מיקרוסקופ לוקליזציה אולטרסאונד למיפוי ברזולוציה גבוהה של מיקרו-כלי דם במוח המכרסמים

המחקר שלנו נועד לאפיין את ארכיטקטורת זרימת המיקרווסקולר של המוח, תוך שיפור שיטות אולטרסאונד ברזולוציה על. פיתוחים אחרונים שיפרו את מעקב המיקרובועות וחיזקו את צינורות העיבוד ליצירת פרוטוקולים יציבים יותר למיפוי כלי דם ברזולוציה על-גבוהה באמצעות ULM. כדי להתחיל, הניחו עכבר מורדם על מסגרת סטריאוטקסית עם כרית חימום מכוונת ל-37 מעלות צלזיוס.

באמצעות לחץ חזק אך לא מזיק, לחץ את האצבע או הזנב כדי לבדוק היעדר רפלקסים ולוודא עומק הרדמה מספק. מרחו משחת עיניים על שתי העיניים כדי למנוע כיב עיניים והיווצרות קטרקט במהלך ההליך. עכשיו, תגלח את ראש העכבר עם גוזם.

מרחי קרם להסרת שיער. תן לזה לשבת דקה עד דקה וחצי, ואז לשטוף היטב במים חמים ולייבש עם גזה. לאחר מכן, מרחו ג'ל אולטרסאונד צנטריפוגי על הראש כדי להבטיח חיבור אקוסטי.

לקטטריזציה של וריד הזנב, השתמשו בסט עירוי 27 גייג' חצי אינץ' מחובר למחט 18 גייג' חצי אינץ' עם שמונה אינץ' של צינור. קצרו את הצינור, אם אפשר, כדי למזער נפח מת. סובבו בעדינות את זנב החיה ב-90 מעלות כדי לחשוף את ורידי הזנב הצידיים.

לאחר מכן לקבע את הזנב במקומו עם סרט דבק כדי לשמור על יציבות ולמנוע תנועה במהלך הקטטריזציה. עכשיו, זהה את וריד הזנב. כדי לשפר את נראות הוורידים, חממו את הזנב במים פושרים כדי לעודד הרחבת כלי דם.

באמצעות אצבע, לחץ בעדינות על בסיס הזנב, והחליק אותו לכיוון אתר ההזרקה נגד כיוון זרימת הדם. הכנס את המחט במקביל לווריד כשהזדלת פונה כלפי מעלה. בדוק את הצינור לפלאשבק דם כדי לוודא את מיקום המחט הנכון.

על מערכת ההדמיה, השיק את תוכנת רכישת האולטרסאונד הפונקציונלית וצור סשן ניסוי חדש. כוון את מיקום גלאי האולטרסאונד. עכשיו, התחילו את רכישת התצוגה החיה בתוכנה, וכווננו את הגשוש בזמן אמת באמצעות הדמיית Power Doppler כדי למרכז את המוח על המסך.

אופטימיזציה של פרמטרי ההדמיה, כגון ניגודיות ודחיסה, כדי לשפר את איכות הוויזואליזציה. לאחר מכן, פתח את תפריט Angio 3D בתוכנת הרכישה. כוון את פרמטרי הסריקה כך שיכסו את המוח במלואו, ואז מתחיל את רכישת הסריקה.

שמרו על תוכנת הרכישה פתוחה, וכאשר Angio 3D מוכן, השקו את תוכנת IcoStudio לניתוח והדמיה. טען את סריקת Angio 3D לסקירה. נווט ללוח רישום המוח, ורשם את סריקת Angio 3D במצב אוטומטי מלא או ידני.

שמור את הרישום שהושלם כקובץ BPS. עכשיו, פתח את תפריט הניווט של Brain וגלול למטה ללוח מנהלי Atlas. השתמש במנווט עץ ההורה והילד כדי לדפדף באטלס המוח של עכבר אלן, ובחר את האזורים האנטומיים הרצויים לשכבה בפאנל התלת-תצוגות.

בחר מישור הדמיה שמשתלב עם האזורים הנבחרים. בתצוגה הקורונלית, מניחים ידנית שני סמנים כדי להגדיר את פרוסת ההדמיה הרצויה. לאחר מכן, לחץ על BPS Positioning כדי לחלץ את קואורדינטות המנוע של מישור ההדמיה שנבחר.

עיין בתצוגה המקדימה של התמונה מסריקת Angio 3D, ולחץ על העתק קואורדינטות BPS. עבור לתוכנת IcoScan ופתח את לוח ה-Move probe. לחץ על Neuronavigation, הדביק את הערכים שהועתקו, ואפשר למערכת ליישר אוטומטית את הגשושית עם מישור ההדמיה הנבחר.

לאחר מכן, התחל הדמיה חיה כדי לוודא שמישור ההדמיה הנוכחי תואם למישור שנבחר קודם. באמצעות מזרק סטרילי, הזרקו חמישה מיליליטר של תמיסת כלורייד נתרן 0.9% לתוך בקבוקון המיקרובועה של חומר הניגוד באולטרסאונד דרך המחיצה. ערבב את הבקבוקון בעוצמה במשך 20 שניות כדי להחזיר את המיקרו-בועות ולהבטיח פיזור אחיד.

