Bildgebung und Quantifizierung des hepatischen Gefäßsystems von Mäusen mittels ultraschnellem Doppler-Ultraschall

Unsere Forschung konzentriert sich auf die nicht-invasive ultraschnelle Ultraschallbildgebung der Leber mit Hilfe einer kommerziell erhältlichen Ultraschallplattform. Ziel ist es, die Bildgebungs- und Analyseprozesse zu rationalisieren, anatomische Referenzen bereitzustellen und die quantitative und qualitative Beurteilung des Lebergefäßsystems zu verbessern. Zu den jüngsten Entwicklungen auf unserem Gebiet gehört der ultraschnelle Ultraschall, der einen kleinen Blutfluss in kleinen Gefäßen erkennt, die Empfindlichkeit mit dem Kontrastmittel erhöht und die räumliche Auflösung verbessert.

Dies wird durch Übertragungen mit ebenen Wellen, die Erhöhung der Bildrate und die Bereitstellung detaillierter Blutvolumenschätzungen in jedem Pixel erreicht. Aktuelle Technologien, die in der Forschung auf unserem Gebiet zu finden sind, sind die ultraschnelle Ultraschallbildgebung und die 3D-Mikro-CT. Diese Werkzeuge, kombiniert mit dem erweiterten Verständnis der Leberanatomie, verbesserten die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ultraschallbildgebung in Mausmodellen.

Wir haben ein nicht-invasives, ultraschnelles Ultraschallbildgebungsprotokoll für das Lebergefäßsystem der Maus etabliert, das eine präzise Blutvolumenmessung ohne Kontrastmittel ermöglicht. Zu unseren Ergebnissen gehören ein standardisiertes Verfahren zur Datenanalyse, eine robuste vaskuläre Parametrisierung und eine klare Visualisierung anatomischer Strukturen, die eine genaue und reproduzierbare Mikrozirkulationsbewertung gewährleisten. Unser Protokoll bietet eine nicht-invasive, hochempfindliche Leberbildgebung ohne Kontrastmittel, die einen langsamen Blutfluss und kleine Blutgefäße erfasst.

Es verbessert die Genauigkeit durch die Entfernung von Bewegungsartefakten, eine standardisierte Quantifizierung und einen klaren anatomischen Überblick und zeigt präzise, reproduzierbare Messungen. Positionieren Sie zunächst die vorbereitete betäubte Maus auf dem Heizkissen. Trimmen Sie den Bauch des Tieres vorsichtig mit einem Tierarzttrimmer, ohne Kompression auf Brust oder Bauch auszuüben. Dann.

Tragen Sie die Enthaarungscreme nicht länger als zwei Minuten auf. Entfernen Sie die Enthaarungscreme und reinigen Sie sie vorsichtig mit warmem Wasser. Positionieren Sie das Tier anschließend dorsal auf einem Heizkissen und sichern Sie die Pfoten vorsichtig mit Klebeband.

Befeuchten Sie die Haut mit etwas warmem Wasser. Tragen Sie das zentrifugierte Ultraschall-Transmissionsgel mit einer 20-Milliliter-Spritze direkt auf die rasierte Haut auf. Platzieren Sie dann den 3D-gedruckten Wassertank über dem Tier.

Überprüfen Sie, ob sich zwischen dem Ultraschallübertragungsgel und dem Polymethylpenten-Thermoplast des Wassertanks Luft befindet, und füllen Sie dann Wasser in den Tank. Nachdem Sie die Maus für den ultraschnellen Doppler-Ultraschall vorbereitet haben, starten Sie die Software, erstellen Sie eine experimentelle Sitzung auf dem System und starten Sie die Scan-Software. Klicken Sie im Popup-Fenster auf Ja, um die Motoren zu zentrieren.

Um eine neue experimentelle Sitzung zu erstellen, wählen Sie Sitzung aus dem Menü aus. Geben Sie im Sitzungsfenster die erforderlichen Informationen ein, einschließlich Projekt, Betreff, Sitzung, Benutzername, Kommentar und Tag. Klicken Sie auf Bestätigen.

Laden Sie als Nächstes eine ultraempfindliche Doppler-Ultraschallsequenz mit 10 Millisekunden mit der Taste zum Laden der Sequenz. Definieren Sie die Abbildungstiefe zwischen einem und 50 Millimetern, mit einer maximalen abbildbaren Tiefe von 50 Millimetern. Um Visualisierungsparameter auszuwählen, wählen Sie Doppler, um das Gefäßsystem abzubilden.

Wählen Sie die Bildkomprimierungsmethode: logarithmisch, Quadratwurzel oder linear. Alternativ können Sie den Kontrastbereich automatisch oder manuell mit den Schiebereglern für hohe und niedrige Kontrastoptionen anpassen. Um die Farbzuordnungsskala von Schwarz nach Weiß auszuwählen, aktivieren Sie die Option Grau oder von rötlichem Schwarz bis Gelb, aktivieren Sie Hot.

Wählen Sie die Bildgebungsebene basierend auf anatomischen Orientierungspunkten aus. Wechseln Sie zwischen der Visualisierung des Doppler- und des B-Modus, um sich mit der Anatomie der Leberlappen und des Gefäßsystems vertraut zu machen. Klicken Sie auf das Stopp-Symbol, um die Live-Ansicht zu stoppen.

Navigieren Sie nun zum Menü "Sonde verschieben", um die Sonde anzupassen und eine Ebene auszuwählen. Bereiten Sie zunächst das Tier für die Bildgebung vor und positionieren Sie die Sonde im Wassertank. Führen Sie den Sondenbetrieb und die Ebenenauswahl durch und starten Sie dann eine Dopplererfassung mit einer Bildrate von 10 Millisekunden.

Gehen Sie zum fUS 2D-Menü, um hämodynamische Variationen im Zeitverlauf an einer bestimmten Position darzustellen. Stellen Sie auf der Registerkarte "Vorgabe" die Zeit zwischen den Bildern auf null Sekunden ein, um einen kontinuierlichen Modus ohne Pause zwischen den Bildern auszuwählen, und definieren Sie dann die Gesamtaufnahmedauer in Sekunden. Drücken Sie dann die Aufnahmetaste, um die 2D-Aufnahme zu starten.

Sobald die Aufnahme beendet ist, drücken Sie die Stopp-Taste. Geben Sie einen Namen für die erfasste Aufzeichnung an, um die Datei in einem Scanformat im Sitzungsordner zu speichern. Am Ende jeder Aufnahme erscheint ein Popup-Fenster, in dem Sie die Daten automatisch speichern können.

Öffnen Sie das Analyseskript gui_analysis.m. Wählen Sie den Scan aus und legen Sie 10 interessante Bereiche mit einer Voxelgröße von zwei mal zwei fest. Wählen Sie 40 Millisekunden für jeden Frame aus, um die Doppler-Integration durchzuführen.

Zeichnen Sie dann die Gefäßperipherie des Organs so, dass die 10 ROIs automatisch zwischen deutlich sichtbaren Arterien vorpositioniert werden und bei Bedarf manuell angepasst werden können. Um das mittlere Leberblutvolumen in beliebigen Einheiten der insgesamt 10 ROIs zu quantifizieren, schätzen Sie automatisch den Mittelwert und die Standardabweichung der ruhigen Rahmenwerte innerhalb der 30-Sekunden-Aufzeichnung.