الفحص المجهري للتوطين بالموجات فوق الصوتية لرسم خرائط فائقة الدقة للأوعية الدموية الدقيقة في دماغ القوارض

تهدف أبحاثنا إلى توصيف بنية الأوعية الدقيقة في الدماغ وتدفقها، مع تحسين طرق الموجات فوق الصوتية فائقة الدقة. لقد حسنت التطورات الحديثة تتبع الفقاعات الدقيقة، وعززت خطوط معالجة المعالجة لإنشاء بروتوكولات أكثر استقرارا لرسم خرائط الأوعية فائقة الدقة باستخدام ULM. للبدء، ضع فأرة مخدرة على إطار ستيريوتاكسي مع وسادة تسخين مضبوطة على 37 درجة مئوية.

باستخدام ضغط قوي لكنه غير مؤذر، اضغط على إصبع القدم أو الذيل للتحقق من عدم وجود ردود فعل وضمان عمق التخدير الكافي. ضع مرهم العين على كلتا العينين لمنع تقرحات العين وتكون الساد أثناء الإجراء. الآن، احلق رأس الفأرة باستخدام آلة التشذيف.

ضع كريم إزالة الشعر. اتركه لمدة دقيقة إلى دقيقة ونصف كحد أقصى، ثم اشطفه جيدا بماء دافئ، وجففه بالشاش. بعد ذلك، ضع جل الموجات فوق الصوتية الطرد المركزي على الرأس لضمان الترابط الصوتي.

لقسطرة وريد الذيل، استخدم مجموعة حقن مجنحة بقياس 27 بقياس نصف بوصة متصلة بإبرة نصف بوصة بقياس 18 مع أنابيب بحجم ثمانية بوصات. قم بتقصير الأنابيب إذا أمكن، لتقليل الحجم الميت. قم بتدوير ذيل الحيوان بلطف 90 درجة لكشف الأوردة الجانبية للذيل.

ثم ثبت الذيل في مكانه بشريط لاصق للحفاظ على الثبات ومنع الحركة أثناء القسطرة. الآن، حدد وريد الذيل. لتحسين رؤية الأوردة، سخن الذيل بماء فاتر لتعزيز توسع الأوعية.

باستخدام إصبع، اضغط بلطف عند قاعدة الذيل، ثم حركه نحو موقع الحقن عكس اتجاه تدفق الدم. أدخل الإبرة موازية للوريد مع توجيه الحافة للأعلى. راقب الأنبوب بحثا عن استرجاع الدم للتأكد من صحة وضع الإبرة.

على نظام التصوير، قم بتشغيل برنامج الاستحواذ الوظيفي للموجات فوق الصوتية وإنشاء جلسة تجربة جديدة. عدل موضع مسبار الموجات فوق الصوتية. الآن، ابدأ عملية التقاط العرض المباشر في البرنامج، وعدل المجس في الوقت الحقيقي باستخدام تصوير دوبلر القوة لتركيز الدماغ على الشاشة.

تحسين معلمات التصوير، مثل التباين والضغط، لتعزيز جودة التصور. ثم افتح قائمة أنجيو ثلاثية الأبعاد في برنامج الاستحواذ. قم بضبط معايير المسح لتغطية الدماغ بالكامل، ثم ابدأ عملية التقاط المسح.

حافظ على برنامج الاستحواذ مفتوحا، وبمجرد الانتهاء من Angio 3D، قم بتشغيل برنامج IcoStudio للتحليل والتصوير. قم بتحميل فحص أنجيو ثلاثي الأبعاد للمراجعة. انتقل إلى لوحة تسجيل الدماغ، وسجل المسح ثلاثي الأبعاد من أنجيو باستخدام الوضع التلقائي الكامل أو اليدوي.

احفظ التسجيل المكتمل كملف BPS. الآن، افتح قائمة التنقل في Brain، ومرر إلى لوحة مديري Atlas. استخدم أداة الملاحة في شجرة الوالدين والطفل لتصفح أطلس دماغ ماوس ألين، واختر المناطق التشريحية المطلوبة لتتراكب في لوحة المشاهد الثلاثية.

اختر مستوى تصوير يتداخل مع المناطق المختارة ذات الاهتمام. في العرض الإكليلي، ضع علامتين يدويا لتحديد شريحة التصوير المطلوبة. ثم انقر على BPS Positioning لاستخراج إحداثيات المحرك لمستوى التصوير المختار.

راجع معاينة الصورة من مسح أنجيو ثلاثي الأبعاد، واضغط على نسخ إحداثيات BPS. انتقل إلى برنامج IcoScan، وافتح لوحة Move Probe. انقر على Neuronavigation، والصق القيم المنسوخة، ودع النظام يضبط المجس تلقائيا مع مستوى التصوير المختار.

ثم ابدأ التصوير الحي للتأكد من أن مستوى التصوير الحالي يتوافق مع المستوى المختار سابقا. باستخدام حقنة معقمة، حقن خمسة ملليتر من محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 0.9٪ في قارورة عامل التباين بالموجات فوق الصوتية عبر الحاجز الأنفي. حرك القارورة بقوة لمدة 20 ثانية لإعادة تعليق الفقاعات الدقيقة وضمان انتشار منتظم.

