aanvullende verdoving indien nodig (1/3 tot 1/2 van de initiële dosering, intraveneuze (iv)) in de loop van de operatie en experiment.
    6. Voer tracheotomie om openheid van de luchtweg te handhaven. Maak een 1 - cm incisie 1.5 in de voorste cervicale gebied. Canule de luchtpijp met behulp van een polyethyleen buis (PE-205) met 2-0 zijde hechtingen aan de katheter vast te zetten.
    7. Monitor bloeddrukdoor de canule in de femorale slagader. Maak een 1 - cm incisie 1.5 aan de linker mediale oppervlak van de achterpoot. Scheid de dij slagader door stompe dissectie. Canule van de dijbeenslagader met een polyethyleen buis (PE-10) gevuld met heparine-zoutoplossing met behulp van 5-0 zijden hechtingen.
  2. Cremaster Muscle Voorbereiding en Flow Visualisatie
    1. Plaats een 5-0 zijden hechtdraad door de top van de scrotum sac om het te verlengen. Maak een incisie langs het ventrale oppervlak van het scrotum sac. Breng regelmatig warme isotone oplossing (37 ° C, pH 7,4) aan de blootgestelde spier.
    2. Verwijder omringende bindweefsel zorgvuldig en grondig met behulp van een wattenstaafje.
    3. Plaats een 5-0 zijden hechtdraad door de top van de cremaster spier. Snijd de hechtdraad in twee stukken van gelijke lengte en een knoop aan elke kant. Snijd de spier tussen de twee knopen en rek het op een op maat gemaakte transparante plexiglas platform door zachtjes trekken van de hechtdraad. reparerenhet einde van de hechtdraad op het platform met blauwe tack.
      LET OP: Grondige verwijdering van de omliggende bindweefsel is van cruciaal belang bij het verkrijgen van een optimaal beeldcontrast.
    4. Herhaal stap 1.2.3 tot 5-6 fixaties zijn gemaakt. Haal de cremaster spier uit de bijbal met behulp van hoge temperatuur cauterisatie. Superfuse warme isotone oplossing blootgestelde spieren om uitdroging van het weefsel te voorkomen.
      1. Omringen de cremaster spier met gevouwen stukken van gaas. Bedek de blootgestelde spier met een polyvinyl film. Het gaas stukken met de film vormen een ondiepe bassin te warm isotone oplossing voor de water-immersie microscoop doelstelling (Figuur 1A) vast te houden.
    5. Breng het dier op het dier fase van een intravitale microscoop (Figuur 1C). Sluit de arteriële canule een fysiologische data-acquisitie systeem voor continue druk controle (figuur 1E).
    6. Handhaving van de spier temperature bij 35 ° C met een verwarmingselement onder zo'n dier platform (Figuur 1B). Plaats een temperatuursensor naast de spier negatieve feedback aan de vermogensbesturing van het verwarmingselement (figuur 1D) verschaffen.
    7. Laat het dier op het podium voor 15 min in evenwicht met de omgeving.
    8. Visualiseer de bloedstroom onder een intravitale microscoop met een 40X water-immersie objectief en een lang werkende condensor.
    9. Kies een onvertakte arteriole (<60 pm) op een duidelijke beeldscherpte en het contrast tussen de RBC kern, CFL en vaatwanden teneinde de microscoop richten op de diametrale vlak van het bloedvat. Draai de camera gemonteerd op de microscoop op de vaatwand verticaal uitgelijnd.
    10. Noteer de bloedstroom met een high-speed video camera met een framesnelheid van 3000 / sec gedurende 1 sec. Sla de opgenomen video als niet-gecomprimeerde 8-bits grijsschaal AVI formaat om de beeldkwaliteit te behouden.
      NOTITIE: Een minimale Opnamesnelheid van 3000 frames / sec wordt aanbevolen dat de CFL meting ten minste eenmaal per RBC onder fysiologische stroomomstandigheden arteriolaire kan worden uitgevoerd.
    11. Gebruik een blauw filter met grootste doorlating bij een golflengte van 394 nm en spectrale band- bij 310-510 nm het contrast tussen RBC en plasma verbeteren.
      OPMERKING: Zorg dat het lichtspectrum dat door het blauwe filter uit de microscopische lichtbron (100 W halogeen lamp) is van lage lichtintensiteit om mogelijke weefselschade te voorkomen.
    12. Na afloop van het experiment inslapen de dieren met een overdosis natriumpentobarbital.

