מערכת הדמיית ניגודיות בלייזר עם נקודות שימשה למעקב אחר השינויים בזרימת הדם המיקרו-כלי דם בכליה במהלך איסכמיה-ריפרפוזיה חד-צדדית לאחר כריתת הכליה הימנית בעכברים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מערכת הדמיית ניגודיות בלייזר עם נקודות שימשה למעקב אחר השינויים בזרימת הדם המיקרו-כלי דם בכליה במהלך איסכמיה-ריפרפוזיה חד-צדדית לאחר כריתת הכליה הימנית בעכברים.
הדמיית ניגודיות בלייזר (LSCI) היא טכניקה לא פולשנית למדידת זרימת דם שטחית על פני שטחים גדולים. עם רזולוציית מרחב-זמן גבוהה, LSCI מכמת חלקית את שינויים בזרימת הדם ההטרוגניים באזורים שונים בתוך האזור המדום. כאן אנו מדגימים את הטכניקה של LSCI לתיעוד זרימת דם במהלך פגיעת איסכמיה-רפרפוזיה חד-צדדית (IRI) בעכברים. לאחר ניתוח הנפרקטומיה הימנית, מיקום העכבר ונקודת המוקד של המטרה של מערכת ה-LSCI הותאמו כדי להבטיח שהכליה השמאלית תהיה בשדה הראייה. סריקות LSCI בוצעו לפני, במהלך ואחרי איסכמיה של הכליה. יתרה מזאת, על ידי בחירת אזורי עניין (ROIs), זרימת הדם באזורים נבדקה בו-זמנית. שיטת LSCI מדגימה את הפרפוזיה המיקרווסקולרית של הכליה ומאפשרת מיפוי בזמן אמת של זרימת הדם. ניתן להשתמש בה למעקב אחר זרימת הדם המיקרווסקולרית ולהערכת השפעת התערבות על קינטיקת הרפרפוזיה וההומוגניות המרחבית במהלך IRI כלייתי של עכבר או מודלים דומים של בעלי חיים.
פגיעת איסכמיה-רפווזיה (IRI) היא אחת הסיבות המובילות לפגיעת כליה חריפה (AKI), הקשורה לתחלואה גבוהה ותמותה גבוהה במטופלים 1,2. השינוי בהמודינמיקה הכלייתית הוא אחד הגורמים הקריטיים ל-AKI1 המושרה על ידי IR. תפקוד מיקרו-זרימתי המופעל על ידי IR הוא סיבה מרכזית להתפתחות פציעות, המובילה למחסור בחמצן ולפגיעהבתאים 3,4. לכן, ניטור שינויים בזרימת הדם בזמן אמת הוא שיטה יעילה להבטחת איסכמיה מוצלחת או ריפרפוזיה לכליה ולהערכת דרגת ה-IRI במודלים של בעלי חיים להפרעה.
ישנן טכניקות רבות למדידת פרפוזיה מיקרווסקולרית של רקמות, כולל פלומטריית דופלר בלייזר (LDF)5, הדמיית אוטופלואורסצנציה של ניקוטינמיד, אדנין דינוקלאוטיד דהידרוגנאז (NADH) 6,7,8, הדמיית אינפרא-אדום9, ואנגיוגרפיה אינדוציאנין גרין (ICG)10. ביניהן, הדמיית אינפרא-אדום ודימות אוטופלואורסצנציה NADH מודדות בעקיפין את הפרפוזיה המיקרווסקולרית. LDF, באמצעות גלאי אופטי, עוקב רק אחרי זרימת דם אזורית5, וסריקת LDF אינה מהירה מספיק כדי לעקוב אחרי שינויים בזמן אמת ברפוזיה מיקרווסקולרית ברקמה בתנאי I/R11. אנגיוגרפיה של ICG יכולה גם לזהות כלי דם חסומים בכליה10 אך דורשת מתן חומר ניגוד, מה שמגביל את השימוש בו למספר מוגבל של מדידות12. הדמיית ניגודיות בלייזר (LSCI) היא שיטה יעילה ולא פולשנית למעקב אחר מיקרופרפוזיה כליתית בזמן אמת13. הוא שימש ליצירת מידע מפותח במרחב הקשור לדינמיקת זרימת הדם. כאשר קרן קוהרנטית מאירה על משטח מחוספס, גלי האור המוחזרים או המפוזרים יתערבו זה בזה בשל הבדלים זעירים