비침습적 고주파 초음파 및 쥐 뇌 혈류역학의 도플러 이미징

초록

출처: Giustetto, P., et. al., 비침습적 실질, 혈관 및 대사 고주파 초음파 및 광음향 쥐 심부 뇌 영상. J. Vis. Exp. (2015)

이 비디오에서는 쥐의 뇌에서 혈관 구조와 헤모글로빈 함량을 연구하기 위해 고주파 초음파 및 광음향 이미징을 사용하는 방법을 보여줍니다. 이 방법은 뇌 관류 및 혈액 산소화에 대한 자세한 통찰력을 제공하여 뇌 혈관 구조 및 산소 분포에 대한 비침습적 분석을 가능하게 합니다.

프로토콜

동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.

1. 준비

1. 마취
   1. 동물을 적절한 이소플루란 챔버에 넣어 마취시킵니다.
   2. 2L 가스실에서 2.5% 농도의 수의학용 O₂와 이소플루란 가스를 혼합하여 챔버를 채우고 쥐가 잠들 때까지 약 3분 동안 기다립니다. 발가락 꼬집기로 마취 효과를 확인하십시오.
   3. 마취가 효과를 발휘하면 쥐를 제거하고 무게를 잰다.
   4. 수용성 안과 젤을 동물의 눈에 얇게 펴 바르면 눈을 보호하고 안구의 생리적 수분을 유지할 수 있습니다.
   5. 쥐를 초음파 및 광음향 이미징 스테이션 조리대 위에 눕힙니다. 마취 효과를 유지하려면 적절한 마스크 안에 코를 빠르게 배치하여 일정한 마취 흐름(산소 1L/분에서 이소플루란 2%-2.5%)을 제공합니다.
2. 동물 면도
   1. 귀와 목 주변 부위를 덮도록 주의하면서 머리 표면에 탈모 크림을 일관되게 펴 바릅니다. 크림이 몇 분 동안 작용하도록 하고 주걱으로 부드럽게 꺼냅니다. 젖은 스펀지로 크림 잔여물을 모두 부드럽게 제거하여 피부를 정확하게 청소합니다.
      참고: 동물의 털은 초음파 기반 영상 획득에 부정적인 영향을 미치는 공기를 가두므로 가능한 한 많이 제거해야 합니다.
3. 동물의 위치 지정
   1. 동물을 독수리를 펼친 자세로 배치합니다. 조리대에 있는 적절한 생체 매개변수 센서(있는 경우)를 사용하여 활력 징후를 모니터링합니다. 전문적인 사용을 위해 전극 크림을 몇 방울 떨어뜨린 후 센서에 발을 기대십시오.
      참고: 마취 중에는 생체 매개변수가 다음과 같은 값을 갖는지 확인하십시오: 쥐의 체온≈ 37.5°C, 분당 심장 박동수(BPM)는 250에서 350 사이이며 호흡수는 분당 40-80회 범위로 구성됩니다.
   2. 마지막으로 저자극성 인조 실크 패치로 팔다리를 고정합니다. 필요한 경우 동물의 눈을 보호하기 위해 수용성 안과 젤을 얇게 펴 바릅니다.

