Name: Valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-24T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 44 s
Description: Impara a utilizzare la tomografia a coerenza ottica spettrale per valutare le strutture oculari in vivo nei modelli di malattie retiniche e del glaucoma nei roditori. Questo metodo consente di monitorare lo spessore retinico e le modifiche oculari nel tempo.

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Questo lavoro è stato supportato dal Department of Veterans Affairs Rehab R&D Service Career Development Awards (CDA-1, RX002111; CDA-2; RX002928) a RSA, Merit Award (RX002615) e Research Career Scientist Award (RX003134) a MTP, Career Development Award (CDA-2, RX002342) ad AJF, EY028859 a MTP, NEI Core Grant P30EY006360, Research to Prevent Blindness e Foundation Fighting Blindness.

Tutte le procedure descritte sono state approvate dall'Atlanta Veterans Affairs Institutional Animal Care and Use Committee e conformi alla guida del National Institutes of Health per la cura e l'uso degli animali da laboratorio (NIH Publications, 8aedizione, aggiornata nel 2011).
NOTA: il sistema SD-OCT utilizzato per sviluppare il protocollo riportato di seguito è descritto nella tabella dei materiali. Sebbene alcune procedure siano specifiche di questo particolare sistema, l'approccio globale può essere adattato ad altri dispositivi OCT e modelli animali. Inoltre, nel nostro laboratorio, questi protocolli sono comunemente usati nei topi e nei ratti; tuttavia, l'approccio generale può essere adottato per diversi modelli animali e dispositivi SD-OCT a condizione che un individuo abbia l'obiettivo e le capacità corrette sul proprio dispositivo.
1. Impostare l'apparecchiatura per la tomografia a coerenza ottica
<ol><li>Aprire il software SD-OCT (Table of Materials).</li>
	<li>Definire chi sta assumendo l'OCT, lo studio e il braccio di trattamento (se pertinente). Assegna un nome a queste categorie in modo da aiutare i ricercatori a cercare le scansioni desiderate in seguito durante l'analisi dei dati.<ol><li>Nella scheda Paziente/Esame , fare clic su Test Examiner. Selezionare il nome dell'esaminatore. Utilizzare il pulsante Imposta esaminatori e medici per aggiungere nuovi esaminatori.</li>
		<li>Fare clic su Nome studio per definire lo studio . Fare clic sulla scheda Studio per aggiungere un nuovo studio o modificare i trattamenti in uno studio esistente. Fare clic a destra di Seleziona braccio di trattamento per selezionare un braccio di trattamento.</li>
	</ol></li>
	<li>Fare clic sul pulsante Aggiungi paziente , utilizzato per aggiungere un nuovo punto temporale per un intero gruppo. Quando viene visualizzata la finestra, immettere il numero ID, Nome e Cognome. Seleziona Maschio o Femmina. Inserisci la data di nascita.</li>
	<li>Fai clic sul pulsante Aggiungi esame per aggiungere i singoli ratti. Per identificare i ratti, fai clic su un esame. Fai clic su Modifica esame. Immettere il numero ID nella casella Immetti note . Fare clic sul pulsante Salva modifiche .</li>
	<li>Collegare l'obiettivo corretto al dispositivo (Figura 1B), selezionare la configurazione corrispondente nel software e comporre la posizione del braccio di riferimento associata. NOTA: Il sistema SD-OCT descritto ha lenti personalizzate, modelli di scansione preimpostati e impostazioni del braccio di riferimento specifiche per la specie animale e la regione dell'occhio da visualizzare (retina o cornea, topo o ratto). Alcuni di questi dettagli sono specifici del sistema SD-OCT descritto (vedere la tabella dei materiali). Ad esempio, non tutti i dispositivi offrono la regolazione manuale della lunghezza del percorso del braccio di riferimento .</li>
	<li>Nella scheda Paziente/Esame , fare doppio clic sull'esame evidenziato per passare alla scheda Imaging e iniziare l'imaging o semplicemente fare clic sulla scheda Imaging . Se è presente una scansione predefinita, fare clic con il pulsante destro del mouse per eliminarla.</li>
	<li>Caricare un protocollo di scansione preimpostato facendo clic sul pulsante Seleziona un protocollo dall'elenco . In alternativa, aggiungere singole scansioni.</li>
	<li>Per i modelli di ratto di glaucoma e retinopatia diabetica e i modelli murini di degenerazione retinica, scegliere un preset composto da quattro immagini: 2 scansioni OD e 2 OS. Per la miopia del mouse, scegli un preset composto da 8 immagini: 4 OD e 4 scansioni OS. NOTA: L'imaging preimpostato verrà spiegato più dettagliatamente nella Sezione 3. Questo è qualcosa che ogni laboratorio fa per se stesso o con il produttore durante l'installazione in loco.</li>
</ol>2. Anestetizzare l'animale
<ol><li>Somministrare anestetico.<ol><li>Anestetizzare ratti con ketamina (60 mg/kg) e xilazina (7,5 mg/kg) tramite iniezione intraperitoneale.</li>
		<li>Anestetizzare i topi con ketamina (80 mg/kg) e xilazina (16 mg/kg) tramite iniezione intraperitoneale.</li>
		<li>Attendere che gli animali siano completamente anestetizzati e non rispondano al pizzico delle dita dei piedi.</li>
	</ol></li>
	<li>Somministrare gocce di dilatazione della pupilla (1% tropicamide). Attendere che le pupille si dilatino prima di immaginare. NOTA: la dilatazione delle pupille aumenta il campo visivo ma non è un requisito. Le gocce di anestetico locale (cornea) (0,5% di tetracaina) per intorpidire l'occhio dovrebbero essere utilizzate anche se qualcosa toccherà l'occhio (ad esempio, se si applicano lenti a contatto o si utilizza una guida). Una guida è un dispositivo che viene posizionato sopra la testa di scansione e aiuta i principianti ad allineare l'occhio e la testa di scansione.</li>
