Parenchymateuse, vasculaire et métabolique haute fréquence non-invasive par ultrasons et Photoacoustique Rat imagerie cérébrale profonde

L’objectif global de cette procédure est d’effectuer des ultrasons non invasifs à haute fréquence et une imagerie photoacoustique sur le cerveau du rat pour visualiser les régions sous-corticales profondes et leurs motifs vasculaires. Pour ce faire, il faut d’abord préparer l’animal à l’imagerie par l’épilation et le positionnement approprié de l’animal. Sur une station d’échographie et d’imagerie photoacoustique, plan de travail, le transducteur est placé, en l’alignant sur l’axe virtuel, en connectant l’oreille à l’œil pour obtenir un faisceau optimal.

Focalisation, l’animal est alors positionné pour l’acquisition d’images à partir de la vue temporelle. Après l’acquisition d’images anatomiques, des images vasculaires sont acquises pour visualiser les vaisseaux sanguins internes du cerveau ainsi que pour déterminer la circulation sanguine, les vitesses et les directions. La teneur totale en hémoglobine du sang et le degré d’oxygénation peuvent également être déterminés.

L’animal est ensuite positionné pour l’acquisition d’images à partir de la vue occipitale, suivie d’une acquisition d’images anatomiques et vasculaires cérébrales par ultrasons et photoacoustiques. En fin de compte, la méthode photoacoustique est utilisée pour montrer des images anatomiques du cerveau et des paramètres vasculaires physiologiques après son développement. Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs en neuro-imagerie pour explorer les structures physiologiques, vasculaires et anatomiques.

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans les maladies cérébrales telles que les accidents vasculaires cérébraux et la dégénérescence neurologique, car elle peut donner des informations spécifiques sur les fonctions neurologiques. Pour commencer, placez le rat à l’intérieur de la chambre de fluor appropriée pour l’anesthésier comme décrit dans le protocole de texte. Une fois que l’anesthésie fait effet, retirez le rat et pesez-le.

Étalez une fine couche de gel ophtalmique soluble dans l’eau sur les yeux de l’animal pour les protéger et maintenir l’hydratation physiologique oculaire. Ensuite, déposez le rat sur le plan de travail d’une station d’échographie et d’imagerie photoacoustique, et positionnez rapidement le nez à l’intérieur du masque approprié, fournissant un flux d’anesthésie constant pour raser l’animal. Étalez une couche uniforme de cheveux, en enlevant la crème sur la surface de la tête, en couvrant les zones entourant les oreilles et le cou.

Après avoir laissé agir la crème pendant plusieurs minutes, retirez-la délicatement à l’aide d’une spatule. Enlevez délicatement tous les restes de crème à l’aide d’une éponge humide pour nettoyer la peau avec précision. Pour positionner le rat, disposez l’animal en position d’aigle écarté.

Appuyez sur la pause sur les capteurs de paramètres vitaux sur le plan de travail après avoir appliqué quelques gouttes de crème pour électrodes pour surveiller les signes vitaux. Enfin, fixez les membres avec un patch en soie artificielle hypoallergénique. Disposez ensuite une couche consistante de gel de transmission d’ultrasons hydrosoluble hypoallergénique sur la tête de l’animal.

Couvrez la tête du transducteur avec une fine couche du même gel et mettez-la en contact avec la couche sur le rat. Soulevez la tête de l’animal et faites-la pivoter légèrement d’un côté. Utilisez un rouleau de coton comme support en gardant le museau bien inséré dans le masque d’anesthésie.

Inclinez le plan de travail à un angle d’environ 30 degrés par rapport au plan horizontal. Tournez le capteur d’image à un angle d’environ 30 degrés par rapport au plan vertical. Pour l’acquisition d’images anatomiques et vasculaires par ultrasons et photoacoustiques, activez le balayage d’imagerie.

Entrez dans l’acquisition d’image en mode B et réglez correctement tous les paramètres d’acquisition d’image pour respecter les exigences possibles de l’expérience. Réglez la fréquence du centre d’émission aussi bas que possible afin d’avoir la profondeur de pénétration maximale pour le transducteur. Démarrez l’acquisition d’images en mode B et ajustez le positionnement de la sonde en temps réel en identifiant les références anatomiques et en centrant la région d’intérêt sur le point médian du moniteur.

Placez le transducteur pour l’aligner sur l’axe virtuel, en connectant l’oreille à l’œil pour obtenir un faisceau optimal. Focalisation. Acquérez différentes vues du volume interne du cerveau par rotation dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. S’assurer que la région cérébrale d’intérêt se localise à 10 millimètres de profondeur par rapport à la source du transducteur laser à ultrasons afin de recevoir un signal de réponse photoacoustique optimal.