במסלול, ויצרו התפלגות אקראית של דפוסי נקודות בהירות וכהות, הידועות כ"נקודה נקודה". LSCI ממפה את מהירות זרימת הדם ברקמות שטחיות על ידי ניתוח מידת הטשטוש של "הנקן הדינמי" הנוצר כאשר אור הלייזר מקרין את הרקמה 12,14,15. במחקר זה, מערכת LSCI פעלה באורך גל לייזר של 785 ננומטר ברזולוציה מרחבית של 3 מיקרון, שדה ראייה שניתן לכוונן בין 6.3 מ"מ × 4.7 מ"מ ל-42 מ"מ × 31 מ"מ, ומהירות הדמיה של עד 120 פריימים לשנייה, מה שאפשר מיפוי ברזולוציה גבוהה בזמן אמת של פרפוזיה מיקרווסקולרית קורטיקלית. לאור יתרונות אלו, LSCI יושם במגוון הקשרים ניסיוניים וקליניים לניטור זרימת דם, כולל פצעי כוויות16, פרפוזיה רשתית17, זרימת דם מוחית18, וושט19 ומעי20.
יש לציין כי LSCI מעריך בעיקר את הפרפוזיה ברקמה שטחית, מספק ערכי זרימה יחסיים ולא מוחלטים, ויכול להיות מושפע מתכונות אופטיות של הרקמה וארטיפקטים של תנועה. מאפיינים מובנים אלו נלקחים בחשבון בעת פירוש נתוני ההדמיה.
עבודה זו, תוך שימוש במודל הכולל נפרקטומיה ימין להקל על חשיפה ודימות של הכליה הנגדית, עקבה אחר השינויים בפרפוזיה מיקרווסקולרית לפני, במהלך ואחרי האיסכמיה במודל עכבר I/R חד-צדדי באמצעות LSCI והדגימה את ההטרוגניות המרחבית של זרימת הדם על פני הכליה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל נהלי בעלי החיים עמדו במדריך NIH לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדה ובמדריך לטיפול ושימוש בבעלי חיים במעבדה, ואושרו על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים מוסדיים של אוניברסיטת שנטו. כדי לבטל הבדלים מבוססי מגדר וזן בהשפעות IRI, נעשה שימוש רק בעכברים זכרים מסוג C57BL/6N במחקר. כל העכברים הותאמו בגיל ובמשקל כדי להשיג תוצאות דומות. גודל מדגם של n = 5 שימש, בהתאם למחקרים מתודולוגיים קודמים שהשתמשו ב-LSCI לאימות טכני21. בעלי החיים קיבלו טיפול הומני והושמתו לאחר הניסויים באמצעות שאיפתCO2 . החומרים והציוד בהם משתמשים מופיעים בטבלת החומרים.
לפני תחילת ההליך, הפעל את מערכת הדמיית הניגוד בלייזר עם הכתמים. המערכת ששימשה במחקר זה פועלת באמצעות לייזר 785 ננומטר. הגדר את מרחק העבודה לכ-15-20 ס"מ מעל שדה הניתוח. המערכת מחשבת את זרימת הדם ביחידות פרפוזיה של לייזר (LSPU) בהתבסס על אלגוריתם הניגודיות המרחבית. ודאו שהכלי מחומם ויציב לפני ההתקדמות.
1. הכנת בעלי חיים ולפרוטומיה
2. נפרוקטומיה ימין
3. ניטור זרימת דם כלייתי באמצעות הדמיית ניגודיות בלייזר Speckle (LSCI) במהלך איסכמיה-רפווזיה
4. החלמה וטיפול לאחר הניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה נועד לזהות שינויים בזרימת הדם הכלייתי במהלך AKI המושרה על ידי IR. לכן, השתמשנו במודל עכבר נפוץ הכולל ניתוח נפרקטומיה ימין (איור 1A) ואחריו הליך IR בכליה הנגדית (איור 1B). מכיוון שנדרש ניטור בזמן אמת של זרימת הדם במהלך IRI, כל המניפולציות על העכברים בוצעו באזור המכשיר לאורך כל התהליך (איור 1C).
