Name: 흐름이 향상된 초음파로 눈의 깊은 혈관 이미징 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-10-04T14:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 29 s
Description: 학습하세요 흐름이 향상된 초음파를 이용하여 금붕어의 눈 깊은 혈관을 비침습적으로 3D 이미징하는 방법을. 이 기술은 색소 망막 뒤 구조를 시각화하여 척추동물 안의 기능적 진화 연구에 활용됩니다.

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이 작품은 칼스버그 재단 (CF17-0778; CF18-0658), 룬드벡 재단 (R324-2019-1470; R346-2020-1210), Velux Foundations (00022458), 의학 발전을위한 A.P. Møller 재단, Marie Skłodowska-Curie 보조금 계약 (No. 754513)에 따른 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램 및 오르후스 대학 연구 재단.

아래 프로토콜은 덴마크 식품수산부, 덴마크 수의학 및 식품청 (허가 번호 2016-15-0201-00835) 내에서 덴마크 동물 실험 검사원의 허가를 받아 수행되었습니다.
1. 마취 및 초음파 매체
<ol><li>연구 동물을 마취하십시오. 참고 : 적절한 마취의 유형과 용량은 종에 따라 크게 다릅니다. 일반적으로 MS-222(에틸 3-아미노벤조에이트 메탄설폰산), 벤조카인(에틸 4-아미노벤조에이트) 및 프로포폴(2,6-디이소프로필페놀)과 같은 침지 기반 마취제는 아가미나 피부에 마취제를 쉽게 흡수하는 생선 및 양서류에 유용합니다(예: 0.05 mg· L-1 레인보우 송어에 벤조카인). 정맥내, 근육내, 복강내로 투여될 수 있는 용해된 화합물의 범위는 가스계 마취제와 마찬가지로 암니오트에 사용할 수 있다. 근육 내로 투여되는 알팍살론은 파충류(예를 들어, 도마뱀에서 30mg·kg-1)에 유용하고, 가스로서 투여되는 이소플루란은 조류에서 유용하다(예를 들어, 비둘기의 경우 공기 중 2%). 종에 걸쳐 이용 가능한 마취제에 대한 전체 개요를 보려면 출판 된 문헌30,31,32를 참조하십시오.</li>
	<li>최적의 마취 수준을 확인하기 위해 동물의 반사 신경을 테스트하십시오. 흐름이 강화된 초음파 절차가 동작 소음에 민감하므로 시술 중에 동물이 완전히 움직이지 않는지 확인하십시오.<ol>
<li>너무 깊은 마취는 혈류 패턴을 바꿀 수 있으므로 실험의 시작 단계에서 용량 적정을 수행하십시오.</li>
		<li>마취 복용량을 단계적으로 늘리고 간단한 밝기 모드 (B 모드) 초음파로 도움을받는 눈의 혈류를 관찰하십시오. 참고 : 최적의 마취 수준은 동물이 안구 혈류가 보이는 움직임이 없을 때 (호흡 제외) 얻어집니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>마취제의 유형 / 복용량이 호흡 운동에 허용되지 않는 경우, 예를 들어 공기 펌프를 사용하여 수생 종의 물을 산소화하거나 공기 호흡 종을위한 인공 호흡기를 사용하는 등 동물의 적절한 환기를 보장하십시오.</li>