2. Image Analysis

  1. Preprocessing voor de CFL breedte meting
    1. Open MATLAB en de 'CFL_pre.m' bestand uit te voeren. (Deze en andere MATLAB bestanden zijn te vinden in deip "> Aanvullende MATLAB Archief.)
    2. Klik op 'Open bestand' om de video bestand te selecteren om te analyseren.
    3. Stel de 'Rotation' slider aan de vaatwanden verticaal uit te lijnen.
      LET OP: Gebruikers kunnen de meewerkende rasterlijnen voor het schip uitlijning weergeven door de 'Grid On' radio-knop en past u het zoomniveau van het beeld door het schuiven van de schuifknop 'Zoom'.
    4. Klik op 'Bevestig bewerken' knop om het schip uitlijning bevestigen.
    5. Klik op de 'Set ROI te gewas' om de regio van belang (ROI) te definiëren. De uitgelijnde beeld wordt weergegeven in een pop-up venster. Pas de rechthoekige doel op de afbeelding, en dubbelklik op om de ROI te bevestigen. Sla deze stap over als de uitsnede van het beeld is niet vereist.
      OPMERKING: Neem alleen een schip in het ROI op de breedte CFL uit het vat te analyseren. Klik op de 'Reset Image' knop om het beeld te herstellen in zijn oorspronkelijke vorm, indien nodig.
    6. Klik op de9; Extract 'knop om alle bewerkte video frames uit te pakken in opeenvolgende bit map afbeeldingen (8-bit grijswaarden' Images bmp "formaat). De onttrokken beelden zijn te vinden in de map met dezelfde naam als het geselecteerde videobestand.
  2. Meting van CFL breedte
    1. Open MATLAB en de 'CFL_measure.m' bestand uit te voeren.
    2. Klik op 'Map selecteren' naar de map met de uitgepakte beelden te selecteren.
    3. Klik op de map met de beelden en klik op 'Select Folder'. De eerste beeldframe in de map zullen worden geladen en getoond in de 'grijswaardenafbeelding' panel, samen met zijn grijze intensiteit histogram in panel de 'Image Histogram'.
    4. Selecteer de gewenste afbeelding frame uit de keuzelijst om de analyse, anders wordt de eerste beeldframe wordt geselecteerd uit te voeren.
    5. Klik 'vaatwanden om de binnenste vaatwand identificeren in het beeld, die wordt bepaald op de plaats waar delichtintensiteit profiel piek doorvoer van donker naar licht over twee pixels.
    6. Vink 'Median Filter' om een ​​mediaan filter toepassen op de afbeelding om de 'peper en zout' ruis te verminderen.
    7. Controleer 'Auto Contrast' om het beeld intensiteiten digitaal aan te passen aan het beeldcontrast te verbeteren.
    8. Selecteer een drempelwaarde-algoritme in de keuzelijst die bepaalt automatisch een drempelwaarde waarde (τ), die de grijswaarden verdeelt in twee klassen - witte pixels met grijze niveaus boven τ (CFL), en zwarte pixels met grijze niveaus onder τ (RBC kern).
      LET OP: Als een alternatieve methode, gebruik dan de handmatige drempelwaarden als geen van geautomatiseerde-drempelwaarde-algoritme zorgt voor een passende afbeelding drempelwaarden. Klik op de 'Manual' radio-knop en stel de schuifknop om de handleiding een drempel waarde te definiëren.
    9. Om de ruimtelijke variatie van de CFL breedtes te meten, voert u de pixel resolutie in het vak 'Pixel Resolution' (de resolutiemet deze experimentele opzet was 0,42 um / pixel).
    10. Klik op 'Berekenen' om de ruimtelijke variatie van de CFL breedtes te verkrijgen. Klik op 'Export CSV' om de CFL breedte gegevens exporteren in een tabel formaat.
    11. Om de temporele variatie van de CFL breedten bij een specifieke analyse lijn langs het schip te meten, klik op de 'Temporal Variation' radio button en vul de frame rate informatie (het frame rate gebruikt in deze experimentele opstelling was 3000 frames / sec).
    12. Voer het eerste frame en het laatste frame van de foto's voor de analyse in het 'Start Frame' en 'Last Frame' dozen, respectievelijk.
    13. Selecteer de positie van de analyse lijn langs het schip door het schuiven van de 'Analyse Line' schuifbalk. Controleer de positie van de analyse lijn, die wordt afgebeeld op zowel de 'grijswaarden imago' en 'Binary imago'.
    14. Klik op 'Berekenen' om de temporele variatie van de CFL breedtes te verkrijgen. Click 'Export CSV' om de CFL breedte gegevens exporteren in een tabel formaat.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De visualisatie van de CFL in vivo is grotendeels afhankelijk van de chirurgische voorbereiding van het dier. Overmatig bloedverlies of uitgebreide operatie duur kan het dier te onderwerpen aan schokken en de doorbloeding aberraties. Onderhoud van weefseltemperatuur een verwarmingselement gebruikt als een maat platform tijdens de operatie en experiment is ook cruciaal voor het handhaven van de fysiologische omstandigheden van de rat. Door een 100 W halogeenlamp in het microscoopsysteem, werd geen waarneembare weefselschade waargenomen, zelfs na afloop van het experiment.

