脳血行動態との光散乱特性の同時評価インビボラット脳

この手順の全体的な目標は、in vivo 脳組織の血行動態と光散乱特性を視覚化することです。この方法は、ラット脳組織の内因性光信号のイメージングを使用することで、生物医学光学の分野における重要な疑問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、脳後の血行動態と皮質組織の形態における特別な時間的変化を評価できることです。

この手法の意味するところは、さまざまな脳障害モデルの脳機能と生存率のモニタリング全体に及びます。なぜなら、これらの動物モデルを用いた実験はしばしば頭蓋窓を通じて行われるからです。したがって、この方法では、固有の光信号に関する洞察を得ることができます。また、他のスペクトルイメージング技術にも適用できます。

ラットの頭を定位固定装置フレームに貼り付けることから始めます。麻酔後、皮膚表面が現れるまでバリカンを使用して、切開予定部位を超えて頭部領域を剃ります。次に、外科用メスを使用して、頭の正中線に沿って約20ミリメートルの長さの縦切開を行います。

そして、皮下結合組織を露出させます。鋭利なキュレットを使用して皮下結合組織を切除し、頭の両側に引っ張って頭蓋骨を露出させます。次に、高速ドリルを使用して、頭蓋縫合糸の内側の頭蓋骨に楕円形の溝を掘ります。

次に、溝の内側に頭蓋骨をゆっくりと均質に掘ります。次に、薄くなった頭蓋骨の表面をペンチの先端で軽く押して、脳血管が現れた後の骨の厚さと強度を推定します。次に、はさみの先端を使用して、薄くなった頭蓋骨の楕円体の境界線を少しずつ切ります。

そして、薄くなった頭蓋骨を脳の表面からゆっくりと取り除きます。最後に、頭蓋窓に生理食塩水をそっと浴び、厚さ約0.1ミリメートルの透明なガラス板で覆います。まず、チューブを使用して、コネクタ 1 と呼ばれる Y 字型チューブの最初のポートを、コネクタ 2 と呼ばれる別の Y 字型チューブの最初のポートに接続します。

次に、マウスピースのインレットポートをチューブコネクタ1の2番目のポートに接続します。次に、チューブを使用して、チューブコネクタ1の3番目のポートを酸素濃度モニターデバイスに接続します。同様に、チューブを使用してチューブコネクタ2の2番目のポートを麻酔器の出口ポートに接続し、別のチューブを使用してチューブコネクタ2の3番目のポートをガス混合装置の出口ポートに接続します。

次に、チューブを使用して、ガス混合装置の1つの入口ポートを高圧95%o2 5%CO2ガスボンベに接続します。同様に、ガス混合装置の他の入口ポートをチューブを使用して高圧95%n2 5%CO2ガスボンベに接続します。次に、ガス混合装置のロータリーノブを使用して、o2とn2のガス流量を変更します。

最後に、酸素濃度モニターデバイスを使用して、吸気酸素またはfio2の割合を確認および調整します。まず、ラットをステージにそっと置き、カメラがラットの脳の表面に焦点を合わせることができるように、STageレベルをゆっくりと調整します。画像取得ソフトウェア内で、ファイルメニューから保存コマンドを選択して、サンプルと波長に応じた名前を付けて画像をファイルに保存します。

次に、フィルターホイールを回転させてフィルターの位置を変更します。9つの波長のそれぞれで画像取得を繰り返します。次に、ハロゲンランプの光源を消灯します。

シールドプレートを使用して、単色電荷結合デバイスカメラシステムへの光路をブロックします。最後に、ファイルメニューから保存コマンドを選択し、サンプルを識別するファイル名を選択します。ここでは、in vivoばく露したラット脳のヘモグロビン濃度、酸素化状態、散乱力の推定画像を示します。

細動脈の酸素化ヘモグロビン濃度と局所酸素飽和度は、細静脈の酸素飽和度よりも高くなっています。ここでは、光散乱力Bのfio2の変化中にばく露されたラットの脳の画像を示しています。Bの値は、無酸素症の発症から呼吸停止までの期間にわずかに増加しましたが、無酸素症の発症後5分から30分までの期間では継続的に減少しました。

このテクニックは、一度マスターすれば、適切に実行すれば3時間で完了することができます。スペクトル画像を測定する際には、光学部品の配置を維持することを忘れないようにすることが重要です。この手順に続いて、光後固有信号に関する追加の質問に答えるために、高速マルチスペクトルイメージングなどの他の方法を実行できます。

このビデオを見れば、in vivoでばく露したラットの脳の血行動態と光散乱特性を視覚化する方法を十分に理解できるはずです。イソフルランでの作業は危険である可能性があり、麻酔ガスの濃度は麻酔ガス掃気劇場で制御する必要があることを忘れないでください。