	<li>위에서 눈에 직접 접근 할 수있는 자세로 동물을 배치하십시오. 참고 : 종에 따라 이것은 수핀 또는 측면 위치에있을 수 있습니다. 작은 비반응성 금속(예: 스테인리스강)과 느슨한 고무 밴드를 사용하여 간단한 유지 장치를 구성하는 것이 유용할 수 있습니다( 그림 1 참조).</li>
	<li>동물의 눈에 적절한 초음파 매체를 놓습니다. 스케일이 조정 된 눈꺼풀 (초음파 불투과성)이 눈을 덮으면 면봉으로 부드럽게 대체하십시오. 참고 : 수생 종의 경우, 가장 좋은 초음파 매체는 동물이 보통 사는 깨끗한 탱크 물입니다. 육상 종의 경우, 넉넉한 양의 초음파 젤은 눈의 전체 표면에 걸쳐 초음파 변환기 (즉, 선형 배열 프로브)의 자유로운 움직임과 이미징을 보장합니다. 대측 눈의 수의사 연고는 육상 종에 필요합니다.</li>
</ol>2. 2D 및 3D 안구 초음파 이미지 수집
<ol><li>초음파 트랜스듀서의 내측을 원하는 이미지 방향에 따라 등쪽/복부 또는 로스트랄/코달 방향으로 눈 중앙에 배치합니다.</li>
	<li>B 모드에서는 최대 피사계 심도로 눈의 중간 및 가장 깊은 부분을 이미지화하고 관심 있는 모든 구조가 이미지 필드에 표시되는지 확인합니다. 참고 : 일부 종에서는 크리스탈 렌즈가 유리체 유머의 비교적 큰 비율을 차지하며, 특히 높은 주파수에서 초음파를 흡수 할 수 있습니다.</li>
	<li>실시간 이미지를 검사하는 동안 트랜스듀서를 각 면으로 천천히 변환합니다. 관심있는 모든 구조가 이미지 필드에 표시되는지 확인하십시오. 그렇지 않은 경우 주파수가 낮고 피사계 심도가 더 큰 변환기로 전환하십시오. 참고: 다음 중심 주파수는 21MHz: 3cm, 40MHz: 1.5cm, 50MHz: 1cm( 표 1 참조)의 최대 피사계 심도를 허용합니다. 그러나 이러한 최대 피사계 심도 값은 눈이 석회화 또는 기타 초음파 불투과성 구조를 포함하는 경우 현저하게 낮아질 수 있습니다.</li>
	<li>이미지 깊이, 깊이 오프셋(이미지의 상단에서 관심 구조까지의 거리), 이미지 폭, 초점 영역의 수 및 위치를 조정하여 세 가지 공간 차원 모두에서 원하는 관심 영역을 커버합니다(예: 이미지 깊이 1cm, 깊이 오프셋 2mm, 이미지 너비 1cm, 1초점 영역). 참고: 이러한 매개 변수를 조정하는 단추의 특정 이름은 초음파 시스템마다 다를 수 있지만 대부분의 시스템에는 이러한 조정에 대한 논리적 이름을 가진 단추가 있습니다. 이러한 이미지 매개 변수 설정은 일반적으로 초음파 획득의 가능한 시간 해상도 범위에 영향을 미칩니다.</li>
	<li>프레임 속도를 50-120 프레임 · s-1 범위로 설정합니다. 참고: 시간 해상도(즉, 연속적인 B-스캔 사이의 시간 간격)는 이미지화된 혈관에서 큰 픽셀 강도 변동성을 표시하기에 적합해야 합니다. 즉, 시간 해상도가 너무 높지 않아야 합니다. 반면에, 적당한 시간 내에 눈의 완전한 3D 레코딩을 완료하기 위해, 시간 해상도는 너무 낮을 수 없다. 50-120 프레임 · s-1 범위의 시간 분해능은 일반적으로 대부분의 종에서 흐름이 강화 된 절차에 적합합니다. 일부 초음파 시스템에서, 이 원하는 시간 분해능은 "일반 영상"(높은 공간적/낮은 시간적 해상도)과 "심장학"(낮은 공간적/높은 시간적 해상도) 모드 사이를 전환함으로써 얻을 수 있다.</li>
