Name: 增强容器成像MicroCT (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-01-27T17:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 50 s
Description: 学习使用MicroCT增强造影技术对小鼠活体血管网络进行高分辨率成像分析。该方法通过静脉注射造影剂实现快速、高通量的肿瘤血管研究，适用于肿瘤生物学和治疗评估的临床前研究。

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本工作部分得到了 NCI 项目 5R01CA133229-03 的资助。

1. 动物注射
在进行静脉尾静脉注射前，应使用异丙醇擦拭尾部皮肤以达到消毒目的。随后，使用低死腔½ CC U-100 28G½胰岛素注射器（产品编号#329461，Becton Dickinson and company，NJ，USA），通过尾静脉远端向小鼠注射每20 g体重0.2 mL、浓度为20 mg碘/mL的碘化血池对比剂（eXIA 160XL；Binito Biomedical, Inc. Ottawa, ON, Canada）。
2. 动物准备
注射10分钟后，应准备对动物进行显微CT成像。首先，应在麻醉箱中使用2%异氟烷与100%氧气（流速为每分钟2.5升）对动物进行麻醉。需涂抹眼用润滑软膏，以防止麻醉期间角膜干燥。应通过加热垫将动物体温维持在37°C。
3. 显微CT成像
随后应将小鼠置于能够进行活体动物扫描的微型CT设备上进行扫描。为尽量减少运动伪影并保持稳定，可将小鼠放入市售的多模态成像舱（Numira Biosciences，Salt Lake City，UT），该舱具备进气和排气装置。为避免小鼠在微型CT扫描过程中发生低体温，可使用凝胶加热垫（Hot Cold Therapy Brace，CVS Pharmacy，Woonsocket，RI）、脚趾加热器（Heat Factory，Vista，CA）或Thermipaq黏土加热垫（Thermionics，Springfield，IL）。将这些加热垫放置在泡沫床垫下方，以维持小鼠体温在37°C，同时避免加热装置与动物直接接触。应使用小动物监测与门控系统（如SA Instruments，Stony Brook，NY）监测动物的生命体征，包括体温、呼吸频率和心率。
以下成像方案可作为指南，用于确定任意微计算机断层扫描（microCT）设备的合适扫描参数。本实验所用动物在GE Healthcare（加拿大安大略省伦敦市）的GE eXplore Locus容积CT扫描仪上以93 μm分辨率进行扫描。该容积扫描仪采用3500 × 1750 CCD探测器，用于Feldkamp锥束重建。电流、电压和曝光时间等与平台无关的参数分别保持恒定在450 μA、80 kVp和100 ms。曝光时间、每视野帧数和视野数量等标准参数可进行调整，通常分别为100 ms、5–8和360–720，总扫描时间约为20分钟。图像使用制造商专有的EVSBeam软件进行重建。
4. 图像渲染
可使用 Seg3D 图像处理软件（Seg3D，<a href="http://www.sci.utah.edu/cibc/software">http://www.sci.utah.edu/cibc/software</a>）对重建的微计算机断层扫描（microCT）数据进行高级等值面、一维或二维传递函数渲染成像。
5. 代表性结果
请参见使用eXIA160XL并按照方法部分所述设置扫描的野生型小鼠附图。
 <img src="/files/ftp_upload/2377/2377fig1.jpg" alt="CT扫描三维可视化，骨骼结构；医学影像，解剖学研究，诊断分析。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图1"> 
图1. 使用Seg3D图像处理软件（Seg3D，<a href="http://www.sci.utah.edu/cibc/software">http://www.sci.utah.edu/cibc/software</a>）生成的野生型小鼠二维传递函数（2DTF）渲染图像。该动物注射了eXIA160XL，10分钟后采用方法部分所述参数，以93 μm各向同性分辨率进行microCT扫描。
视频 1. 使用 Imagevis3D 图像处理软件（Imagevis3D，http://www.sci.utah.edu/cibc/software）生成的野生型小鼠二维传递函数（2DTF）渲染的 360° 旋转动画。该动物注射了 eXIA160XL，10 分钟后采用方法部分所述参数，以 93 μm 各向同性分辨率进行 microCT 扫描。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/2377/2377_Suresh_Prajapati_Representative_Results.mov">点击此处观看视频</a>

<ol><li>Holdsworth, D. W., Thornton, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-CT+in+small+animal+and+specimen+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Micro-CT in small animal and specimen imaging.</a> Trends in Biotechnology. 20, 417-424 (2002).</li>
<li>Kindlmann, G. L., Weinstein, D. M., Jones, G. M., Johnson, C. R., Capecchi, M. R., Keller, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Practical+Vessel+Imaging+by+Computed+Tomography+in+Live+Transgenic+Mouse+Models+for+Human+Tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Practical Vessel Imaging by Computed Tomography in Live Transgenic Mouse Models for Human Tumors.</a> Molecular Imaging. 4, 417-424 (2005).</li>
</ol>