Figuur 2A toont een typisch RBC stroming door een onvertakte arteriole bij ratten cremasterspier, waar de CFL kan worden waargenomen tussen de RBC kern en de binnenste vaatwand (figuur 2C). Een goed contrast tussen deze componenten tijdens het experiment is essentieel voor de nauwkeurigheid van CFL breedtematen. De eerste fase van de beeldanalyse omvat dedetectie van de binnenste vaatwand. Door de overname van de lichtintensiteit profiel langs de analyse lijn loodrecht op het schip, wordt de locatie benaderd op het hoogtepunt dat doorvoer van donker naar licht over twee pixels (Figuur 2B).

Als RBC en CFL bezitten verschillende lichttransmissie, kan het verschil in grijswaarden worden onderverdeeld in twee klassen (binair beeld). Echter, de identificatie van een nauwkeurige drempelwaarde tussen de twee pieken in het histogram beperkt door een slechte beeldkwaliteit en contrast (Figuur 3A). Om het contrast tussen de rode bloedcellen en CFL, een blauwe filter kan worden gebruikt (Figuur 3B) te verbeteren. Dit blijkt ook uit figuur 4, waarbij de grenzen van de RBC kern nauwkeuriger kunnen worden geïdentificeerd met behulp van een blauwe filter. Verder kan de selectie van drempelwaarde algoritme 20-23 ook invloed op de meting van de breedte CFL (fig4). Blijkens figuur 4A die verschillende algoritmen drempelwaarde tot verschillende RBC kern grens geïdentificeerd, die weer leiden tot foutieve metingen CFL kon. Om de invloed van de drempelwaarde algoritme de CFL breedtemaat in figuur 4B beter te illustreren, worden de ruimtelijke profielen voor de CFL breedten verkregen met verschillende drempelwaarden algoritmes getoond in figuur 5 en in Tabel 1 samengevat.

Figuur 1
Figuur 1:. Intravitale Microscopische Systeem en cremasterspier Bereiding A:. Chirurgisch exteriorized rat cremasterspier B: Aangepaste platform met verwarmingselementen voor het plaatsen van de cremaster spier en behoud van de temperatuur op 35 ° C C:. Microscopische systeem customized dier podium en high-speed camera voor de visualisatie van de microcirculatie van bloed stromen in de cremasterspier D:. Negatieve feedback temperatuurregelaar en voeding E:. Fysiologische data-acquisitie systeem voor continue druk monitoring. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2
Figuur 2: beeldverwerking voor Bepaling van de vaatwand Positie en CFL Width A:.. Typische grijstinten imago van RBC stroming in een arteriole (diameter vat = 52 micrometer) B: lichtintensiteit profiel langs de analyse lijn (vaste lijn in panel A) . C: vertegenwoordiger gevolg van CFL meting langs het vat. Desolide en onderbroken pijlen geven de binnenste vaatwand en buitenrand van de RBC kern, respectievelijk. (LWB & RWB: links en rechts vaatwand grens, LCB & RCB: links en rechts RBC kern grens) Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 3
Figuur 3:.. Image Contrast Enhancement met een Optical Blauw Filter Afbeelding histogram van de grijswaardenafbeeldingen die u zonder (A) en met blauwe filter (B) Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 4
Figure 4: RBC Core Breedte Bepaald met behulp van vijf verschillende Thresholding Algorithms Boundaries van RBC kern en vaatwand bovenop grijstinten beelden in figuur 3.. (Bovenste rij (A): zonder blauw filter, onderste rij (B): met blauwe filter) met behulp (van links naar rechts) de Otsu de methode, minimum methode, intermode methode, iteratieve selectie methode (Isodata) en fuzzy entropische drempelwaarden (Shanbhag). De solide en onderbroken lijnen geven de binnenste vaatwand en de buitenste rand van de RBC kern, respectievelijk. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 5
Figuur 5: ruimtelijke variatie van CFL CFL breedte breedte overeenkomt met figuur 4B langs links (A).en rechts (B) vaatwanden, respectievelijk. (D: afstand in diameter vat) Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