	<li>2D 게인을 레벨(~5dB)로 조정하여 해부학적 구조가 B 모드 획득에서만 볼 수 있도록 하여 후속 흐름 강화 재구성에서 신호 대 잡음비를 증가시킵니다.</li>
	<li>단일 슬라이스 위치에서 2D 흐름 향상 이미지를 획득하려면 트랜스듀서를 이 위치로 변환하고 단계 3.1에서 계속하십시오.</li>
	<li>전체 관심 영역, 예를 들어, 망막의 3D 기록을 획득하기 위해, 트랜스듀서를 관심 영역의 하나의 극단으로 변환한다.<ol>
<li>관심 영역의 극단적 끝의 정확한 위치를 결정하려면 2D 게인을 간단히 늘립니다.</li>
		<li>올바른 트랜스듀서 배치가 완료된 후, 레코딩 전에 2D 게인을 낮추어 후속 흐름 향상 재구성에서 최대 신호 대 잡음비를 보장합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>3D 녹화의 각 단계(슬라이스)에 대해 ≥100프레임(최적 ≥1000프레임)을 획득합니다.</li>
	<li>마이크로 매니퓰레이터 또는 내장 트랜스듀서 모터를 사용하여, 예를 들어, 25 μm 또는 50 μm(스텝 크기에 유의해야 함)의 단계로 관심 영역 전체에 걸쳐 트랜스듀서를 변환하고 각 단계에 대해 ≥100 프레임 획득을 반복한다.</li>
	<li>기관의 동물 관리 지침에 따라 연구 동물을 안락사시킵니다.</li>
</ol>3. 흐름이 향상된 이미지 재구성
<ol><li>녹음을 의학(DICOM) 파일 형식(리틀 엔디안)의 디지털 이미징 및 통신으로 내보냅니다.</li>
	<li>≥100프레임(T) 시네 레코딩을 기반으로 단일 흐름 향상 이미지를 생성하려면 다음 공식을 사용하여 픽셀 레벨의 표준 편차(STD(x,y))를 계산합니다. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/62986/62986eq01.jpg"> 여기서 It(x,y)는 시간 t에서의 (x,y) 픽셀 좌표에서의 픽셀의 강도이고, Īt(x,y)는 시간에 따른 I의 산술 평균값이다.</li>
	<li>3D 녹화의 각 슬라이스에 대해 3.2단계를 반복합니다.</li>
	<li>3D 레코딩에서 여러 슬라이스에 대한 STD 계산 및 이미지 재구성 프로세스를 자동화하려면 ImageJ 및 보조 매크로 스크립트(보충 파일 1)를 사용하여 배치 모드에서 이 작업을 수행합니다.</li>
	<li>재구성된 모든 슬라이스를 하나의 이미지 스택으로 결합합니다(ImageJ에서 이미지 스택으로 명령 참조).</li>
	<li>획득 중에 사용되는 단계 크기에서 슬라이스 두께를 지정합니다(ImageJ의 속성 명령).</li>
	<li>이미지 스택을 3D TIF 파일로 저장합니다. 참고: 안구 혈관의 유동 가중 입체 기록은 볼륨 렌더링을 생성하고 눈의 혈관 구조에 대한 디지털 및 물리적 해부학 모델을 구축하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 이미지 처리 옵션은 이 프로토콜의 범위를 벗어납니다. 자세한 내용은 이전에 게시된 문서를 참조하십시오.33,34,35.</li>
</ol>