	<li>Dopo aver anestetizzato il roditore, posizionare il roditore in un sistema di allineamento dei roditori che può ruotare l'animale nello spazio 3-dimensionale (Figura 1A, 1C e 1D). Fornire supporto termico. NOTA: Attualmente, utilizziamo sistemi di allineamento dei roditori per topi e ratti progettati e venduti con il dispositivo SD-OCT.</li>
	<li>Applicare liquidi (ad esempio, salini o lacrime artificiali) per mantenere gli occhi lubrificati. Assicurarsi che l'occhio non si asciughi durante l'imaging in modo che le proprietà ottiche dell'occhio siano mantenute tra le scansioni (quando la cornea è bagnata, la retina può essere vista chiaramente).<ol><li>Assicurati di mantenere l'umidità nell'occhio opposto durante la scansione del primo occhio in modo che non si asciughi.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilizzare una delicata pulizia per rimuovere la soluzione salina in eccesso poco prima dell'imaging, poiché troppo o troppo poco lubrificante sull'occhio influenzerà la qualità dell'immagine. NOTA: L'uso di gel lubrificante sterile non è raccomandato durante l'OCT poiché può interferire con l'imaging. Se necessario, dopo la procedura può essere utilizzato gel lubrificante sterile. Una lente a contatto può anche essere applicata per garantire un'adeguata umidità sull'occhio durante il test. Nella nostra esperienza, una lente a contatto non ha fornito un netto miglioramento della qualità dell'immagine, ma le lenti a contatto aiutano a ridurre il rischio di secchezza della cornea durante la sessione di imaging.</li>
</ol>3. Imaging OCT dei roditori
<ol><li>Inizia con un occhio (OS o OD) e immagina l'occhio controlaterale dopo.<ol><li>Posizionare l'animale usando i due movimenti rotazionali del sistema di allineamento dei roditori, in modo tale che lo sguardo sia orizzontale e guardando verso il basso l'asse della lente OCT (Figura 1D).</li>
		<li>Utilizzare lo Strumento di personalizzazione di Office in modalità Esecuzione libera per orientare la retina per la raccolta dei dati. Utilizzare la modalità Aim (facendo clic sul pulsante Mira) inizialmente per una visualizzazione continua delle scansioni B orizzontali e verticali in tempo reale.</li>
		<li>Spostare la testina di scansione più vicino all'occhio fino a quando la retina è visibile (poiché le lenti della retina del topo e del ratto sono a fuoco fisso, spostare la lente verso l'occhio si concentra più in profondità nella retina). Quindi utilizzare il sistema di allineamento dei roditori per regolare la posizione dell'animale su / giù e ruotare / ruotare per posizionare la testa del nervo ottico al centro, rendere orizzontale la scansione orizzontale e verticale la scansione verticale (Figura 1A).</li>
		<li>Regolare la distanza di lavoro in modo che l'immagine retinica sia piatta e non curva.</li>
		<li>Regolate la posizione del braccio di riferimento per mantenere l'immagine vicino alla parte superiore della finestra di visualizzazione. Fai attenzione a non spingere troppo lontano o l'immagine dell'occhio si capovolgerà su se stessa.</li>
	</ol></li>
	<li>Imaging retinico<ol><li>Per i modelli di glaucoma, degenerazione retinica e retinopatia diabetica: definire una scansione del volume composta da 1000 x 100 x 1 (scansioni A x scansioni B x scansioni B ripetute) per la media. Nei ratti, eseguire una scansione del volume di 3 x 3 mm. Nei topi, eseguire una scansione del volume di 1,5 x 1,5 mm.</li>
		<li>Centrare il nervo ottico nell'accesso orizzontale e verticale in modo che la scansione del volume sia al centro. Prenditi del tempo per assicurarti che la testa del nervo ottico sia al centro della scansione e dritta lungo gli assi nasale-temporale e superiore-inferiore (Figura 2). Scansiona e ricentra per assicurarti che sia esattamente al centro, se necessario. Ripetere questa scansione se necessario fino a quando la testa del nervo ottico è centrata e allineata lungo entrambi gli assi. Fai clic sul pulsante Istantanea per scattare una foto. NOTA: alcuni dispositivi SD-OCT hanno la possibilità di manipolare otticamente la curvatura dell'occhio (ad esempio, l'immagine è appiattita) regolando la distanza dell'occhio dalla sorgente luminosa con il braccio di riferimento. Si consiglia di appiattire e centrare le immagini quando si effettuano misurazioni dirette dello spessore attraverso gli strati retinici per migliorare la precisione lungo la direzione antero-posteriore.</li>
		<li>Fare clic sul pulsante Salva per salvare l'immagine.</li>
		<li>Fai una scansione radiale centrata sulla testa del nervo ottico che è 1000 x 4 x 20 (A-scan x B-scan x ripetute B-scans). Utilizzare ripetute scansioni B per migliorare la chiarezza dell'immagine dell'occhio o della retina, che aiuterà a interpretare le regioni dell'occhio o gli strati della retina durante l'analisi dei dati. NOTA: Ancora una volta, nei ratti questa scansione radiale è di 3 mm, mentre nei topi la scansione radiale è di 1,5 mm.</li>
		<li>Salvare l'immagine.</li>
		<li>Ripetere i passaggi da 3.1 a 3.2.5 nell'occhio controlaterale.</li>
	</ol></li>
	<li>Misure di lunghezza assiale<ol><li>Per i progetti che coinvolgono l'imaging dell'intero occhio, come la miopia del topo, eseguire tre scansioni dell'intero occhio e una scansione della retina per ciascun occhio. Scegli un preset che consiste in una scansione radiale di 500 x 20 x 1 e comprende l'intero diametro dell'occhio. NOTA: questa impostazione fornisce un'immagine dell'intera lunghezza dell'occhio del mouse dalla cornea alla coroide.</li>