所有动物实验均遵循《实验动物护理与使用指南》的规定，并经圣安东尼奥德克萨斯大学健康科学中心机构动物护理与使用委员会（IACUC）批准。

利用微计算机断层扫描（microCT）进行对比增强血管成像的首要目标是为活体小鼠血管网络的分析提供生成高质量数据集的最佳方法。对于微CT成像，通过延长扫描时间、增加投影角度数量以及每个角度的帧数，可获得更优的软组织信噪比2。
血管的识别在很大程度上依赖于对软组织的准确识别及其与骨骼的区分。eXIA 160XL 是一种含碘造影剂，具有高度放射不透性，其密度与软组织和骨骼不同。这使得在显微CT数据中能够更方便地聚焦于血管结构。
二维传递函数在渲染过程中能进一步改善血管对比度与骨骼之间的区分效果。在二维传递函数图像渲染中，颜色和不透明度根据传递函数分配给光线采样点，而传递函数本身依赖于CT值和梯度幅度2。可根据CT值直方图提供的指导，手动调整传递函数，以突出显示感兴趣的区域或对象。
该技术可用于利用转基因或异种移植小鼠进行抗血管生成临床前研究的定性和定量评估。未来，随着CT技术的进步，对转基因或异种移植小鼠模型中的血管成像将变得...

<table><tbody><tr><td>eXIA 160XL</td><td>Binito Biomedical, Inc.</td><td>eXIA160XL-01</td><td></td></tr></tbody></table>

使用microct进行对比增强血管成像

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

显微计算机断层扫描（microCT）可对活体小型动物的解剖结构进行高分辨率的三维成像。然而，microCT图像中不同软组织与体液之间的固有对比度较差1。在此情况下，血管的可视化几乎无法实现。为克服这一限制并改善血管的可视化效果，可使用外源性对比剂。本文介绍了一种在啮齿类动物模型中可视化血管网络的方法。通过使用长效水性胶体多分散碘化血池对比剂eXIA 160XL，我们优化了图像采集参数及体绘制技术，以在活体动物中清晰显示血管结构。研究结果表明，为在骨骼、软组织与血管之间获得更优的对比效果，必须采用多帧采集（每个视角至少5–8帧）以及360–720个视角（完成360°完整旋转）的扫描方案。我们还展示了二维传递函数的应用（体素的颜色和不透明度根据CT值及其梯度幅值按比例分配），用于可视化解剖结构并突出目标结构——血管网络。这项具有前景的工作为利用转基因或移植瘤小鼠模型开展抗血管生成的临床前研究提供了定性与定量评估的基础。

通过微计算机断层扫描进行小动物血管的对比增强成像是一种快速、经济高效且高通量的技术，适用于系列研究 原位 用于检测肿瘤形成、分析滋养肿瘤的血管网络，以及追踪肿瘤对临床前治疗干预的反应。

使用MicroCT进行对比增强血管成像

显微计算机断层扫描（microCT）可对活体小型动物的解剖结构进行高分辨率的三维成像。然而，……之间的对比度……

该技术通过显微计算机断层扫描（microscopic computed tomography，micro CT）实现血管增强成像，旨在为活体小鼠血管网络的分析提供一种生成高质量数据集的优化方法。该方法通过在活体动物体内静脉注射一种放射性不透光的对比剂来实现。随后，对动物实施麻醉，并将其牢固地固定在多模态成像舱内，以减少micro CT扫描过程中的运动伪影，从而完成micro CT成像前的准备工作。扫描完成后，将微计算机断层扫描（micro CT）数据进行重建并载入可视化软件。该流程的最后一步是调整二维传递函数参数，以增强血管的可见性，并为血管、骨组织和软组织赋予不同颜色，以便区分。最终，可通过CT不透光对比剂增强成像结合二维传递函数渲染，获得活体动物体内血管网络的成像结果。大家好，我是来自德克萨斯大学健康科学中心圣安东尼奥分校儿童癌症研究所小型动物影像核心实验室的 Sue Resh 和 PJA Patti。我是 Charles Keller，同样来自德克萨斯大学健康科学中心圣安东尼奥分校的 Greehey 儿童癌症研究所。今天我们将向您展示一种利用放射性不透光血池对比剂在活体动物中可视化血管的实验方法。我们在实验室中采用此方法研究转基因小鼠体内复杂自发性肿瘤的中等及大血管。现在开始操作。首先，使用低死腔的28½号半毫升胰岛素注射器，按每20克体重0.2毫升的剂量，吸取浓度为每毫升含20毫克碘的碘化血池对比剂Xiaone 60 xl。通过远端尾静脉将对比剂注入活体小鼠体内。注射后10分钟，准备进行微型CT成像的动物。首先，将动物置于连接有2%异氟烷（溶于100%氧气，流速为2.5升/分钟）的亚克力麻醉箱中进行麻醉。数分钟后，通过夹捏脚趾以确认麻醉深度。接下来，为尽量减少运动伪影，将小鼠放入定制或市售的多模态成像舱中固定，该舱具备进气和排气装置。维持含有2%异氟烷和100%氧气的气源，以确保扫描期间动物持续处于麻醉状态。小鼠准备就绪后，可将其置于能够进行活体动物扫描的微型CT设备上进行扫描。将容纳小鼠的多模态腔室连接至废气排出管路。使用容积CT扫描仪GE Explorer locus，可对动物进行93微米分辨率的扫描。该容积扫描仪采用3,500 × 1,750的CCD探测器，用于Feldkamp锥束重建，平台无关参数保持恒定：电流为450微安，电压为DP千伏，曝光时间为100毫秒。为在骨骼、软组织与血管之间获得更优的对比度，可调整标准参数，每个视角采集5至8帧图像，全360度旋转共采集360至720个视角，总扫描时间约为15至20分钟。CT扫描完成后即可进行后续操作。使用制造商专有的EVS束软件重建图像。持续监测小鼠，直至其完全从麻醉中恢复。重建完成后，微计算机断层扫描数据可用于高级等值面一维或二维传递函数分析。使用 SEG 3D 图像处理软件对三维数据集进行二