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<li>Damsgaard, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+acidification+mechanism+for+greatly+enhanced+oxygen+supply+to+the+fish+retina%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">A novel acidification mechanism for greatly enhanced oxygen supply to the fish retina.</a> Elife. 9, (2020).</li>
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<li>Ruthensteiner, B., Heß, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embedding+3D+models+of+biological+specimens+in+PDF+publications%5BTitle%5D)+AND+%22Microscopy+Research+and+Technique%22%5BJournal%5D)">Embedding 3D models of biological specimens in PDF publications.</a> Microscopy Research and Technique. 71 (11), 778-786 (2008).</li>
<li>Damsgaard, C., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+vascular+imaging+in+the+eye+with+flow-enhanced+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">Deep vascular imaging in the eye with flow-enhanced ultrasound.</a> bioRxiv. , 447055(2021).</li>
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<li>Greis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+microvascular+blood+flow+by+contrast-enhanced+ultrasound+%28CEUS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Hemorheology+and+Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of microvascular blood flow by contrast-enhanced ultrasound (CEUS).</a> Clinical Hemorheology and Microcirculation. 49, 137-149 (2011).</li>
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</ol>

저자들은 완전한 이익이 존재하지 않는다고 선언합니다.

흐름이 강화된 초음파를 이용한 혈관 영상화는 눈의 혈관구조의 비침습적 영상화를 위한 새로운 방법을 제공하며, 이는 현재의 기술에 비해 몇 가지 장점을 제공하지만 본질적인 한계를 가지고 있다. 흐름이 강화된 초음파의 주요 장점은 망막 색소 상피를 초과하는 피사계 심도를 갖는 안구 혈관조영술을 생성할 수 있다는 것인데, 이는 광학 기술에서 피사계 심도를 제한한다. 초음파 이미징에서 공간 해상도와 피사계 심도는 궁극적으로 초음파 변환기 주파수에 의해 결정되며, 주파수가 높을수록 공간 해상도가 증가하지만 더 얕은 피사계 심도를 희생하므로 트랜스듀서 주파수를 선택하면 이미지 깊이와 공간 해상도 간의 절충안이 생깁니다. 우리의 경험에 비추어 볼 때, 이미지 깊이가 ≥1cm인 작은 눈에는 고주파 초음파 트랜스듀서(<50MHz)를, 이미지 깊이가 1.5-3.0cm인 큰 눈에는 저주파 트랜스듀서(20-40MHz)를 사용하여 최적의 망막 초음파 이미징을 구현합니다. 3D 초음파 스캔의 경우 추가 슬라이스 차원의 해상도는 2D 초음파 스캔 스택의 ...

척추 동물 망막의 높은 신진 대사는 두 가지 대조적 인 요구 사이의 본질적인 절충안을 부과합니다. 높은 혈류 속도와 혈관이없는 가벼운 경로. 관류 적혈구의 시각 장애를 피하기 위해, 모든 척추 동물의 망막은 광수용체 뒤의 모세 혈관 시트를 통해 산소와 영양분을 섭취합니다 (choriocapillaris1,2,3). 그러나, 이러한 영양소와 산소의 단일 공급원은 망막의 두께에 확산 제한을 부과한다4,5, 그래서 많은 시각 활성 종들은 이러한 대사적으로 활성인 장기에 추가적인 혈액 공급을 제공하기 위해 다양한 정교한 혈관 네트워크를 보유한다6. 이러한 혈관 층에는 포유류 및 일부 어류의 내부 망막층을 관류하는 혈관4,7,8,9,10, 많은 물고기, 파충류 및 조류에서 발견되는 망막의 내측(빛을 향한) 측면의 혈관 4,11,12,13, 및 어질의 역류 혈관 배열, 맥락막 레테가 포함된다. 미라빌레, 즉 초대기압 산소 분압14,15,16,17,18,19,20의 생성을 허용한다. 망막 영양소 공급을 위한 이러한 추가적인 비맥락막 경로가 우수한 시력의 대사 요건을 자극하는 데 필수적인 역할을 함에도 불구하고4, 이러한 혈관 구조의 입체 해부학은 잘 이해되지 않아 척추동물의 형태학적 진화에 대한 우리의 이해를 제한한다.
전통적으로 망막 혈액 공급은 안저 안과 검사와 같은 광학 기술을 사용하여 연구되어 왔습니다. 이 범주의 기술은 고해상도21에서 비맥락막 혈관 해부학에 대한 고처리량 비파괴 정보를 제공하므로 망막 혈관 구조의 이상에 대한 임상 진단에 쉽게 사용됩니다22. 그러나, 망막 색소 상피는 투과된 광을 흡수하고 이들 광학 기술에서 시야의 깊이를 제한하여, 조영제를 사용하지 않고 맥락막 구조 및 기능에 대한 감소된 정보를 제공한다21. 유사한 깊이 한계는 광학 간섭 단층 촬영 (OCT)에서 경험됩니다. 이 기술은 깊이 침투23의 기술적 비용으로 광파를 사용하여 고해상도 안저 혈관 조영술을 생성 할 수 있으며, 향상된 깊이 이미징 OCT는 망막 이미징 품질을 희생하여 맥락막을 시각화 할 수 있습니다24. 자기 공명 영상은 안과 및 OCT의 광학적 한계를 극복하고 낮은 해상도임에도 불구하고 망막의 혈관층을 매핑할 수 있습니다25. 조직학 및 미세 컴퓨터 단층 촬영 (μCT)은 광학 기술의 고해상도를 유지하고 전체 안구 혈관 형태학에 대한 정보를 제공하지만4 두 기술 모두 안구 샘플링이 필요하므로 클리닉이나 희귀하거나 멸종 위기에 처한 종에서는 불가능합니다. 이러한 확립 된 망막 영상 기술의 한계 중 일부를 극복하기 위해, 여기 연구는 마취 된 동물에 대한 초음파 프로토콜을 제시하며, 여기서 혈액 운동은 배아 및 심혈관 영상에 대해 이전에 설명 된 것과 유사한 기술을 적용하여 전체 눈에 걸쳐 일련의 동등한 간격의 이차원 초음파 스캔에 실리코로 매핑됩니다.26,27, 28 및 OCT 혈관 조영술29. 이 접근법은 조영제를 사용하지 않고 비 침습적 입체 심부 안구 혈관 조영술의 생성을 허용하고 종에 걸쳐 눈 내의 혈류 분포를 매핑하기위한 새로운 길을 열어줍니다.