		<li>Centrare il centro dell'occhio e la retina nel campo visivo. Prendi tre scansioni radiali (scansioni dell'occhio intero): una scansione lineare B che è 1000 x 5 x 2 e due ulteriori scansioni lineari B di 1000 x 5 x 2 nella stessa posizione. Salvare le immagini.</li>
		<li>Successivamente, se lo si desidera, ingrandire ed eseguire una scansione del volume o rettangolare (scansione della retina) simile alla descrizione in 3.2 che consiste in scansioni 1000 x 20 A x scansioni B. Salvare la scansione del volume.</li>
		<li>Ripetere i passaggi da 3.3 a 3.3.3 nell'occhio controlaterale. NOTA: le misurazioni della lunghezza assiale sono possibili solo su occhi piccoli (mouse o più piccoli) poiché la finestra di imaging dei sistemi attuali non è abbastanza grande da catturare un occhio più grande.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Fasi post-imaging
<ol><li>Archivia i dati salvati su un cloud, che è una buona pratica per la gestione dei dati e consente un facile accesso per analisi successive. Eseguire analisi dei dati con software personalizzato sviluppato in un programma di modellazione matematica (Table of Materials).</li>
	<li>Rimuovere il roditore dal sistema di allineamento dei roditori e somministrare un'iniezione intraperitoneale di atipamezolo (1 mg/kg per ratti e topi) per invertire gli effetti della xilazina, in modo che il roditore si svegli più rapidamente.</li>
	<li>Consentire ai roditori di recuperare su una piastra elettrica a fuoco basso. Dare ulteriori gocce saline se necessario. Riportare i roditori nella loro gabbia di casa quando hanno riacquistato la deambulazione completa.</li>
	<li>Chiudere il programma e disattivare lo Strumento di personalizzazione di Office.</li>
</ol>5. Post-elaborazione delle immagini OCT
<ol><li>Elaborare le immagini utilizzando un software personalizzato sviluppato in un programma di modellazione matematica per soddisfare specifiche esigenze dello Strumento di personalizzazione (ad esempio, misurare lo spessore delle aree di interesse contrassegnando manualmente le immagini).</li>
	<li>A seconda dello scopo dell'immagine (retina del topo, retina del ratto o miopia/lunghezza assiale), utilizzare uno dei tre diversi programmi:<ol><li>Per l'elaborazione della retina, selezionare le scansioni dello Strumento di personalizzazione di Office da caricare. Innanzitutto, definisci il centro della testa del nervo ottico con un semplice clic.</li>
		<li>Guarda come il programma genera linee verticali che definiscono le distanze su entrambi i lati della testa del nervo ottico. Si noti che nella retina di ratto, queste linee sono a 0,5 mm e 1,2 mm di distanza dal centro della testa del nervo ottico, per un totale di 4 linee verticali che rappresentano gli assi naso-temporale e inferiore-superiore dell'occhio a seconda della scansione radiale B attualmente analizzata. NOTA: Nella retina del topo, queste linee verticali si trovano a 0,25 mm e 0,5 mm dal centro della testa del nervo ottico.</li>
		<li>Delinea i seguenti livelli lungo ogni riga: Lo strato di fibre nervose retiniche (RNFL), lo strato plessiforme interno (IPL), lo strato nucleare interno (INL), lo strato plessiforme esterno (OPL), lo strato nucleare esterno (ONL), la membrana limitante esterna (ELM), i segmenti interni / segmenti esterni (IS / OS), l'epitelio pigmentato retinico (RPE) e lo spessore retinico totale. NOTA: La scansione radiale in genere non ha etichette nasali / temporali e superiori / inferiori quando viene aperta. Le scansioni possono essere create in modo tale da avere un orientamento n/t e s/I, e quelle scansioni in particolare vengono analizzate in seguito.</li>
		<li>Dopo che un'immagine è stata delineata e il programma chiuso, esportare queste misurazioni in un software di foglio di calcolo per l'analisi dei dati.</li>
	</ol></li>
	<li>Utilizzare questi valori di lunghezza e spessore del passaggio 5 per effettuare confronti tra gruppi, ad esempio determinando se esistono differenze regionali (n/t/s/i) o cambiamenti longitudinali.</li>
	<li>Per le misurazioni della retina, determinare innanzitutto se ci sono differenze nell'asse naso-temporale e inferiore-superiore alle distanze di 0,5 mm e 1,2 mm. NOTA: Se non si osservano differenze nei quadranti, le misurazioni di 0,5 mm e 1,2 mm possono essere mediate insieme. Questo è un approccio simile per le scansioni retiniche del topo solo a 0,25 mm e 0,5 mm.</li>
	<li>Per gli studi sulla miopia, utilizzare questo programma per valutare i parametri oculari lungo l'asse ottico dell'occhio. Aprire il programma di modellazione matematica. Innanzitutto, seleziona un'immagine da caricare.<ol><li>Dopo aver caricato l'immagine, contrassegnare manualmente ogni scansione (radiale e B). Contrassegnare i bordi anteriore e posteriore della cornea, della lente, della camera vitreale e della retina, in modo che il programma calcoli lo spessore corneale, lo spessore della lente, la profondità della camera anteriore e vitreale, lo spessore totale della retina, la lunghezza assiale totale.</li>
		<li>Dopo la marcatura, uscire dal programma che richiede un menu di salvataggio. Salva i valori delineati in un software per fogli di calcolo e calcola la media delle tre scansioni separate insieme.</li>
	</ol></li>
</ol>