tafel 1
Tabel 1: Threshold Waarden en CFL breedte gegevens in figuur 5. * p <0,001: significant verschil ten opzichte van methode Otsu's. † p <0,001: significant verschil ten opzichte van links. Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp tweezijdige ongepaarde t-test.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De meting van CFL breedte is essentieel voor een beter begrip van de hemodynamica in de microcirculatie. In het bijzonder is het meten van CFL breedten uitgevoerd in mesenteriale 6, spinotrapezius 24 en cerebrale 25 microcirculations. Conventionele meting van in vivo CFL breedte werd beperkt schattingen van handmatige inspectie van de opgenomen videoframes. De handmatige metingen nodig zijn de middeling van meerdere opeenvolgende video frames voor visueel identificeren van de grenzen van de RBC kern en vaatwanden 15,16. In een andere studie, fluoresceïne isothiocyanaat (FITC) gelabelde RBC-rhodamine B isothiocyanaat (RITC) gemerkt plasma werden gebruikt om het gemiddelde CFL breedten cat cerebrale microvaten 25 bepalen. Deze vorige meetmethoden zijn zeer tijdrovend en vereisen extra stappen voor de tl-etikettering, die de ruimtelijke en temporele resolutie van de CFL wi beperktdth meting. In tegenstelling, door het koppelen high-speed camera opnamen een effectieve beeldsegmentatie en analyse techniek hier gedemonstreerd maakt de kwantificering van spatiotemporele variaties van de CFL met een ruimtelijke resolutie (0,42 urn) van een orde kleiner dan de grootte van een RBC en een temporele resolutie van 1 / 3.000 sec.

Juiste chirurgische voorbereiding van de cremaster spier is cruciaal bij het bepalen van de nauwkeurigheid van de CFL breedtematen. Vooral grondige verwijdering van aangrenzende bindweefsel is essentieel voor een goede focus van de arteriolen van de cremaster spier waarborgen. Bovendien, de temporele en ruimtelijke resolutie van de meting is afhankelijk van de microscoop en cameraspecificaties. Terwijl een sterkere vergroting doelstelling de ruimtelijke resolutie kan verbeteren, vermindert het gezichtsveld, die op zijn beurt beperkt de scheepslengte verkregen voor het kwantificeren van de ruimtelijke variatie van de breedte CFL. Daarom is de microscopic configuraties kunnen worden aangepast aan de specifieke toepassing van de techniek.

Beeldsegmentatie is een belangrijke factor voor de nauwkeurigheid van de CFL breedtemaat. Onder de diverse technieken ontwikkeld beeld drempelwaarden gebaseerd op grijsniveau histogram is een eenvoudige en effectieve aanpak voor het segmentatie en analyse. Dienovereenkomstig worden de voorgrond objecten uit het achtergrond op basis van het verschil in hun grijsniveaus. In het ideale geval wordt de bimodale histogram en een drempelwaarde onderin het dal triviaal. Echter, in vivo experimenteel beelden niet altijd zo'n grijstinten niveau profielen vertonen. Onze resultaten hebben laten zien hoe de beeldkwaliteit en het contrast van het beeld segmentatie proces kunnen beïnvloeden. Het gebruik van een optisch blauwfilter aanzienlijk verbeterd het contrast tussen de rode bloedcellen en het plasma in een arteriole (figuur 3), en het lijkt essentieel te zijn wanneer toepastG het histogram gebaseerde drempelwaarde voor CFL breedtemaat ongeacht de algoritmen (figuur 4). Dit resulteert in een duidelijk bimodale beeld histogram, waarmee men de drempelwaarde te identificeren. Er moet echter worden opgemerkt dat zelfs met een bimodale histogram verkregen uit in vivo afbeeldingen een zeer ongelijke variantie van twee pieken (lokale maxima) en een brede vallei (lokaal minimum) van het histogram nog beïnvloeden de drempel selectie (Tabel 1 ). Daarom is de keuze van een geschikt algoritme drempelvorming moet worden onderzocht op basis van de beeldkwaliteit en gebruikers de beperkingen van elk drempelwaarde algoritme overwegen voor de beste geschiktheid kwantificeren CFL breedtes.

