超高速ドップラー超音波を用いたマウスの肝血管系のイメージングと定量化

私たちの研究は、市販の超音波プラットフォームを使用した肝臓の非侵襲的な超高速超音波イメージングに焦点を当てています。これは、イメージングと分析のプロセスを合理化し、解剖学的参照を提供し、肝臓血管系の定量的および定性的評価を強化することを目的としています。私たちの分野での最近の開発には、小さな血管内の小さな血流を検出し、造影剤による感度を高め、空間分解能を向上させる超高速超音波が含まれます。

これは、平面波の伝送、フレームレートの向上、および各ピクセルの詳細な血液量の推定値の提供によって実現されます。私たちの分野の研究で見られる現在の技術は、超高速超音波イメージングと3DマイクロCTです。これらのツールは、肝臓の解剖学的構造の高度な理解と組み合わされ、マウスモデルにおける超音波イメージングの精度と再現性が向上しました。

私たちは、マウスの肝臓血管系に対する非侵襲的で超高速の超音波イメージングプロトコルを確立し、造影剤なしで正確な血液量測定を可能にしました。私たちの調査結果には、データ分析のための標準化された手順、堅牢な血管パラメータ化、解剖学的構造の明確な視覚化が含まれ、正確で再現性のある微小循環評価を保証します。当社のプロトコルは、造影剤を必要とせず、非侵襲的で高感度の肝臓イメージングを提供し、遅い血流と小さな血管を捕捉します。

モーションアーチファクトの除去、標準化された定量化、明確な解剖学的概要により精度を向上させ、正確で再現性のある測定値を表示します。まず、準備した麻酔をかけたマウスを加熱パッドに置きます。獣医師のトリマーで動物の腹をやさしくトリミングします 胸や腹部に圧迫を加えずに。そうしたら。

脱毛クリームを2分以内で塗布します。脱毛クリームを取り除き、ぬるま湯でやさしく洗います。次に、動物を背側に温熱パッドの上に置き、テープを使用して足をそっと固定します。

少量のぬるま湯で肌に潤いを与えます。20ミリリットルの注射器を使用して、遠心分離した超音波透過ジェルを剃った皮膚に直接塗布します。次に、3Dプリントされた水タンクを動物の上に置きます。

超音波透過ゲルと水タンクのポリメチルペンテン熱可塑性プラスチックとの間に空気がないか確認し、タンクに水を追加します。超高速ドップラー超音波用のマウスを準備した後、ソフトウェアを起動し、システム上で実験セッションを作成し、スキャンソフトウェアを起動します。ポップアップウィンドウで[はい]をクリックして、モーターを中央に配置します。

新しい実験セッションを作成するには、メニューから [セッション] を選択します。セッションパネルで、プロジェクト、件名、セッション、ユーザー名、コメント、タグなどの必要な情報を入力します。[検証] をクリックします。

次に、ロードシーケンスボタンを使用して、10ミリ秒のドップラー超高感度超音波シーケンスをロードします。イメージングの深さを 1 から 50 ミリメートルの間で定義し、イメージング可能な最大深度は 50 ミリメートルです。可視化パラメータを選択するには、ドップラーを選択して血管系をイメージングします。

画像圧縮方法(対数、平方根、または線形)を選択します。または、コントラスト範囲を自動またはスライダーを使用して手動で調整し、コントラストの高オプションと低コントラストオプションを使用します。カラーマップの縮尺を黒から白に選択するには、グレーオプションをオンにするか、赤みがかった黒から黄色に選択するとホットにチェックを入れます。

解剖学的ランドマークに基づいてイメージング平面を選択します。ドップラーモードとBモードの視覚化を切り替えて、肝臓葉と血管系の解剖学的構造に精通します。停止アイコンをクリックして、ライブビューを停止します。

次に、プローブの移動メニューに移動してプローブを調整し、平面を選択します。まず、動物をイメージングする準備をし、プローブを水タンクに配置します。プローブ操作と平面選択を行い、10ミリ秒のフレームレートでドップラー捕捉を開始します。

fUS 2Dメニューに移動して、特定の位置での経時的な血行動態の変化を画像化します。[プリセット]タブで、画像間の時間をゼロ秒に設定して、画像間の一時停止がない連続モードを選択し、合計録画時間を秒単位で定義します。次に、録画ボタンを押して2D集録を開始します。

録音が終わったら、停止ボタンを押します。取得した録音の名前を指定して、ファイルをスキャン形式でセッションフォルダに保存します。各録音の最後にポップアップウィンドウが表示され、データが自動的に保存されます。

解析スクリプトを gui_analysis.m 開きます。スキャンを選択し、10個の関心領域をボクセルサイズを2×2に設定します。各フレームに 40 ミリ秒を選択して、ドップラー積分を実行します。

次に、10個のROIがはっきりと見える動脈の間に自動的に事前に配置され、必要に応じて手動で調整できるように、臓器の血管周辺を描きます。合計 10 の ROI の任意の単位で平均肝臓の血液量を定量化するには、30 秒の記録内で静かなフレーム値の平均と標準偏差を自動的に推定します。