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<li>Mohan, K., Kecova, H., Hernandez-Merino, E., Kardon, R. H., Harper, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retinal+ganglion+cell+damage+in+an+experimental+rodent+model+of+blast-mediated+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model of blast-mediated traumatic brain injury.</a> Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (5), 3440-3450 (2013).</li>
<li>Harper, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast-Mediated+Traumatic+Brain+Injury+Exacerbates+Retinal+Damage+and+Amyloidosis+in+the+APPswePSENd19e+Mouse+Model+of+Alzheimer%27s+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Blast-Mediated Traumatic Brain Injury Exacerbates Retinal Damage and Amyloidosis in the APPswePSENd19e Mouse Model of Alzheimer's Disease.</a> Investigative Ophthalmology Visual Science. 60 (7), 2716-2725 (2019).</li>
<li>Zhang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+image+processing+for+optical+coherence+tomographic+angiography+of+macular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Advanced image processing for optical coherence tomographic angiography of macular diseases.</a> Biomedical Optics Express. 6 (12), 4661-4675 (2015).</li>
<li>Muhlfriedel, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+Subretinal+Injection+Technique+for+Gene+Therapy+Approaches%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+in+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Optimized Subretinal Injection Technique for Gene Therapy Approaches.</a> Methods in Molecular Biology. 1834, 405-412 (2019).</li>
<li>Adekunle, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integration+of+Perforated+Subretinal+Prostheses+With+Retinal+Tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Integration of Perforated Subretinal Prostheses With Retinal Tissue.</a> Translational Vision Science & Technology. 4 (4), 5(2015).</li>
<li>Sajdak, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+imaging+of+the+tree+shrew+eye%3A+Wavefront+analysis+and+retinal+imaging+with+correlative+histology%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Noninvasive imaging of the tree shrew eye: Wavefront analysis and retinal imaging with correlative histology.</a> Experimental Eye Research. 185, 107683(2019).</li>
<li>Dominik Fischer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detailed+functional+and+structural+characterization+of+a+macular+lesion+in+a+rhesus+macaque%5BTitle%5D)+AND+%22Documenta+Ophthalmologica%22%5BJournal%5D)">Detailed functional and structural characterization of a macular lesion in a rhesus macaque.</a> Documenta Ophthalmologica. 125 (3), 179-194 (2012).</li>
<li>Hagag, A. M., Gao, S. S., Jia, Y., Huang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+coherence+tomography+angiography%3A+Technical+principles+and+clinical+applications+in+ophthalmology%5BTitle%5D)+AND+%22Taiwan+Journal+of+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Optical coherence tomography angiography: Technical principles and clinical applications in ophthalmology.</a> Taiwan Journal of Ophthalmology. 7 (3), 115-129 (2017).</li>
<li>Treister, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+Subclinical+CNV+and+Choriocapillaris+Nonperfusion+in+Fellow+Eyes+of+Unilateral+Exudative+AMD+on+OCT+Angiography%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Prevalence of Subclinical CNV and Choriocapillaris Nonperfusion in Fellow Eyes of Unilateral Exudative AMD on OCT Angiography.</a> Translational Vision Science & Technology. 7 (5), 19(2018).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