<table><tbody><tr><td>MS-222</td><td>시그마</td><td>E10521-50G</td><td></td></tr><tr><td>벤조카인</td><td>시그마</td><td>E-1501</td><td></td></tr><tr><td>프로포폴</td><td>B 브라운</td><td> 12260470_0320</td><td></td></tr><tr><td>Alfaxalon</td><td>Jurox</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>이소플루란</td><td>Zoetis</td><td>50019100</td><td></td></tr><tr><td>초음파 스캐너</td><td>VisualSonics</td><td>Vevo 2100</td><td></td></tr></tbody></table>

흐름이 향상된 초음파로 눈의 깊은 혈관 이미징

Deep Vascular Imaging in the Eye with Flow-Enhanced Ultrasound

눈 안의 망막은 신체에서 가장 에너지를 많이 요구하는 조직 중 하나이므로 풍부한 혈액 공급으로 인한 높은 산소 전달이 필요합니다. 맥락막의 모세관 라미나는 망막의 외부 표면을 감싸고 대부분의 척추 동물 망막에서 산소의 지배적 인 원천입니다. 그러나이 혈관 침대는 고도로 광흡수성 망막 뒤에 위치하기 때문에 전통적인 광학 기술로 이미지화하기가 어렵습니다. 여기서 우리는 높은 시공간 해상도로 눈의 깊은 혈관 침대 (0.5-3cm)를 이미지화하기위한 후속 흐름 향상과 함께 고주파 초음파 기술을 설명합니다. 이 비 침습적 방법은 유핵화 된 적혈구 (비 포유류 및 태아 동물 모델)가있는 종에서 잘 작동합니다. 조영제를 사용하지 않고도 비침습적 입체 혈관조영술을 생성할 수 있으며, 도플러 기반 초음파 영상 기술보다 높은 감도를 갖는 혈류각과는 무관하다.

눈의 혈관 침대를 영상화하기 위한 유동 강화 초음파 기술은 다양한 종에 적용될 수 있으며 현재 46종의 척추동물에서 사용되고 있다(도 1, 표 1). 비 성인 포유류 척추 동물에서 유핵화 된 적혈구의 존재는 시네 기록에서 정적 조직과 비교하여 흐르는 혈액의 긍정적 인 대조를 제공합니다 (보충 파일 2). 그러나 프레임별로 분석하면 혈액과 주변 조직 간의 명확한 구별이 덜 명확합니다 (그림 2A). 이 프로토콜에 설명된 혈류 향상 절차는 기본적으로 2D 공간(T 프레임으로 만들어진 슬라이스)의 다중 시간 지점 기록을 단일 이미지로 컴파일하여 흐르는 혈액 점수에 위치하는 픽셀의 고유 신호 값 변동이 주변 정적 조직보다 높은 표준 편차를 나타내므로 양의 대비를 생성합니다(그림 2B). 혈관 대비를 눈...