2. 시간적 관점에서 이미지 획득

1. 동물 위치
   1. 동물을 엎드린 자세로 유지하고 시상체 축을 기준으로 약 45°의 기울기 각도로 몸을 옆으로 약간 회전합니다. 작은 면 두루마리 두루마리를 스탠드로 사용하여 폐기를 올바르게 정리하십시오(그림 1a).
   2. 동물의 머리를 들어 올려 한쪽으로 약간 회전시킵니다(그림 1a). 화장솜 롤을 스탠드로 사용하여 주둥이가 마취 마스크에 잘 삽입되도록 합니다. 위치
   3. 수평면에 대해 약 30° 각도로 조리대를 기울입니다.
   4. 이미징 변환기를 수직면에 대해 약 30° 각도로 돌립니다.
2. 초음파 및 광음향 해부학 및 혈관 이미지 획득
   1. 이미징 스캔을 켜고, B 모드 이미지 획득으로 들어가 실험의 주어진 요구 사항을 준수하도록 모든 이미지 획득 매개변수를 적절하게 설정합니다(그림 2a).
      참고: 트랜스듀서에 대해 가능한 최대 침투 깊이를 갖기 위해 전송 중심 주파수를 가능한 한 낮게 설정(16MHz, 그림 2b).
   2. 동물의 머리에 저자극성 수용성 초음파 투과 젤의 일관된 층(약 1cm 두께)을 배치합니다(그림 1b). 변환기 헤드를 동일한 젤의 얇은 층으로 덮고 쥐의 층과 접촉시킵니다. 국소 저체온증을 최소화하기 위해 따뜻한 젤을 사용하십시오.
   3. B 모드에서 이미지 획득을 시작하고 해부학적 참조를 식별하고 관심 영역을 모니터 중간 지점의 중앙에 배치하여 실시간으로 변환기 위치를 조정합니다. 겔 층에 갇힌 모든 수준에서 기포를 제거해야 합니다., 획득에 부정적인 영향을 미치기 때문에.
   4. 최적의 빔 집속을 얻기 위해 귀와 눈을 연결하는 가상 축(그림 3a)에 변환기를 배치하여 정렬합니다. 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하여 내부 뇌 부피에 대한 다양한 관점을 얻습니다(그림 3b 및 c).
   5. 결국 트랜스듀서를 기계식 스탠드에 고정하여 위치를 안정적으로 고정하고 방향을 미세하게 조정할 수 있습니다.
   6. 최적의 광음향 응답 신호를 수신하기 위해 대뇌 관심 영역이 US-LASER 변환기 소스에 대해 10mm 깊이에서 국한되는지 확인합니다(그림 4). 그런 다음 미국 파동 집점 지표를 분석된 영역의 중앙에 정확히 배치합니다.
      참고: 관심 분야를 연구하는 동안, 포지셔닝 절차를 가속화하기 위해 호흡 게이트 옵션의 활성화를 피하십시오.
   7. 컬러 도플러 모드로 들어가 내부 뇌 혈관을 매우 민감한 방식으로 시각화합니다.
   8. 원하는 영역을 시각화할 수 있는 적절한 방식으로 포지셔닝이 설정되면 호흡 게이트 옵션을 활성화하여 움직임과 관련된 원치 않는 효과를 방지합니다(그림 5a).
   9. 컬러 도플러 모드(그림 5b)에서 설정된 원하는 획득 매개변수를 선택하고 이 양식에서 이미지를 획득하여 침투 깊이가 몇 밀리미터가 될 때까지 혈류 속도와 방향을 구별합니다.

결과

그림 1: 시간 이미지 획득을 위한 동물 처리. (a) 이미지 획득을 위한 조리대에 동물의 배치: 머리를 깎은 후 동물을 엎드린 자세로 눕히고 몸체를 한쪽으로 약간 기울여 머리의 측두면을 노출시킵니다. 조리대에는 획득하는 동안 동물의 몸을 따뜻하게 유지하기 위해 히터 장치가 부여될 수 있습니다. 일부 면봉은 이 위치를 얻기 위해 사용할 수 있으며, 접착 패치는 생체 신호 모니터링을 위해 센서에 발을 고정합니다. (b) 초음파 젤의 일관된 층...

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
고주파 초음파 및 광음향 이미징 스테이션(VEVO LAZR 2100 시스템)	FUJIFILM VisualSonics Inc.
Vevo Compact Dual Anesthesia System (Tabletop Version)	FUJIFILM VisualSonics Inc.		http://www.visualsonics.com/anesthesiasystem#sthash.opODtSht.dpuf
초음파 투과 젤 (Aquasonic 100)	PARKER LABORATORIES INC.	01-08	http://www.parkerlabs.com/aquasonic-100.asp
Sprague-Dawley 쥐	Charles River Laboratories		Charles River Laboratories에서 6주 된 나선형 Sprague-Dawley 쥐 3마리를 구입하여 표준 사육장(12시간 명암 주기)를 표준 설치류 차우와 물을 자유자재로 사용할 수 있습니다. 제공: http://www.criver.com/