L'imaging ad alta risoluzione delle strutture oculari in vivo consente di valutare i cambiamenti retinici e oculari nel tempo. In questo protocollo, SD-OCT ha dimostrato di catturare le differenze nelle strutture oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.
L'aspetto più critico quando si esegue SD-OCT è ottenere un'immagine chiara della retina o di un'altra struttura oculare di interesse. È importante prendersi del tempo per assicurarsi che l...

La tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) è una modalità di imaging precisa e ad alta risoluzione che consente a medici e ricercatori di esaminare le strutture oculari in modo non invasivo. Questa tecnica di imaging si basa sull'interferometria per catturare immagini retiniche tridimensionali in vivo su scala micrometrica 1,2. È diventata una delle modalità di imaging più frequentemente utilizzate nella ricerca visiva e nella clinica a causa della facile individuazione e accuratezza di caratteristiche patologiche come difetti strutturali e / o assottigliamento degli strati retinici e del liquido sottoretinico3. Nella ricerca che utilizza modelli animali di disturbi visivi, SD-OCT ha fornito analisi essenziali non invasive delle relazioni tra struttura e funzione e delle loro origini istopatologiche4. Grazie alla sua risoluzione (fino a 2-3 micron, a seconda della profondità nell'occhio5), SD-OCT ha la capacità di rilevare anche piccoli cambiamenti nello spessore dello strato retinico. Questo tipo di analisi può fornire informazioni essenziali per la progressione della malattia e valutare l'efficacia dei metodi neuroprotettivi e dei trattamenti per i disturbi della vista.
SD-OCT è un'alternativa non invasiva all'esame istologico della struttura e i due hanno dimostrato di essere correlati6. Mentre SD-OCT non raggiunge la risoluzione cellulare, consente studi longitudinali negli animali. Ciò è vantaggioso perché la progressione della malattia può essere monitorata nei singoli animali nel tempo invece di dover eutanasia sugli animali in punti temporali specifici. Man mano che le tecniche di imaging continuano a migliorare, anche la tecnologia SD-OCT progredirà, fornendo una migliore qualità dell'immagine e la capacità di valutare i processi biologici come la funzione dei vasi sanguigni retinici in dettaglio. Fin dal suo avvento nel 1991, la tecnologia SD-OCT ha visto enormi progressi in termini di risoluzione, velocità e sensibilità7.
Il presente studio utilizza un sistema SD-OCT per quantificare i cambiamenti negli strati retinici nei modelli di roditori di degenerazione retinica, glaucoma e retinopatia diabetica. Il sistema SD-OCT utilizzato qui è un sistema OCT di dominio di Fourier che utilizza luce a bassa potenza nel vicino infrarosso per acquisire, elaborare e memorizzare immagini risolte in profondità in tempo reale. Il sistema SD-OCT ha esteso la capacità di imaging della profondità nella banda di lunghezza d'onda di 800 nm, fornendo una profondità di 8 mm e una risoluzione di 4 μm. Nel rilevamento del dominio di Fourier, il segnale di interferenza tra la luce diffusa dal tessuto e un percorso di riferimento è trasformato di Fourier per costruire scansioni assiali e/o profili di profondità assiale di intensità diffusa8. Per gli studi qui, il fascio OCT viene scansionato sulla struttura retinica desiderata mentre acquisisce in serie scansioni assiali. In genere, un modello di scansione acquisisce la griglia bidimensionale (B-Scans) come una raccolta di linee di scansione lineari unidimensionali (A-Scans), che corrispondono a immagini in sezione trasversale 2D utilizzando un modello di scansione raster. Per gli studi incentrati sulla miopia nei topi, questo sistema viene utilizzato anche per misurare le dimensioni delle strutture oculari (ad esempio, spessore della cornea, spessore del cristallino, profondità della camera vitreale e lunghezza assiale).
L'attuale sistema consente agli utenti di progettare i propri protocolli, creando scansioni che possono essere personalizzate e selezionate in base alle strutture oculari di interesse. Le scansioni principali presenti in questi protocolli definiti dall'utente rendono questa tecnica di imaging facile da usare. Per l'analisi delle immagini, abbiamo sviluppato una programmazione personalizzata in un programma di modellazione matematica. SD-OCT è un potente strumento per identificare e quantificare in modo non invasivo i cambiamenti patomorfologici nelle strutture oculari e monitorare la progressione della malattia correlata alla vista.