우리는 조영제를 사용하지 않고 눈에 입체 혈관 조영술을 생성하는 비 침습적 초음파 기술을 제시합니다.

The retina within the eye is one of the most energy-demanding tissues in the body and thus requires high rates of oxygen delivery from a rich blood ...

Flow-Enhanced 초음파 기술을 사용하면 조영제를 사용하지 않고도 눈의 혈관을 세 가지 차원으로 이미징 할 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 색소 침착 된 망막 뒤의 현관을 이미지화하는 안정성이며, 이는 여러 광학 이미징 기술로 어려움을 겪고 있습니다. 우리는 금붕어에서이 기술을 시연하지만 유핵화 된 적혈구를 가진 모든 종에 적용 할 수 있으므로 연구원은 눈의 기능 진화에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.이 기술은 초음파 이미징 및 동물 취급에 대한 기본 교육을 받은 연구원이 적용할 수 있습니다. 최적의 마취 수준을 확인한 후 동물을 위에서부터 눈에 직접 접근 할 수있는 자세로 배치하십시오. 동물의 눈에 적절한 초음파 매체를 놓습니다.스케일이 달린 눈꺼풀이 눈을 덮으면 면봉으로 부드럽게 대체하십시오. 수생 동물의 경우, 물은 초음파 매체로 잘 작동하며, 다음으로 원하는 이미지 방향에 따라 등쪽 복부 또는 로스트랄 코달 방향으로 눈에 내측 인 초음파 변환기를 배치합니다. B 모드에서는 최대 피사계 심도로 눈의 내측 및 가장 깊은 부분을 이미지화하여 관심있는 모든 구조가 이미지 필드에 표시되는지 확인합니다.실시간 이미지를 검사하는 동안 트랜스듀서를 각 면으로 천천히 변환합니다. 관심 있는 모든 구조가 이미지 필드에 표시되는지 확인합니다. 그렇지 않은 경우 주파수가 낮고 피사계 심도가 더 큰 트랜스듀서로 전환하십시오.이미지 깊이, 깊이 오프셋, 이미지 너비 및 초점 영역의 위치 수를 조정하여 세 가지 공간 차원에서 원하는 관심 영역을 커버합니다. 그런 다음 프레임 속도를 초당 50 ~ 120 프레임 범위로 설정합니다. 다음으로, 해부학적 구조가 B-Mode 획득에서만 볼 수 있도록 2D 게인을 레벨로 조정하여 후속 흐름 강화 재구성에서 신호 대 잡음비를 증가시킨다.단일 슬라이스 위치에서 2D 흐름 향상 이미지를 획득하려면 트랜스듀서를 이 위치로 변환하고 흐름 향상 이미지 재구성을 진행합니다. 전체 관심 영역의 3D 레코딩을 획득하려면 트랜스듀서를 관심 영역의 한 극단으로 변환합니다. 극단 끝의 정확한 위치를 결정하려면 2D 게인을 간단히 늘립니다.트랜스듀서를 올바르게 배치한 후 레코딩 전에 2D 게인을 낮추어 후속 흐름 향상 재구성에서 최대 신호 대 잡음비를 보장합니다. 3D 녹화의 각 단계 또는 슬라이스에 대해 100개 이상의 프레임을 획득합니다. 