Aangezien de CFL breedten grotendeels afhankelijk van de stromingscondities, continue arteriële drukmeting in de loop van het experiment essentieel. Om de lokale stromingsomstandigheden bepalen,pseudoshear de snelheid van de bloedstroming kan worden berekend door het meten van de gemiddelde stroomsnelheid in het bloedvat 5.

Samengevat zijn de protocollen voor chirurgische bereiding van een rat cremaster spier en kwantitatieve beeldanalyse beschreven werd gebruikt om kwantitatieve informatie over de dynamische variatie van de CFL breedten in vivo te verkrijgen. De belangrijkste uitdagingen in de nauwkeurigheid van de CFL breedtematen onder goede chirurgische voorbereiding van de spieren en beeldsegmentatie, die beide hierboven behandeld. Deze techniek kan gemakkelijk worden aangepast aan andere microcirculatie studies om de hemorheological en hemodynamische afwijkingen in verschillende fysiologische en pathologische omstandigheden te onderzoeken. Derhalve zijn deze bevindingen een bijdrage leveren aan de toekomstige ontwikkeling van microvasculaire therapeutische benaderingen en klinische interventie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Intravital microscope Olympus BX51WI Equipment
High speed camera Photron 1024PCI Equipment
Blue filter HOYA B390 Equipment
Pressure sensor & biopac system Biopac system TSD104A, MP100 Equipment
Temperature controller Shimaden SR 1 Equipment
Plasma Lyte A Baxter NDC:0338-0221 Warm in 37 °C water bath before use
Saline 0.9% Braun
Heparin (5,000 IU/ml) LEO
PE-10 polyethylene tube Becton Dickinson 427400 .024" OD x .011" ID 
PE-50 polyethene tube Becton Dickinson 427411 .038" OD x .023" ID
PE-205 polyethene tube Becton Dickinson 427446 .082" OD x .062" ID
2-0 non-absorbable silk suture Deknatel 113-S
5-0 non-absorbable silk suture Deknatel 106-S
Water circulating heating pad Gaymar
Water bath Fisher Scientific Isotemp 205 Equipment
Sterile Cotton Gauze  Fisher Scientific 22-415-468
Cotton-tipped applicators Fisher Scientific 23-400-124
Dumont Forceps Kent Scientific INS14188 Surgical instrument
Micro Dissecting forceps Kent Scientific INS15915 Surgical instrument
Iris forceps 1 x 2 teeth Kent Scientific INS15917 Surgical instrument
Vessel cannulation forceps Kent Scientific INS500377 Surgical instrument
Micro scissor Kent Scientific INS14177 Surgical instrument
Iris scissor Kent Scientific INS14225 Surgical instrument
Vessel clip Kent Scientific INS14120 Surgical instrument
Gemini cautery system Braintree Scientific GEM 5917 Surgical instrument