<table><tbody><tr><td>1% tropicamide</td><td>Sandoz Sandoz</td><td>#6131403550; NDC- 24208-585-59</td><td></td></tr><tr><td>0,5% tetracaina</td><td>Alcon</td><td>NDC 0065-0741-12</td><td></td></tr><tr><td>AIM-RAS G3 120 V</td><td>Leica Bioptigen</td><td>90-AIMRAS-G3-120</td><td>Piattaforma specializzata per contenere la testa scanner OCT per topi</td></tr><tr><td>Celluvisc gel</td><td>REFRESH CELLUVISC</td><td>#4554; NDC-0023-4554-30</td><td></td></tr><tr><td>G3 18 mm Obiettivo telecentrico</td><td>Leica Bioptigen</td><td>90-BORE-G3-18</td><td></td></tr><tr><td>G3 Obiettivo del mouse</td><td>Leica Bioptigen</td><td>90-BORE-G3-M</td><td></td></tr><tr><td>G3 Obiettivo per ratti</td><td>Leica Bioptigen</td><td>90-BORE-G3-R</td><td></td></tr><tr><td>Cuscinetto riscaldante</td><td>Fabbricazione</td><td>11-1130</td><td></td></tr><tr><td>Software InVivoVue</td><td>Leica Bioptigen</td><td></td><td>Software specializzato che si abbina al sistema Leica Bioptigen SD-OCT</td></tr><tr><td>Programma di</td><td>modellazione matematica</td><td>MATLAB Mathworks</td><td></td></tr><tr><td>Kit mouse/ratto</td><td>Leica Bioptigen</td><td>90-KIT-M/R</td><td>Sistema di allineamento topo/ratto per roditori</td></tr><tr><td>soluzione salina</td><td>ADDIPAK</td><td>200-39</td><td></td></tr><tr><td>System Envisu R4300 VHR 120 V</td><td>Sistema Leica Bioptigen</td><td>90-R4300-V1-120</td><td>SD-OCT</td></tr></tbody></table>

valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica

In vivo Structural Assessments of Ocular Disease in Rodent Models using Optical Coherence Tomography

La tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) è utile per visualizzare le strutture retiniche e oculari in vivo. Nella ricerca, SD-OCT è uno strumento prezioso per valutare e caratterizzare i cambiamenti in una varietà di modelli di malattie e lesioni retiniche e oculari. Nei modelli di degenerazione retinica indotta dalla luce, SD-OCT può essere utilizzato per tracciare l'assottigliamento dello strato di fotorecettore nel tempo. Nei modelli di glaucoma, SD-OCT può essere utilizzato per monitorare la diminuzione dello strato di fibre nervose retiniche e lo spessore totale della retina e per osservare la coppettazione del nervo ottico dopo aver indotto ipertensione oculare. Nei roditori diabetici, SD-OCT ha aiutato i ricercatori a osservare una diminuzione dello spessore retinico totale e una diminuzione dello spessore di specifici strati retinici, in particolare lo strato di fibre nervose retiniche con progressione della malattia. Nei modelli murini di miopia, SD-OCT può essere utilizzato per valutare i parametri assiali, come le variazioni della lunghezza assiale. I vantaggi di SD-OCT includono l'imaging in vivo delle strutture oculari, la capacità di tracciare quantitativamente i cambiamenti nelle dimensioni oculari nel tempo, la sua rapida velocità di scansione e alta risoluzione. Qui, descriviamo in dettaglio i metodi di SD-OCT e mostriamo esempi del suo utilizzo nel nostro laboratorio in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia. I metodi includono l'anestesia, l'imaging SD-OCT e l'elaborazione delle immagini per le misurazioni dello spessore.

SD-OCT è considerato di successo se si ottengono immagini di alta qualità in modo tale che le dimensioni oculari possano essere misurate in modo affidabile. Qui, una varietà di usi di SD-OCT sono illustrati utilizzando modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.
In un modello di degenerazione retinica indotta dalla luce (LIRD), l'esposizione alla luce intensa (10.000 lux) induce la degenerazione delle cellule fotorecettrici nella retina9...

Qui, descriviamo l'uso della tomografia a coerenza ottica di dominio spettrale (SD-OCT) per visualizzare strutture retiniche e oculari in vivo in modelli di degenerazione retinica, glaucoma, retinopatia diabetica e miopia.

Valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica

Spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) is useful for visualizing retinal and ocular structures in vivo. In research, SD-OCT is a valuable ...