Ensuite, entrez en mode Doppler couleur pour visualiser les vaisseaux sanguins internes du cerveau de manière très sensible. Choisissez ensuite le paramètre d’acquisition souhaité défini en couleur. Mode Doppler.

Acquérez des images dans cette modalité pour distinguer la circulation sanguine, les vitesses et les directions jusqu’à plusieurs millimètres de profondeur de pénétration. Entrez en mode Doppler à ondes pulsées et acquérez des images pour détecter la pulsation sanguine des artères et pour différencier les artères et les veines. Maintenant, entrez en mode Doppler de puissance et définissez les paramètres d’acquisition pour effectuer une quantification du signal sur la base du nombre d’événements de diffusion causés par le mouvement du flux afin d’évaluer les différences de débit.

Ensuite, entrez en mode photoacoustique et affinez correctement les paramètres d’acquisition pour collecter des données sur la teneur en hémoglobine totale du sang ou le degré d’oxygénation dans une zone donnée En produisant une excitation laser sur tout un spectre de longueurs d’onde, l’absorption de l’hémoglobine totale présente dans différents états chimiques à l’intérieur d’un tissu peut être quantifiée pour imager du point de vue occipital. Gardez l’animal en position couchée, abaissez la tête de l’animal et utilisez de petits rouleaux de gaze de coton comme supports latéraux pour organiser correctement la position de l’animal. Tournez le transducteur d’imagerie parallèlement au plan transversal de la tête de l’animal pour l’acquisition d’images anatomiques et vasculaires par ultrasons et photoacoustiques.

Entrez dans l’acquisition d’image en mode B et définissez tous les paramètres d’acquisition d’image. Comme précédemment, étalez les couches de gel à ultrasons nécessaires sur la sonde et sur la nappe de l’animal. Visualisez les vaisseaux sanguins internes du cerveau en mode Doppler de puissance en réglant correctement les paramètres d’acquisition.

Localisez les artères intensément pulsées en mode Doppler à ondes pulsées. Collectez des données sur les vitesses et les directions de la circulation sanguine en mode Doppler couleur en adaptant correctement les paramètres d’acquisition. Après avoir enregistré toutes les données acquises, désactivez l’impulsion laser en sortant du mode d’acquisition photoacoustique et éloignez le transducteur tout en maintenant l’animal sous l’effet anesthésique.

Commencez à le nettoyer en retirant délicatement le gel protecteur des yeux avec le coton-tige humide, utilisez une spatule et plusieurs serviettes en papier pour retirer complètement le gel à ultrasons de la tête et du museau. Nettoyez-les ensuite avec une éponge humide. Veillez à ne pas endommager la peau délicate et rasée.

Retirez le patch adhésif utilisé pour fixer les membres et déconnectez les membres des capteurs qui surveillent les paramètres physiologiques. Transférez rapidement l’animal du plan de travail d’acquisition vers une autre cage pour aider l’animal à se rétablir comme décrit dans le protocole textuel. Cette méthode permet d’imager en profondeur à la fois des structures anatomiques de référence spécifiques et des vaisseaux sanguins à une résolution spatiale relativement élevée.

Vous trouverez ici des images résolues de l’artère cérébrale moyenne ou MCA qui naît de l’artère carotide interne ou ICA, et se divise en deux ou plusieurs branches qui entourent finalement les lobes corticaux. L’imagerie acoustique basée sur le Doppler révèle de petites branches, tandis que les informations directionnelles du courant sanguin sont disponibles avec l’acquisition Doppler couleur. La caractéristique de l’artère MCA est confirmée par la technique des ultrasons à ondes pulsées.

On voit ici l’acquisition en mode onde pulsée à travers le foramen temporal pour l’individuation des références vasculaires. Le signal photoacoustique de l’hémoglobine contenue dans les globules rouges circulants peut être détecté et analysé pour recueillir des données sur son état oxydatif moléculaire et pour calculer la saturation en oxygène du sang. La teneur hématique en oxygène peut être corrélée aux données soniques afin de confirmer la discrimination du sang artériel du sang veineux.

Le tissu parenchymateux cérébral a également été enregistré avec une modalité photoacoustique dans la projection occipitale pour montrer la caractérisation vasculaire dans le tracé spectral. Avec ce spectre, il est possible de distinguer le signal dérivé des vaisseaux artériels et veineux. Le principal avantage de cette technique par rapport à la méthode existante est que l’anatomie du cerveau et le comportement vasculaire associé peuvent être étudiés avec le mode d’imagerie photo sans cicatrice crânienne d’humeur.

Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’enregistrer les propriétés du cerveau parenchymateux et vasculaire et comment enregistrer en temps réel l’oxygène. Le taux d’hémoglobine change dans le tissu cérébral.