그런 다음 마이크로 매니퓰레이터 또는 내장 트랜스듀서 모터를 사용하여 25 또는 50 마이크로미터 단위로 전체 관심 영역에 걸쳐 트랜스듀서를 변환하고 각 단계에 대해 100 프레임 이상의 획득을 반복합니다.흐름이 향상된 이미지 구성의 경우 녹화를 DICOM 파일 형식으로 내보냅니다. 100프레임보다 큰 장면 녹화를 기반으로 단일 흐름 향상 이미지를 생성하려면 이 수식을 사용하여 픽셀 수준에서 표준 편차를 계산하고 3D 녹화의 각 슬라이스에 대해 계산을 반복합니다. 3D 녹화에서 여러 슬라이스에 대한 표준 편차 계산 및 이미지 재구성 프로세스를 자동화하려면 텍스트 원고에 제공된 ImageJ 및 매크로 스크립트를 사용하여 배치 모드에서 이 작업을 수행합니다.ImageJ에서 Images to Stack 명령을 사용하여 재구성된 모든 이미지를 하나의 이미지 스택으로 결합합니다. 그런 다음 특성(Properties) 명령을 사용하여 획득 중에 사용되는 단계 크기에서 슬라이스 두께를 지정하고 이미지 스택을 3D TIFF 파일로 저장합니다. 광고가 아닌 성인 포유류 척추 동물에서 유핵화 된 적혈구의 존재는 장면 녹화의 정적 조직과 비교하여 흐르는 혈액의 긍정적 인 대조를 제공합니다.그러나 이제 프레임별로 분석 할 때 혈액과 주변 조직 간의 명확한 구별은 덜 분명합니다. 이 혈류 향상 절차는 기본적으로 2D 공간에서 다중 시간 지점 기록을 단일 이미지로 컴파일하여 고유 한 신호 값이 픽셀 단위로 변동하고 흐르는 혈액에 위치하여 주변 정적 조직보다 높은 표준 편차를 점수화하여 긍정적 인 대비를 생성합니다. 3D 획득에서는 간격이 알려진 여러 병렬 슬라이스를 3D 이미지 데이터로 결합할 수 있습니다.세 차원 볼륨 렌더링 및 해부학 적 모델링에 사용할 수 있습니다. 도플러 기반 초음파 이미징은 또한이 방법보다 덜 민감도로 혈류를 구체적으로 이미징 할 수있는 옵션을 제공합니다. 이 흐름이 강화 된 초음파 절차는 유핵화 된 적혈구가있는 다양한 종에서 혈류 이미징을 허용합니다.일부 물고기의 맥락막 레테 미라빌과 같은 깊은 안구 혈관 침대는 종에 존재하는 경우 이미징 될 수 있습니다. 이 방법은 포유류에서 유핵화된 적혈구가 없기 때문에 제한되며, 여기서 흐름 증진 절차는 어느 정도의 혈류 대비를 생성하지만, 유핵화된 적혈구를 가진 종에서처럼 뚜렷하지는 않다. 흐름이 강화된 초음파는 동작 소음에 민감합니다.호흡 운동은 이미지 흐림 및 조직 경계 향상과 같은 아티팩트를 유발할 수 있습니다. 장래의 또는 회고 게이팅을 사용하여 모션 노이즈를 조정할 수 있습니다. 2D 및 3D 획득의 경우, 불안정한 트랜스듀서 설치에 대한 부적절한 마취로 인해 동물의 움직임으로 인한 모션 아티팩트를 제한하는 것이 중요합니다.이 기술의 개발은 유핵적 적혈구를 소유하고있는 대다수의 척추 동물의 눈에서 깊은 혈관 네트워크의 비 침습적 인 생체 내 검사를위한 길을 열었습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

총 망막 혈액 흐름 도플러 광 일관성의 단층 촬영 및 반 자동화 된 등급 소프트웨어에 의해 측정됩니다.

망막 순환 도플러 광 결맞음 단층 촬영 장치

이 논문에서는 동적 조영 증강 형광 videomicroscopy를 사용하여 생체 내에서 종양의 미세 혈관을 분석하는 방법을 제시한다. 두 정량적 파라미터를 획득 하였다 : 기능성 종양 혈관을 반영 모세관 밀도 및 내피 벽 leakiness 반사 인덱스 누설.

형광 공 초점 Videomicroscopy를 사용하여 종양 혈관의 생체 내 이미징

Intravital 현미경 검사는 동물에서 망막 혈관 직경, 혈류 속도 및 총 망막 혈류를 시각화하고 측정하는 데 사용할 수 있습니다.

생쥐의 망막 혈류에 대한 Intravital Video Microscopy 측정

본 연구는 쥐의 뇌에서 비침습적 고주파 초음파 및 광음향 기반 이미징을 수행하여 동물의 두개골에 자연적으로 존재하는 두개골 구멍에 신호를 전달하여 깊은 피질 하 영역과 혈관 패턴을 효율적으로 시각화하는 새로운 프로토콜을 설명합니다.

비 침습적 실질, 혈관 및 대사 고주파 초음파 및 광 음향 쥐 뇌 심부 이미징

이 프로토콜은 혈액 흐름을 정량화하기 위해 초고속 초음파 도플러 이미징을 적용하는 방법을 보여줍니다. 1s 긴 획득 후, 실험자는 매 픽셀마다 ≈0.3 ms(비행 의 초음파 시간에 따라)에 대한 축 속도 값을 가진 전체 시야의 영화에 액세스 할 수 있습니다.

초고속 도플러를 가진 혈류 영상

이 프로토콜은 혈액-뇌 장벽 투과성을 높이기 위해 집중 된 초음파 및 마이크로 버블 치료 중에 설치류 뇌의 생체 내 다광 형광 이미징에서 실시간으로 가능하게하는 수술 및 기술적 절차를 설명합니다.

혈액-뇌 장벽 투과성을 높이기 위해 집중된 초음파 및 마이크로 버블 치료를 시각화하는 실시간 인트라바이탈 다광원 현미경 검사법

높은 공간 해상도(100μm)와 감도를 가진 초고속 도플러 초음파(UFUS)는 간 혈관 구조에 대한 포괄적인 정성적 개요를 얻기 위한 적절한 비침습적 이미징 방식을 나타냅니다. UFUS는 또한 미세혈관 구조의 정량적 측정을 용이하게 하여 혈관 질환 메커니즘에 대한 이해를 높이는 것을 목표로 합니다.

초고속 도플러 초음파를 이용한 생쥐의 간 혈관 구조의 이미징 및 정량화

여기에서는 쥐의 뇌 미세혈관 구조를 이미지화하기 위해 12.5μm 공간 해상도를 달성하는 초음파 국소화 현미경(ULM)을 위한 프로토콜에 대해 설명합니다. 이를 통해 혈류의 방향과 속도를 자세히 시각화할 수 있어 대뇌 순환 및 혈관 질환에 대한 연구를 발전시킬 수 있는 강력한 도구를 제공합니다.

초음파 국소화 현미경을 사용한 쥐 뇌 미세혈관 구조의 2차원 초해상도 시각화

초음파 국소화 현미경(ULM)은 생체 내 미세혈관 구조를 이미징할 때 전례 없는 수준의 해상도를 가능하게 하는 최근 개발된 기술입니다. 이 작업에서 우리는 전임상 연구를 위해 설계된 표준화된 기능적 초음파 이미징 플랫폼을 사용하여 설치류의 뇌 미세혈관 구조의 초해상도 이미지를 얻는 방법을 자세히 설명합니다.

설치류 뇌 미세혈관 구조의 초고해상도 매핑을 위한 초음파 국소화 현미경

새로운 줄기 세포 요법의 평가는 생체내에 주입된 세포를 추적 비 invasively하는 것이 중요합니다. 이 동영상은 생체내의 후속 MR 영상에 대한 생체내의 철 산화물 기반의 콘트라스트 에이전트와 인간 mesenchymal와 배아 줄기 세포를 레이블하는 방법을 보여줍니다.

이런 산화물로 hESCs과 hMSCs을 라벨링하는 MR 영상과 생체내 추적 비침습에 대한 Nanoparticles

학습하세요 흐름이 향상된 초음파를 이용하여 금붕어의 눈 깊은 혈관을 비침습적으로 3D 이미징하는 방법을. 이 기술은 색소 망막 뒤 구조를 시각화하여 척추동물 안의 기능적 진화 연구에 활용됩니다.

흐름이 향상된 초음파로 눈의 깊은 혈관 이미징

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