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. Temporal and spatial variations of cell-free layer width in arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 293 (3), H1526-H1535 (2007).
  2. Ong, P. K., Namgung, B., Johnson, P. C., Kim, S. Effect of erythrocyte aggregation and flow rate on cell-free layer formation in arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298 (6), H1870-H1878 (2010).
  3. Namgung, B., Kim, S. Effect of uneven red cell influx on formation of cell-free layer in small venules. Microvasc Res. 92, 19-24 (2014).
  4. Goldsmith, H. L. The Microcirculatory Society. Eugene M. Landis Award Lecture. The Microrheology of Human-Blood. Microvasc Res. 31 (2), 121-142 (1986).
  5. Buerk, D. G. Can We Model Nitric Oxide Biotransport? A Survey of Mathematical Models for a Simple Diatomic Molecule with Surprisingly Complex Biological Activities. Annu Rev Biomed Eng. 3 (1), 109-143 (2001).
  6. Tateishi, N., Suzuki, Y., Soutani, M., Maeda, N. Flow dynamics of erythrocytes in microvessels of isolated rabbit mesentery: cell-free layer and flow resistance. J Biomech. 27 (9), 1119-1125 (1994).
  7. Ong, P. K., Cho, S., Namgung, B., Kim, S. Effects of cell-free layer formation on NO/O2 bioavailability in small arterioles. Microvasc Res. 83 (2), 168-177 (2012).
  8. Ong, P. K., Jain, S., Kim, S. Modulation of NO bioavailability by temporal variation of the cell-free layer width in small arterioles. Ann Biomed Eng. 39 (3), 1012-1023 (2011).
  9. Park, S. W., Intaglietta, M., Tartakovsky, D. M. Impact of stochastic fluctuations in the cell free layer on nitric oxide bioavailability. Front Comput Neurosci. 9, 131 (2015).
  10. Ng, Y. C., Namgung, B., Kim, S. Two-dimensional transient model for prediction of arteriolar NO/O2 modulation by spatiotemporal variations in cell-free layer width. Microvasc Res. 97, 88-97 (2015).
  11. Sriram, K., et al. The effect of small changes in hematocrit on nitric oxide transport in arterioles. Antioxid Redox Sign. 14 (2), 175-185 (2011).
  12. Hightower, C. M., et al. Integration of cardiovascular regulation by the blood/endothelium cell-free layer. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 3 (4), 458-470 (2011).
  13. Ng, Y. C., Namgung, B., Leo, H. L., Kim, S. Erythrocyte aggregation may promote uneven spatial distribution of NO/O in the downstream vessel of arteriolar bifurcations. J Biomech. , (2015).
  14. Ong, P. K., Jain, S., Kim, S. Temporal variations of the cell-free layer width may enhance NO bioavailability in small arterioles: Effects of erythrocyte aggregation. Microvasc Res. 81 (3), 303-312 (2011).
  15. Maeda, N. Erythrocyte rheology in microcirculation. Jpn J Physiol. 46 (1), Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8743714 1-14 (1996).
  16. Soutani, M., Suzuki, Y., Tateishi, N., Maeda, N. Quantitative Evaluation of Flow Dynamics of Erythrocytes in Microvessels - Influence of Erythrocyte Aggregation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 268 (5), Available from: http://ajpheart.physiology.org/content/268/5/H1959 H1959-H1965 (1995).
  17. Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. A computer-based method for determination of the cell-free layer width in microcirculation. Microcirculation. 13 (3), 199-207 (2006).
  18. Soutani, M., Suzuki, Y., Tateishi, N., Maeda, N. Quantitative Evaluation of Flow Dynamics of Erythrocytes in Microvessels. Influence of Erythrocyte Aggregation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 268 (5), H1959-H1965 (1995).
  19. Namgung, B., et al. A comparative study of histogram-based thresholding methods for the determination of cell-free layer width in small blood vessels. Physiol Meas. 31 (9), N61-N70 (2010).
  20. Ong, P. K., et al. An automated method for cell-free layer width determination in small arterioles. Physiol Meas. 32 (3), N1-N12 (2011).
  21. Otsu, N. A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms. IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 9 (1), 62-66 (1979).
  22. Prewitt, J. M., Mendelsohn, M. L. The analysis of cell images. Ann N Y Acad Sci. 128 (3), 1035-1053 (1966).
  23. Ridler, T. W., Calvard, S. Picture Thresholding Using an Iterative Selection Method. IEEE Trans. Syst., Man, Cybern. 8 (8), 630-632 (1978).
  24. Shanbhag, A. G. Utilization of Information Measure as a Means of Image Thresholding. Cvgip-Graph Model Im. 56 (5), 414-419 (1994).
  25. Bishop, J. J., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. Effects of erythrocyte aggregation and venous network geometry on red blood cell axial migration. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 281 (2), H939-H950 (2001).
  26. Yamaguchi, S., Yamakawa, T., Niimi, H. Cell-free plasma layer in cerebral microvessels. Biorheology. 29 (2-3), 251-260 (1992).

Tags

Biomedical Engineering plasma laag hemodynamiek microcirculatie cremasterspier voorbereiding microvasculatuur de doorbloeding visualisatie
Visualisatie en kwantificering van de Cell-vrij laag in van de rat cremasterspier
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ng, Y. C., Fisher, L. K., Salim, V., More

Ng, Y. C., Fisher, L. K., Salim, V., Kim, S., Namgung, B. Visualization and Quantification of the Cell-free Layer in Arterioles of the Rat Cremaster Muscle. J. Vis. Exp. (116), e54550, doi:10.3791/54550 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter