Name: Verdünnt-skull Kortikale Fenster-Technik für In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Erfahren Sie die verdünnte Schädel-Kortikalfenster-Technik für in vivo OCT-Bildgebung der Maus. Diese weniger invasive Methode erhält die biologische Integrität des Gehirns und ermöglicht strukturelle und funktionelle Analysen.

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Diese Arbeit wurde von der UC Discovery-Proof of Concept Zuschuss und durch die NIH (R00 EB007241) unterstützt. Die Autoren möchte auch Jacqueline Hubbard für ihre Unterstützung danken, die in diesem Experiment.

Ein. Chirurgische Vorbereitung <ol><li> Weibliche CD 1 Mäuse im Alter zwischen 6-8 Wochen wurden in unseren Experimenten verwendet. </li><li> Anästhesieren die Maus mit einer intraperitonealen Injektion von Ketamin und Xylazin einer Kombination (80 mg / kg ketamine/10 mg / kg Xylazin). Platzieren Sie die Maus auf einer homöothermen pad die optimale Körpertemperatur bei ~ 37 ° C zu gewährleisten Kontinuierliche Überwachung von Betäubungsmitteln durch Testen Tieres Reflexe (z. B. Einklemmen Fuß mit stumpfen Pinzette) und injizieren mehr Betäubung, wenn nötig. </li><li> Schmieren Sie beide Augen mit einem künstlichen Riss Salbe. Entfernen Sie Haare auf der Kopfhaut mit einer Rasierklinge und entfernen restliche Haar mit 70% Alkohol prep Pads. Tragen Sie eine dünne Schicht von Nair Enthaarungscreme auf der Kopfhaut und warten Sie 2 min für sie wirksam wird. Vorsichtig abwischen Nair und die restlichen Haare mit Kochsalzlösung angefeuchteten Wattestäbchen und Alkohol prep Pads. Scalp sollte nun komplett haarlos. </li><li> Desinfizieren der Kopfhaut mit einem betadine Tupfer-Stick und reinigen mit 70% Ethanol prep Pads. </li><li> Vorsichtig wickeln Sie das Tier in Operationstüchern die optimale Körpertemperatur von ca. 37 ° C sicherzustellen und montieren das Tier auf einem stereotaktischen Rahmen, um den Schädel zu immobilisieren. Tippen Sie auf den Schädel seiner Stabilität zu gewährleisten. Eine Liste der verwendeten Materialien sind in Tabelle 1 bereitgestellt. </li></ol> 2. Verdünnt-skull Kortikale Fenster Vorbereitung <ol><li> Starten Sie den Einschnitt an der Mittellinie zwischen den Augen. Weiterhin kaudal zur Mittellinie zwischen den Ohren. Teil der Haut mit einer Pinzette. </li><li> Suchen Sie den Bereich unter einem Binokular verdünnt und entfernen Sie vorsichtig die Blende mit einer Pinzette. Trocknen Sie die Schädel mit sterilen Wattestäbchen, bevor Sie die ausgedünnt kortikale Fenster. In unseren Experimenten haben wir eine 4 × 4 mm ausgedünnt kranialen Fensters ~ 1 mm posterior und lateral bregma. </li><li> Beginnen Ausdünnung den Schädel mit einem runden Hartmetallfräser mit Bohrer 0,75 mm in einem chirurgischen Bohrmaschine mit Licht Kehrbewegung only. Wenden Sie keine direkten Druck auf den Schädel. Stoppen Bohren alle 20-30 Sek. Knochen Staub mit steriler Kochsalzlösung und Wattestäbchen zu entfernen und zu vermeiden Überhitzung des Schädels. Die Kochsalzlösung wird auch in Ableitung der Wärme über den Schädel zu unterstützen. </li><li> Sobald die äußere Schicht des kompakten Knochen vollständig entfernt wird die mittlere Schicht Spongiosa sollte jetzt sichtbar. Es könnten leichten Blutungen wie Blutgefäße sind deutlicher in der Spongiosa Schicht. Wechseln Sie zu einem grünen Stein bur und weiter bohren mit besonderer Vorsicht die schwammigen Schicht ist feiner. Der grüne Stein bur löscht weniger Knochen während der Erstellung Ebenheit der gesamten kranialen Fenster. Stoppen Bohren gelegentlich Knochenmehl zu entfernen und den Schädel zu kühlen. </li><li> Schließlich ist, wenn der Schädel ist transparenter geworden und Gefäßen am Gehirn jetzt sichtbar, beginnen Polieren des Schädels mit einem Polier-bur. Dies ermöglicht eine genauere Ausdünnung während Glätten den Schädel. Überprüfen Dünne des skull durch leichtes Antippen mit einer Pinzette. Stoppen Polierens, wenn der Schädel wird etwas flexibel. </li><li> Der verdünnte kranialen Fenster sollte nun völlig glatt und reflektierend und bereit zum Abbilden (Abbildung 1). Aufgrund der Art der hoch streuenden Gewebe des Gehirns sollte der Schädel auf mindestens 55 um für die optimale Eindringtiefe verdünnbar. Eine Liste der verwendeten Materialien sind in Tabelle 1 bereitgestellt. </li></ol> 3. Optical Coherence Tomography Imaging <ol><li> Nach der Operation abgeschlossen ist, überprüfen Tieres Atemfrequenz und Reflexe auf ein angemessenes Niveau der Anästhesie sicherzustellen und zu verwalten zusätzliche Betäubung, wenn nötig. Entfernen Tier aus der stereotaktischen Rahmen halten Tier-OP-Abdeckungen gewickelt und Transport Tier zum Imaging-Station. </li><li> Vor Bildgebung überprüfen Zeichen für Reflexe und gelten zusätzliche künstliche Tränenflüssigkeit, wenn nötig. Montieren Tier auf den stereotaktischen Rahmen, um den Schädel zu sichern. </li><li> Platz Tier unterOktober Kamera und positionieren Sie den TSCW unter dem optischen Strahl (Abbildung 2). Eine Querschnittsansicht des Schädels und Gehirn kann nun visualisiert werden (Abbildung 3). </li><li> Die Datenerfassung kann beginnen, sobald Bereich des Interesses befindet. Zum Abbilden Zwecke, verwenden wir Galvo Spiegeln, eine Abbildungsanordnung Fenster mit einer Breite von 4,0 mm zu erreichen. Ein bildgebendes Tiefe von 2 mm wurde mit 6 mW des einfallenden Leistung und einem Brennpunkt 1 mm unterhalb des ausgedünnten Schädels erhalten. Jeder Querschnittsfläche bestand aus 2.048 axiale Scans mit einer Erfassungsrate von 0,14 Sekunden pro Bild. </li><li> Volumetrischen Abtastungen des Gehirns kann auch durch Sammeln einer Serie von 2D-Querschnittbild-Bilder unter Verwendung von zwei Sätzen von Galvo Spiegel für xy Abtasten mit dem ersten Spiegel Galvo Abtasten des Strahls in der sagittalen Richtung und der zweiten Spiegel Galvo Abtasten in der koronalen erhalten werden Richtung. </li></ol>

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<li>Seigo, M. A., Sotirchos, E. S., Newsome, S., Babiarz, A., Eckstein, C., Ford, E., Oakley, J. D., Syc, S. B., Frohman, T. C., Ratchford, J. N., Balcer, L. J., Frohman, E. M., Calabresi, P. A., Saidha, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+assessment+of+retinal+neuronal+layers+in+multiple+sclerosis+with+maual+and+automated+optical+coherence+tomography+segementation+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurol%22%5BJournal%5D)">In vivo assessment of retinal neuronal layers in multiple sclerosis with maual and automated optical coherence tomography segementation techniques.</a> J. Neurol. , (2012).</li>
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<li>Gill, A. S., Rajneesh, K. F., Owen, C. M., Yeh, J., Hsu, M., Binder, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+optical+detection+of+cerebral+edema+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Early optical detection of cerebral edema in vivo.</a> J. Neurosurg. 114, 470-477 (2011).</li>
</ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Imaging mit OCT und einem ausgedünnten Schädel ist eine neuartige bildgebende Technik, die erst seit kurzem 15, 16 untersucht. In unseren Experimenten haben wir gezeigt, die Machbarkeit der SD-OCT-Bildgebung durch eine TSCW in einem Mausmodell in vivo. Aus unseren Ergebnissen wird der Schädel auf ca. 55 um verdünnt und die Eindringtiefe wird bei etwa 1 mm mit Bildauflösung von 8 um und 20 um in der axialen und lateralen Richtung erhalten wurden. In dem Signal-Intensitätsprofil, erhöht OCT-Bildgebung ...

Seit seiner Einführung in den frühen 1990er Jahren Oktober wurde ausgiebig für biologische Bildgebung von Gewebe Struktur und Funktion 2 verwendet. Oktober erzeugt Querschnittsbilder durch Messen Echo Zeitverzögerung des rückgestreuten Lichts 4 durch Umsetzung mit geringer Kohärenz Lichtquelle mit einem faseroptischen Michelson Interferometer 2,4. SD-OCT, auch als Fourier Domain OCT (FD-OCT) bekannt ist, wurde zum ersten Mal in 1995 5 eingeführt und bietet eine überlegene Bildgebungsmodalität im Vergleich zu herkömmlichen Zeitbereich Oktober (TD-OCT). Im SD-OCT wird der Referenzarm stationär gehalten, was zu einer hohen Geschwindigkeit und ultrahoher Auflösung Bildaufnahme 6-9. Derzeit haben TSCW Modelle weitgehend in vivo Bildgebung des Gehirns Anwendungen der Zwei-Photonen-Mikroskopie an Stelle eines traditionellen Kraniotomie verwendet. Diese TSCW wurden gleichzeitig mit einer benutzerdefinierten Schädel Platte oder einem Deckglas 10-13 verwendet, um zusätzliche ima bietenGing Stabilität. In unseren Studien haben wir festgestellt, dass Zubehör wie diese sind nicht für die OCT-Bildgebung erforderlich, wenn ein TSCW verwendet wird. Daher ermöglicht das Fehlen eines Schädels Platte oder Glasdeckgläschen für ein breiteres Spektrum von bildgebenden Fenstergröße, wie sie mit dem optischen Strahl interferieren können und verändern OCT-Bilder. Eine ausgedünnte Schädel Vorbereitung hat sich als in der Bildgebung des Gehirns mit Zwei-Photonen-Mikroskopie 10-13 vorteilhaft. In unseren Experimenten verwenden wir eine SD-OCT-Systems zur Abbildung der Hirnrinde in vivo durch einen TSCW. Unsere eigene SD-OCT-Bildgebung Setup enthält einen breitbandigen, geringer Kohärenz Lichtquelle aus zwei Superlumineszenzdioden (SLD) in 1295 nm mit einer Bandbreite von 97 nm, was zu einer axialen und lateralen Auflösung von 8 um und 20 um zentriert bzw. 14 . Mit unserem optischen Bildgebung Gerät, stellen wir uns, dass die Bildgebung durch eine TSCW großes Potenzial bei der Identifizierung und Visualisierung von Strukturen und Funktionen in der optically dichten Hirngewebe.

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialien </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Ketamin </td><td> Phoenix Pharmaceuticals </td><td> 57319-542-02 </td><td></td></tr><tr><td> Xylazin </td><td> Akorn, Inc. </td><td> 139-236 </td><td></td></tr><tr><td> Künstliche Tränen Salbe </td><td> Rugby </td><td> 0536-6550-91 </td><td></td></tr><tr><td> Nair </td><td> Church &amp; Dwight Co., Inc. </td><td> 4010130 </td><td></td></tr><tr><td> Sterile Alkohol Prep Pad </td><td> Kendall Healthcare </td><td> 6818 </td><td></td></tr><tr><td> Wattestäbchen Applikatoren </td><td> Fisherbrand </td><td> 23-400-115 </td><td></td></tr><tr><td> Betadine Lösung Swabstick </td><td> Purdue Produkte &lt;/ Td&gt; <td> 67618-153-01 </td><td></td></tr><tr><td> Saline Solution, 0,9% </td><td> Phoenix Pharmaceuticals </td><td> 57319-555-08 </td><td></td></tr><tr><td> Stereotaktischen Rahmen </td><td> Stoelting </td><td></td><td></td></tr><tr><td> High Speed ​​Surgical Handbohrmaschine </td><td> Foredom </td><td></td><td> 38.000 rpm </td></tr><tr><td> Carbide Rosenbohrer </td><td> Stoelting </td><td></td><td> 0,75 mm </td></tr><tr><td> Dura-Green Stones </td><td> Shofu </td><td></td><td> Shank: HP Form: BA1 </td></tr><tr><td> CompoMaster Coarse &amp; CompoMaster Polisher </td><td> Shofu </td><td></td><td> Form: Mini-Pt. </td></tr><tr><td> SpaceDrapes </td><td> Braintree Scientific, Inc. </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

verdünnt-skull kortikale fenster-technik für<em&gt; in vivo</em&gt; optical coherence tomography imaging

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

Optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine biomedizinische Bildgebung mit hoher räumlicher und zeitlichen Auflösung. Mit seiner minimal-invasive Ansatz Oktober wurde ausgiebig in der Augenheilkunde, Dermatologie und Gastroenterologie 1-3 verwendet. Mit einem ausgedünnten Schädel kortikale Fenster (TSCW) beschäftigen wir Spektral-Domain-OCT (SD-OCT) Modalität als ein Werkzeug zur Abbildung der Hirnrinde in vivo. Üblicherweise ein geöffneter-Schädel für bildgebende wurde verwendet, da es mehr Flexibilität bietet, jedoch eine weniger invasive TSCW Ansatz und ist ein wirksames Mittel für die langfristige Bildgebung in Neuropathologie Studien. Hier präsentieren wir eine Methode zum Erstellen einer TSCW in einem Mausmodell in vivo OCT-Bildgebung der Großhirnrinde.

Nach dem Erstellen eines ausgedünnten Fenster über der Großhirnrinde das Gefäßsystem sollte nun optisch prominente (Abbildung 1) und wird für einen tieferen Bildtiefe ermöglichen (bis zu 1 mm). Die rechten Cortex wird auf ungefähr 55 um ausgedünnt zu einer normalen Schädels an 140 um (Abbildung 1) gemessen und stellt eine größere optische Klarheit verglichen. Weitere Verdünnung auf 10-15 &amp;mgr; m ist möglich 11 jedoch nicht notwendig, da die Verwendung von Glas Deckgläser ...

Wir stellen eine Methode zur Schaffung eines ausgedünnten Schädel kortikale Fenster (TSCW) in einem Mausmodell für<em&gt; In vivo</em&gt; OCT-Bildgebung der Großhirnrinde.

Verdünnt-skull Kortikale Fenster-Technik für<em&gt; In Vivo</em&gt; Optical Coherence Tomography Imaging

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, ein dünnes Schädelschädelfenster in einem Mausmodell für die optische Kohärenztomographie des Gehirns in vivo zu erzeugen. Dies wird erreicht, indem das Tier zunächst betäubt und auf die Operation vorbereitet wird. Als nächstes dünnen Sie den Schädel mit verschiedenen Zahnfräsern aus.Der letzte Schritt besteht darin, OCT-Bilder des Gehirns in vivo durch das dünne Schädelschädelfenster zu erhalten. Letztendlich können aus den resultierenden OCT-Bildern strukturelle und funktionelle Informationen über das Gehirn gewonnen werden. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie Kraniektomie oder Deckglasfenstern besteht darin, dass das Finical Window weniger invasiv ist und mit größerer Wahrscheinlichkeit die biologische Integrität und Lebensfähigkeit des Gehirns erhält.Die Implikationen dieser Technik erstrecken sich auf die Diagnose neurologischer Erkrankungen, da die OCT eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung bietet und im Vergleich zur konfokalen und Zwei-Photonen-Mikroskopie eine überlegene Tiefenpenetration bietet. Im Allgemeinen haben Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeite

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Wir beschreiben ein Verfahren zur Visualisierung wiederholt murine Mikroglia und zirkulierenden...

Ein Thin-Schädel Fenster-Technik für chronische Zwei-Photonen- In-vivo- Imaging von Murine Mikrogliazellen in Modelle der Neuroinflammation

In diesem Video-und ergänzendes Material zeigen wir ein Protokoll für die...

Chronische Imaging of Mouse Visual Cortex Mit einem ausgedünnten Schädel Vorbereitung

Wir stellen eine Methode, um ein bildgebendes Fenster in der Maus, die Schädel Millimeter überspannt und ist seit Monaten ohne Entzündung des Gehirns stabil zu bilden. Diese Methode wird auch für longitudinale Studien des Blutflusses, Zelluläre Dynamik und Zell / vaskuläre Struktur mit zwei-Photonen-Mikroskopie geeignet.

Eine polierte und verstärkte ausgedünnten Schädel Fenster für Langzeit-Imaging im Gehirn der Maus

Durch die Kombination aus poliertem und verstärkte Dünnschicht-Schädel (Ports) cranial Fenster und Glioblastom (GBM) Zellinjektion können wir beobachten, Gliom Initiierung und Wachstum aus injiziert GBM Zellen in das Gehirn eines lebenden Maus Längsrichtung.

Imaging Gliom Initiation<em&gt; In Vivo</em&gt; Durch eine Poliert und Reinforced Thin-skull Cranial Fenster

Zeitraffer-Bildgebung am lebenden Tier liefert wertvolle Informationen über die strukturelle Reorganisation im intakten Gehirn. Hier stellen wir ein verdünntes Schädelpräparat vor, das die transkranielle Bildgebung von fluoreszenzmarkierten synaptischen Strukturen in der lebenden Mausrinde mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie ermöglicht.

Zwei-Photonen-<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging von dendritischen Dornen in der Maus Cortex Mit einem ausgedünnten Schädel Vorbereitung

Hier beschreiben wir einen semi-invasiven optischen Mikroskopie-Ansatz zur Induktion eines photothrombotischen Gerinnsels in der somatosensorischen Hirnrinde einer Maus in vivo.  Es werden die technischen Aspekte des bildgebenden Verfahrens von der Induktion eines photothrombotischen Ereignisses über die Anwendung bis hin zur Datenerhebung beschrieben.

Rose Bengal Photothrombosis von konfokalen optischen Imaging<em&gt; In Vivo</em&gt;: Ein Modell des Einzelfahrzeug Stroke

Mit Längs Zwei-Photonen - Mikroskopie Dieses Manuskript beschreibt ein Verfahren , um den Umbau des cerebrovasculature während Amyloid - Plaque - Akkumulation in vivo zu verfolgen. Ein ausgedünnten Schädel Vorbereitung ermöglicht die Visualisierung von Fluoreszenzfarbstoffen, das Fortschreiten von zerebrovaskulären Schädigung in einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit zu bewerten.

in Längsrichtung<em&gt; In Vivo</em&gt; Imaging des Cerebrovasculature: Bedeutung für ZNS-Erkrankungen

Wir beschreiben ein experimentelles Verfahren zur Messung der neuronalen Aktivität durch dual optische Fenster über bilaterale primären somatosensorischen Corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgene Mäuse mit 2-Photonen (2P) Mikroskopie in Vivo.

Neuronalen Aktivität im primären somatosensorischen Cortex mit Thy1Imaging-GCaMP6s transgene Mäuse

Hier wird ein Protokoll zur Implantation eines chronischen Schädelfensters für die Längsbildgebung von Gehirnzellen in wachen, kopfgefesselten Mäusen vorgestellt.

Implantation eines kranialen Fensters für wiederholte In-vivo-Bildgebung bei wachen Mäusen

Wir führten eine neuartige Bildgebungstechnik namens Optical Multilayer Interference Tomography (OMLIT) ein, die eine unvoreingenommene Bildgebung aller Zellen in Hirnproben auf Mesoskala ermöglicht und nahtlos in den Bildablauf der bandbasierten seriellen Rasterelektronenmikroskopie an derselben Probe integriert werden kann.

Eine optische Bildgebungsmethode mit Rasterelektronenmikroskopie zur mesoskopischen Allzell-Gehirnkartierung

Erfahren Sie die verdünnte Schädel-Kortikalfenster-Technik für in vivo OCT-Bildgebung der Maus. Diese weniger invasive Methode erhält die biologische Integrität des Gehirns und ermöglicht strukturelle und funktionelle Analysen.

Verdünnt-skull Kortikale Fenster-Technik für

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