La tomografia a coerenza ottica nel dominio spettrale è uno strumento prezioso per l'imaging delle strutture oculari in vivo e per il monitoraggio dei cambiamenti delle dimensioni oculari nel tempo in una varietà di modelli di malattie oculari. Utilizziamo SDOCT per misurare lo spessore retinico in modelli di degenerazione retinica nella retinopatia diabetica, lo spessore retinico e la coppettazione in un modello di glaucoma e la lunghezza assiale in un modello di miopia. La tecnica SDOCT è semplice, ma la pratica è fondamentale per ottenere buone immagini.E sperimentare protocolli diversi è importante per determinare quale protocollo si adatta meglio a ciascuna esigenza di ricerca. A dimostrare la procedura sarà Andrew Feola, ricercatore principale del Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitation. Inizia aprendo il software di tomografia a coerenza ottica del dominio spettrale e inserendo le informazioni sullo studio di acquisizione e sul braccio di trattamento.Nella scheda Esame paziente, fare clic su esaminatore del test e selezionare il nome dell'esaminatore. Fare clic su Nome studio per definire lo studio e aprire la scheda Studio per aggiungere un nuovo studio o modificare i trattamenti in uno studio esistente. Fare clic a destra di Seleziona braccio di trattamento per selezionare un braccio di trattamento.Per aggiungere un nuovo punto temporale per un intero gruppo, fare clic su Aggiungi paziente. Nella finestra, inserisci il numero ID, il nome e il cognome. Seleziona il sesso del paziente e la data di nascita.Per aggiungere i singoli ratti, fai clic su Aggiungi esame. Per identificare i ratti, fai clic su un esame e fai clic su Modifica esame. Immettere il numero ID nella casella Inserisci note e fare clic su Salva modifiche.Quindi, collegare l'obiettivo corretto al dispositivo. Selezionare la configurazione corrispondente nel software e comporre la posizione del braccio di riferimento associata. Nella scheda Esame paziente, fare doppio clic sull'esame evidenziato per passare alla scheda Imaging e avviare l'imaging.Per caricare un protocollo di scansione preimpostato, fare clic su Seleziona un protocollo dall'elenco. Per i modelli di ratto di glaucoma e retinopatia diabetica, selezionare un preset composto da due OD e due OS, rispettivamente per le scansioni dell'occhio destro e sinistro. Dopo aver posizionato il ratto anestetizzato in un sistema di allineamento dei roditori, applicare del lubrificante sugli occhi dell'animale.Appena prima dell'imaging, utilizzare una salvietta delicata per rimuovere la soluzione salina in eccesso e utilizzare due movimenti rotatori del sistema di allineamento dei roditori per posizionare il ratto in modo che lo sguardo sia orizzontale e guardare verso il basso l'asse della lente della tomografia a coerenza ottica. Utilizzare la modalità Free Run per orientare la retina per la raccolta dei dati. Quindi utilizzare la modalità Aim per una visualizzazione continua delle scansioni B orizzontali e verticali in tempo reale.Avvicinare la testina di scansione all'occhio fino a quando la retina non è visibile e utilizzare il sistema di allineamento dei roditori per regolare la posizione dell'animale fino a quando la testa del nervo ottico non è visibile al centro. Effettuare la scansione orizzontale orizzontale e la scansione verticale verticale. Regolare la distanza di lavoro in modo che l'immagine retinica sia piatta e non curva e regolare la posizione del braccio di riferimento per mantenere l'immagine vicino alla parte superiore della finestra del display.Per l'imaging retinico di modelli di glaucoma, degenerazione retinica e retinopatia diabetica, definire una scansione con volume di tre per tre millimetri che consiste in 1.000 scansioni A per 100 scansioni B per 1 scansione B ripetuta per la media. Centrare il nervo ottico sull'asse orizzontale e verticale in modo che la scansione del volume sia al centro dritto lungo gli assi nasale, temporale e superiore, inferiore. Fare clic su Istantanea per scattare una foto e fare clic su Salva per salvare l'immagine.Ottenere una scansione radiale centrata sulla testa del nervo ottico che è 1.000 scansioni A per 4 scansioni B per 20 scansioni B ripetute. E usa le scansioni B ripetute per migliorare la nitidezza dell'immagine dell'occhio o della retina per facilitare l'interpretazione delle regioni dell'occhio o degli strati della retina durante l'analisi dei dati. Quindi salva l'immagine e ripeti la scansione per l'occhio controlaterale.Per la post-elaborazione delle immagini, aprire il programma software di modellazione matematica appropriato. Per l'elaborazione della retina, selezionare le scansioni di tomografia a coerenza ottica da caricare e fare clic per definire il centro della testa del nervo ottico. Il programma genererà linee verticali che definiscono le distanze su entrambi i lati della testa del nervo ottico.Nella retina di ratto, queste linee si trovano a 0,5 e 1,2 millimetri dal centro della testa del nervo ottico, con un totale di quattro linee verticali che rappresentano gli assi nasale, temporale e inferiore, superiore dell'occhio, a seconda della scansione B radiale attualmente analizzata. Lungo ogni linea, delineare lo strato di fibre nervose retiniche, lo strato plessiforme interno, lo strato nucleare interno, lo strato plessiforme esterno, lo strato nucleare esterno, la membrana limitante esterna, i segmenti interno ed esterno, l'epitelio pigmentato retinico e lo spessore retinico totale. Quando tutti i livelli sono stati delineati, esportare le misurazioni in un foglio di calcolo per l'analisi dei dati.Le immagini rappresentative della tomografia a coerenza ottica del dominio spettrale rivelano uno strato nucleare esterno più sottile, che contiene i corpi cellulari fotorecettori nelle retine di topi BALB/c con degenerazione retinica indotta dalla luce rispetto ai topi di controllo non danneggiati. Dopo aver quantificato lo spessore dello strato retinico, si osserva una differenza significativa tra i topi con degenerazione retinica non danneggiati e quelli indotti dalla luce per lo spessore totale della retina, lo spessore dello strato nucleare esterno e lo spessore del segmento interno ed esterno. Nel modello di ipertensione oculare, si osserva un distinto rimodellamento della testa del nervo ottico, inclusa la coppettazione del nervo ottico dopo otto settimane.La quantificazione dello spessore dello strato di fibre nervose retiniche dopo otto settimane di ipertensione oculare rivela un assottigliamento significativo rispetto alle misurazioni basali. L'imaging delle retine da un modello di ratto diabetico e da animali di controllo Wistar rivela che a sei settimane di età, lo strato di fibre nervose retiniche e lo spessore totale della retina sono ridotti nei ratti diabetici rispetto ai ratti Wistar nella retina periferica, con le maggiori differenze osservate nei quadranti inferiori e temporali della retina. La lunghezza assiale dell'occhio in un modello murino di miopia è visibilmente più lunga di quella osservata negli occhi di tipo selvatico a 84 giorni di età.Questi dati dell'occhio miope provengono da un topo privo di un gene orologio, suggerendo che i geni orologio contribuiscono allo sviluppo della miopia. La misurazione delle strutture oculari con SDOCT può essere utilizzata in combinazione con altri test, come l'elettroretinogramma e la risposta optomotoria, per rilevare sottili cambiamenti nel tempo in molti modelli di malattia oculare.