حدد مسبقا معايير التسجيل، بما في ذلك تسلسل الموجات فوق الصوتية، معدل الإطارات، ومدة التسجيل الكلية. ثم ارسم الحجم المطلوب من الفقاعات الدقيقة للحقن وابدأ عملية الاقتناء. عند بدء عملية الاقتناء، قم بحقن 100 ميكرولتر للفئران باستخدام التخفيف المناسب.

أكد تعزيز التباين على لوحة التصوير الحي. قم فورا بغسل الفقاعات الدقيقة المتبقية في الحجم الميت عن طريق حقن السائل الفسيولوجي في القسطرة. انتظر حتى ينتهي الاستحواذ، واحفظ البيانات المسجلة.

افتح برنامج Icolab، وانقر على تبويب المجهر لتحديد الموقع بالموجات فوق الصوتية. ثم انقر على حساب خرائط ULM لبدء سير عمل المعالجة. اختر المجلد المصدر الذي يحتوي على البيانات التي تم الحصول عليها سابقا.

ثم اختر ملف المسح المحدد للمعالجة وضبط حدود وقت المعالجة حسب الحاجة. انقر على التالي للانتقال إلى خطوة التقارير. قم بتعيين مسار مجلد الإخراج لحفظ الملفات المعالجة، وقم بتكوين معلمات التصور لصور التقارير.

الآن اضغط على Run لبدء معالجة البيانات. عند الانتهاء، سيتم إنشاء ملف TRK يحتوي على إحداثيات ميكروفقاعة محلية، إلى جانب ملفات TIFF التي تمثل الكثافة والسرعة والسعة العكسية. قم بتحميل ملف TRK في IcoStudio لبدء استكشاف البيانات المعالجة.

ثم استخدم لوحة الجانب الأيمن في IcoStudio لضبط معلمات التصور مثل التباين، الضغط، وخريطة الألوان لتحسين تمثيل البيانات. لضبط زمن التكامل، قم بضبط شريط التمرير المزدوج الموجود في أسفل العرض الرئيسي لتحديد إطارات البداية والنهاية للتحليل. تظهر تبويب الكثافة توزيع حدوث الفقاعات الدقيقة.

اختر بين الكثافة المطلقة والكثافة الاتجاهية. بعد ذلك، انقر على تبويب السرعة لعرض سرعة الفقاعة الدقيقة بالمليمترات في الثانية باستخدام الأوضاع المطلقة، الاتجاهية، المحورية، والجانبية. اضبط عتبات التباين، والضغط، والسرعة لتحسين وضوح الصورة.

ثم استكشف تبويب السعة المرتدة لمشاهدة انعكاسية الفقاعات الدقيقة، التي تعزز التباين، وتكشف عن البنى الميكروأوعية والحركة خارج المستوى. تصدير الصور كملفات PNG عالية الدقة، أو إنشاء ملفات TIFF للتحليل الكمي بحجم بكسل قابل للتخصيص. خرائط كثافة الفقاعات الدقيقة لشريحة دماغ الجرذ الإكليلية التي تم الحصول عليها باستخدام ULM حللت الأوعية الدموية الكبيرة والهياكل الدقيقة الشعرية، كاشفة عن طوبولوجيا وعائية مفصلة بما في ذلك التفرعات وأنماط التفرع.

أظهرت خريطة السرعة لنفس شريحة الدماغ تدفقا محوريا واضحا، مع تدفق للأعلى يمثل تصريف الأوردة، والتدفق النزولي المقابل لتدفق الشريان، مما يتوافق مع البنية الوعائية القشرية المعروفة. وفرت خريطة السعة المتناثرة العكسية تباينا يعتمد على العمق، وأبرزت السفن بناء على موقعها الارتفاعي، وهو أمر مفيد لتقسيم السفن خارج المستوى أو منخفضة السعة. أظهرت خرائط كثافة الأوعية الدموية التي تم الحصول عليها بفارق ضعيف واحد في نفس الفأر تداخلا مكانيا قويا، مما أكد قابلية تكرار استهداف المستوى الإكليلي باستخدام نظام تحديد المواقع الدماغية.

أظهر التحليل الكمي للقشرة الحسية الجسدية اليسرى عبر الجلسات توزيعات مماثلة في نصف قطر الأوعية والسرعة ومعدل التدفق، مما أظهر قابلية القياس لتكرار القياس. لوحظ قابلية تكرار مماثلة في منطقة المهاد الأيسر، مع قيم متسقة لنصف قطر الوعاء والسرعة ومعدل التدفق بين جلسات الأسبوع الأول والأسبوع الثاني. يثبت هذا العمل أن مجهر تحديد المواقع بالموجات فوق الصوتية يمكنه إنتاج خرائط فائقة الدقة لبنية الأوعية الدموية الدقيقة وتدفقها في الجسم الحي.

هذا البروتوكول يلبي الحاجة إلى إجراء موحد يتيح الحصول على ULM قوي في القوارض الحية باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية الوظيفي المخصص.