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增强容器成像MicroCT

冠状血管的可视化对于深入理解心血管疾病至关重要。本文介绍一种通过不透射线的硅橡胶（Microfil）灌注小鼠冠状血管的方法，以为微型计算机断层扫描（μCT）成像做好准备。...

小鼠冠状血管逆行灌注与充填作为显微计算机断层扫描成像的制备方法

来源： Choi, J. P. et al. 小鼠模型中脑海绵状血管畸形的诱导与显微CT成像。J. Vis. Exp.

小鼠脑内脑海绵状血管畸形病变的增强对比微计算机断层成像

本方法概述了使用量子微计算机断层扫描（MicroCT）结合碘化对比剂，在实验性心肌缺血小鼠模型中评估心脏形态、功能、灌注、代谢及存活能力。该技术可用于多种人类心脏病动物模型的无创、高通量、纵向体内成像。...

体内 心肌结构、功能、灌注及存活性的定量评估：基于心脏微型计算机断层扫描技术

本方案描述了联合近红外荧光（NIRF）成像与微型计算机断层扫描（microCT）技术用于可视化脑血栓栓塞的应用。该技术可实现对血栓负荷及其演变过程的定量分析。NIRF成像技术可用于观察离体脑组织中荧光标记的血栓，而microCT技术则利用金纳米颗粒在活体动物体内实现血栓的可视化。...

结合近红外荧光成像与显微计算机断层扫描直接可视化脑血栓栓塞

本文介绍了一种使用不透射线的含铅硅橡胶灌注小鼠血管系统的详细方法，用于在主动脉瘤和主动脉夹层小鼠模型中定量测定主动脉直径。...

利用微计算机断层扫描对β-氨基丙腈诱导的小鼠主动脉瘤与主动脉夹层疾病模型进行定量分析

该技术旨在通过肺动脉灌注一种基于聚合物的射线不透性化合物，并结合肺组织膨胀，实现对出生后早期及成年小鼠肺动脉网络的离体可视化。本文还讨论了所制备血管铸型组织的潜在应用。...

成年及早期出生后小鼠肺组织的血管铸型用于显微CT成像

本文介绍了一种用于获取健康和病理状态下大型哺乳动物完整心脏的高分辨率显微计算机断层扫描图像的实验方案，该方法采用胶原选择性对比增强技术。...

用于慢性疾病大型哺乳动物心脏模型的对比增强微型计算机断层扫描成像的组织制备技术

双重树脂铸型微计算机断层扫描，即 DUCT，可实现对两种管状系统的同步可视化、数字化和分割，从而促进器官结构的三维分析。DUCT 结合了 离体 注射两种造影树脂，随后进行显微计算机断层扫描及断层数据的分割。...

DUCT：双重树脂铸型结合显微计算机断层扫描用于肝脏三维分析

本文介绍了一种利用微型X射线计算机断层扫描技术对小鼠后肢血管进行可视化和定量分析的方法。...

用于基于计算机断层扫描的小鼠后肢血管三维可视化的样本制备

使用饮食诱导的非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）小鼠模型，我们描述了一种新型方法的应用 体内...

新方法 在体 内 用于评估非酒精性脂肪性肝病进展的微型计算机断层扫描成像技术

在本实验方案中，我们探讨了在小鼠中成功实施原位肝移植（OLT）模型的方法。此外，还讨论了在小鼠成功进行OLT后，用于进一步分析同种异体移植物通畅性的辅助技术，特别是利用微型计算机断层扫描（microCT）成像的方法。...

利用显微计算机断层扫描血管造影术在小鼠中成功实施原位肝移植

学习使用MicroCT增强造影技术对小鼠活体血管网络进行高分辨率成像分析。该方法通过静脉注射造影剂实现快速、高通量的肿瘤血管研究，适用于肿瘤生物学和治疗评估的临床前研究。

使用MicroCT进行对比增强血管成像

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