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Questo video dimostra una tecnica di imaging in vivo per rilevare e quantificare l'infiammazione oculare in un modello murino di uveite post-infettiva. La tecnica, nota come tomografia a coerenza ottica (OCT), genera immagini in sezione trasversale ad alta risoluzione dell'occhio per valutare la progressione della malattia.

Imaging con tomografia a coerenza ottica per la valutazione dell'uveite in un modello murino

Fonte: Jagodzinska, J., et. al., Tomografia a coerenza ottica: imaging delle cellule gangliari retiniche del topo In Vivo. J. Vis. Exp. (2017) &lt;br /&gt; In questo video, dimostriamo l'uso della tomografia a coerenza ottica del dominio spettrale (SD-OCT) per visualizzare gli strati retinici e valutare i cambiamenti strutturali in un modello murino geneticamente modificato con neuropatia ottica.

Imaging in vivo della retina di topo mediante tomografia a coerenza ottica

Questo manoscritto descrive un protocollo per l'imaging in vivo della retina di topo con tomografia a coerenza ottica ad alta risoluzione spettrale dominio (SD-OCT). Si concentra sulle cellule retiniche del ganglio (RGC) nella regione peripapillare, con diverse analisi e quantificazione approcci descritti.

Tomografia a coerenza ottica: Imaging Mouse ganglionari cellule In Vivo

Questo protocollo descrive come ad alta definizione tecniche di imaging come la tomografia ottica di coerenza di dominio spettrale e scansione laser oftalmoscopia può essere utilizzata in piccoli roditori, utilizzando un sistema di piattaforma di imaging oftalmico, per ottenere informazioni su lo spessore retinico e microglial cellula distribuzione, rispettivamente.

In Vivo Imaging dei topi Reporter Cx3cr1gfp/gfp con tomografia a coerenza ottica Spectral-domain e scansione Laser oftalmoscopia

Un protocollo dettagliato per la valutazione delle letture strutturali e visivi in roditori dalla risposta di tomografia e optokinetic ottica di coerenza è presentato. I risultati forniscono informazioni preziose per la ricerca oftalmologica, nonché neurologica.

Tramite tomografia ottica di coerenza e risposta Optokinetic come strutturale e funzionale sistema visivo letture in topi e ratti

Qui, descriviamo un protocollo ottimizzato per l'occlusione venosa retinica utilizzando il bengala rosa e un sistema di microscopio di imaging retinico guidato dal laser con raccomandazioni per massimizzare la sua riproducibilità in ceppi geneticamente modificati.

Ottimizzazione del modello murino di occlusione venosa retinica per limitare la variabilità

Qui, descriviamo una tecnica di imaging in vivo che utilizza la tomografia a coerenza ottica per facilitare la diagnosi e la misurazione quantitativa della retinopatia nei topi.

Applicazione della tomografia a coerenza ottica a un modello murino di retinopatia

Il presente protocollo delinea i passaggi per l'allineamento in vivo delle immagini in fibra di tomografia a coerenza ottica a luce visibile (vis-OCTF) con le immagini confocali ex vivo della stessa retina murina allo scopo di verificare la morfologia osservata del fascio assonale delle cellule gangliari retiniche nelle immagini in vivo .

Allineamento di fibrogrammi per tomografia a coerenza ottica a luce visibile con immagini confocali della stessa retina murina

Microscopia ottica con risoluzione fotoacustico (OR-PAM) è una tecnologia emergente in grado di assorbimento di imaging ottico...

Tridimensionale con risoluzione ottica Microscopia fotoacustico

Questo articolo descrive le procedure di base per lo svolgimento di esperimenti di mappatura ottica nella Langendorff-perfuso cuore di coniglio con il sistema di imaging panoramico, e il doppio (tensione e calcio) modalità di imaging.

Multiparametrica mappatura ottica del Langendorff-perfuso Rabbit Heart

Impara a utilizzare la tomografia a coerenza ottica spettrale per valutare le strutture oculari in vivo nei modelli di malattie retiniche e del glaucoma nei roditori. Questo metodo consente di monitorare lo spessore retinico e le modifiche oculari nel tempo.

Valutazioni strutturali in vivo della malattia oculare in modelli di roditori mediante tomografia a coerenza ottica

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