הגדר מראש את פרמטרי ההקלטה, כולל רצף האולטרסאונד, קצב פריימים ומשך ההקלטה הכולל. לאחר מכן, יש למשוך את נפח המיקרובועות הרצוי להזרקה ולהתחיל ברכישה. לאחר תחילת הרכישה, הזרקו 100 מיקרוליטר לעכברים באמצעות הדילול המתאים.

אשר שיפור הניגודיות בפאנל הוויזואליזציה החיה. יש לשטוף מיד את שאר המיקרובועות בנפח המת על ידי הזרקת נוזל פיזיולוגי לקטטר. חכה לסיום הרכישה, ושמור את הנתונים המוקלטים.

פתח את תוכנת Icolab, ולחץ על לשונית מיקרוסקופיית מיקום אולטרסאונד. לאחר מכן, לחץ על Compute ULM maps כדי להתחיל את תהליך העיבוד. בחר את תיקיית המקור שמכילה את הנתונים שנרכשו בעבר.

לאחר מכן, בחר את קובץ הסריקה הספציפי לעיבוד והתאים את גבולות זמן העיבוד לפי הצורך. לחצו על הבא כדי לעבור לשלב הדיווח. הגדר את נתיב תיקיית הפלט לשמירת הקבצים המעובדים, והגדר את פרמטרי הוויזואליזציה לתמונות הדוח.

עכשיו לחץ על Run כדי להתחיל לעבד את הנתונים. לאחר סיומו, ייווצר קובץ TRK המכיל קואורדינטות מיקרובועות מקומיות, יחד עם קבצי TIFF המייצגים צפיפות, מהירות ומשרעת מפוזרת לאחור. טען את קובץ ה-TRK ל-IcoStudio כדי להתחיל לחקור את הנתונים המעובדים.

לאחר מכן, השתמשו בפאנל הימני ב-IcoStudio כדי להתאים פרמטרי ויזואליזציה כמו ניגודיות, דחיסה ומיפוי צבעים לשיפור ייצוג הנתונים. כדי לקבוע את זמן האינטגרציה, כוון את הסליידר הכפול הממוקם בתחתית התצוגה הראשית כדי להגדיר את מסגרות ההתחלה והסוף לניתוח. לשונית הצפיפות מציגה את התפלגות הופעות המיקרובועות.

בחר בין צפיפות מוחלטת לצפיפות כיוונית. לאחר מכן, לחצו על לשונית המהירות כדי להציג מהירות מיקרובועה במילימטרים לשנייה באמצעות מצבים אבסולוטיים, כיווניים, ציריים וצידיים. כוון את ספי הניגודיות, הדחיסה והמהירות כדי לשפר את בהירות התמונה.

לאחר מכן חקור את לשונית Backscatreed Amplitude כדי לצפות בהשתקפות מיקרובועה, שמגבירה ניגודיות, וחושפת מבנים מיקרווסקולריים ותנועה מחוץ למטוס. ייצוא תמונות כ-PNG ברזולוציה גבוהה, או יצירת קבצי TIFF לניתוח כמותי עם גודל פיקסל מותאם אישית. מפות צפיפות מיקרובועות של פרוסת מוח עכברוש קורונלית שנרכשה באמצעות ULM פתרו הן כלי דם גדולים והן מבנים קפילריים עדינים, וחשפו טופולוגיה וסקולרית מפורטת, כולל פיצוצים ודפוסי הסתעפויות.

מפת המהירות של אותו פרוסת מוח הראתה זרימה כיוונית אקסיאלית ברורה, כאשר זרימה כלפי מעלה מייצגת ניקוז ורידי, וזרימה כלפי מטה התואמת פרפוזיה עורקית, בהתאם לארכיטקטורה הידועה של כלי דם קורטיקליים. מפת המשרעת המפוזרת סיפקה ניגודיות תלויה בעומק, והדגישה כלי שיט בהתאם למיקומן בגובה, שימושי לחלוקת כלי שיט מחוץ למישור או בעלי משרעת נמוכה. מפות צפיפות כלי דם שנרכשו חולשה אחת באותו עכבר הראו חפיפה מרחבית חזקה, מה שמאשר את השחזוריות של מיקוד מישור קורונלי באמצעות מערכת מיקום המוח.

ניתוח כמותי של הקורטקס הסומטוסנסורי השמאלי לאורך מפגשים הראה התפלגויות דומות ברדיוס כלי הדם, במהירות ובקצב הזרימה, מה שהדגים שחזוריות מדידה. שחזוריות דומה נצפתה באזור התלמוס השמאלי, עם ערכים עקביים לרדיוס, מהירות וקצב זרימה בין שבוע ראשון לשבוע שני. מחקר זה קובע כי מיקרוסקופ מיקום אולטרסאונד יכול להפיק באופן אמין מפות סופר-רזולוציה של מבנה וזרימת המיקרווסקולר ב-vivo.

פרוטוקול זה ממלא את הצורך בהליך סטנדרטי שמאפשר רכישת ULM חזקה במכרסמים חיים באמצעות מערכת אולטרסאונד פונקציונלית ייעודית.