לאחר קביעת פרמטרי המכשיר והתאמת שדה הראייה, ביצענו תחילה מדידת זרימת דם...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עבודה זו מתארת את יישום מערכת LSCI לוויזואליזציה ברזולוציה גבוהה בזמן אמת של דינמיקת זרימת דם מיקרווסקולרית כלייתית במהלך IRI בעכברים. הפרוטוקול מציע יתרון משמעותי על פני מדידות קצה מסורתיות או שיטות עם רזולוציה מרחבית מוגבלת, כגון LDF, בכך שהוא מספק מפת פרפוזיה דו-ממדית שתופסת הטרוגניות אזורית בתוך מיקרוסירקולציית הכליה. היעילות והשימושיות של LSCI לניטור בזמן אמת תוך ניתוח הן חוזקות מרכזיות של שיטה זו.
על ידי מעקב אחר השינויים בזרימת הדם לפני, במהלך ואחרי איס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
עבודה זו מומנה על ידי תוכנית המחקר החדשנית של אוניברסיטאות מחוז גואנגדונג (2022KCXTD009).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מיכל סופג (להרדמה) | חברת שנזן לאיוואה ביוטכנולוגיה בע"מ, סין | 10-0210 | |
| אלכוהול, רפואה (75%) | הנגליה, שינג'יאנג, סין | לא זמין | חומר חיטוי עור |
| מאדה הרדמה | מידמרק | https://www.midmark.com/animal-health/products/anesthesia/detail/matrx-vip-3000-veterinary-vaporizer | |
| מטליות כותנה | חברת Qingdao Hainuo Biological Engineering בע"מ, סין | https://www.hainuocn.com/index/detail/448.html | |
| קרם הסרת שיער | VEET | https://www.veet.com.cn/jingchun/whx | |
| תחבושת גזה | Winner Medical Co., Ltd, שנזן, סין | https://www.winnermedical.com/gauze-bandage.html | |
| כרית חימום | רנצ'יו דינגשנג ציוד חימום בע"מ, סין | HD-1902 | לשמירה על טמפרטורת גוף |
| תמיסת יודופור | טאיקסינקאנג, ג'ינשיאן, סין | https://www.11467.com/nanchang/co/120661.htm | חומר חיטוי לעור |
| איזופלוראן | RWD Life Science בע"מ, סין | R510-22-10 | הרדמה בשאיפה |
| מערכת הדמיית ניגודיות בלייזר ספקל (LSCI) | חברת הטכנולוגיה האופטואלקטרונית של חוביי שונווי, סין | סים BFI HR PRO | מערכת מקבילה ל-MoorFLPI-2 |
| מלוקסיקאם | קילו מוצרי בריאות בעלי חיים בע"מ, סין | https://en.qiludb.com/companion_animal/500.html | 0.2 מ"ג לכל ק"ג משקל גוף; משכך כאבים |
| מיקרו-קלאמפ | Shanghai Medical Instrument(Group) Co., Ltd, סין | W40140 | מהדק כלי דם |
| סליין רגיל (0.9% נתרן כלוריד) | Cisen Pharmaceutical Co., Ltd, סין | https://www.cisen-pharma.com/index/shows?catid=42&id=62 | |
| תפר קלוע משי (6-0) | יאנגג'ואו פודה מדיקל מכשור בע"מ, סין | http://www.fdma.com.cn/products_detail/12.html | לצורך קשירת כלי |
| תפר קלוע משי (7-0) | Wego Terumo (Weihai) Medical Products Co., Ltd, סין | https://www.weigaoholding.com/ | לסגירת פצעים, תפרים ניתוחיים לא נספגים עם המחט המעוקלת |
| מזרק (1 מ"ל) | שנדונג אנדה ציוד רפואי בע"מ, סין | https://www.andehealthcare.com/html/chanpinzhanshi/Medication-Delivery/syringes/131.html | עם מחט 26 G |
| טריברומואתנול | סיגמא-אלדריץ' | T48402-100G | פתרון של 2.5%; הרדמה בהזרקה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.