초고속 도플러 초음파를 이용한 생쥐의 간 혈관 구조의 이미징 및 정량화

본 연구는 상업적으로 이용 가능한 초음파 플랫폼을 사용하여 간의 비침습적 초고속 초음파 영상에 중점을 두고 있습니다. 이미징 및 분석 프로세스를 간소화하고, 해부학적 참고 자료를 제공하고, 간 혈관 구조에 대한 정량적 및 정성적 평가를 향상시키는 것을 목표로 합니다. 최근 우리 분야의 발전에는 작은 혈관에서 작은 혈류를 감지하고, 조영제로 감도를 향상시키고, 공간 해상도를 향상시키는 초고속 초음파가 포함됩니다.

이는 평면파 전송을 통해 달성되며, 프레임 속도를 높이고, 각 픽셀에서 상세한 혈액량 추정치를 제공합니다. 현재 우리 분야의 연구에서 발견되는 기술은 초고속 초음파 영상과 3D 마이크로 CT입니다. 이러한 도구는 간 해부학에 대한 고급 이해와 결합되어 쥐 모델에서 초음파 이미징의 정확도 및 재현성을 향상시켰습니다.

당사는 생쥐 간 혈관 구조를 위한 비침습적 초고속 초음파 이미징 프로토콜을 구축하여 조영제 없이 정확한 혈액량 측정을 가능하게 합니다. 우리의 연구 결과에는 데이터 분석을 위한 표준화된 절차, 강력한 혈관 매개변수화, 해부학적 구조의 명확한 시각화가 포함되어 정확하고 재현 가능한 미세순환 평가를 보장합니다. 당사의 프로토콜은 조영제가 필요 없는 비침습적 고감도 간 이미징을 제공하여 느린 혈류와 작은 혈관을 포착합니다.

모션 아티팩트, 표준화된 정량화 및 명확한 해부학적 개요를 제거하여 정확도를 향상시키고 정확하고 재현 가능한 측정값을 보여줍니다. 시작하려면 준비된 마취 된 마우스를 가열 패드에 놓습니다. 가슴이나 복부에 압박을 가하지 않고 수의사 트리머로 동물의 배를 부드럽게 다듬습니다. 그러면.

제모 크림을 2분 이상 바르지 마십시오. 제모 크림을 제거하고 따뜻한 물로 부드럽게 닦아냅니다. 다음으로, 동물을 등쪽으로 가열 패드에 놓고 테이프를 사용하여 발을 부드럽게 고정합니다.

소량의 따뜻한 물로 피부에 수분을 공급하십시오. 20ml 주사기를 사용하여 원심 분리된 초음파 투과 젤을 면도한 피부에 직접 바릅니다. 그런 다음 3D 프린팅된 물 탱크를 동물 위에 놓습니다.

초음파 투과 젤과 물 탱크의 폴리메틸펜텐 열가소성 수지 사이에 공기가 있는지 확인한 다음 탱크에 물을 추가합니다. 초고속 도플러 초음파를 위해 마우스를 준비한 후 소프트웨어를 시작하고 시스템에서 실험 세션을 만들고 스캔 소프트웨어를 시작합니다. 팝업 창에서 예를 클릭하여 모터를 중앙에 배치합니다.

새 실험 세션을 만들려면 메뉴에서 세션을 선택합니다. 세션 패널에서 프로젝트, 제목, 세션, 사용자 이름, 설명 및 태그를 포함하여 필요한 정보를 입력합니다. validate(검증)를 클릭합니다.

다음으로, 로드 시퀀스 버튼을 사용하여 10밀리초 도플러 초고감도 초음파 시퀀스를 로드합니다. 이미징 깊이를 1mm에서 50mm 사이로 정의하고 최대 이미징 가능 깊이는 50mm입니다. 시각화 파라미터를 선택하려면 Doppler를 선택하여 혈관 구조를 이미지화합니다.

이미지 압축 방법, 로그, 제곱근 또는 선형을 선택합니다. 또는 고대비 및 저대비 옵션에 대한 슬라이더를 사용하여 대비 범위를 자동 또는 수동으로 조정할 수 있습니다. 색상 맵 스케일을 검은색에서 흰색으로 선택하려면 회색 옵션을 선택하거나 붉은색을 띤 검은색에서 노란색으로 선택하려면 뜨거움을 선택합니다.

해부학적 랜드마크를 기준으로 이미징 평면을 선택합니다. 도플러 시각화와 B 모드 사이를 전환하여 간엽과 혈관 구조의 해부학적 구조에 익숙해집니다. 중지 아이콘을 클릭하여 라이브 뷰를 중지합니다.

이제 프로브 이동 메뉴로 이동하여 프로브를 조정하고 평면을 선택합니다. 시작하려면 이미징을 위해 동물을 준비하고 프로브를 물 탱크에 배치합니다. 프로브 작동 및 평면 선택을 수행한 다음 10밀리초 프레임 속도로 도플러 수집을 시작합니다.

fUS 2D 메뉴로 이동하여 특정 위치에서 시간 경과에 따른 혈류역학적 변화를 이미지화합니다. 사전 설정 탭에서 이미지 간 시간을 0초로 설정하여 이미지 간 일시 중지가 없는 연속 모드를 선택한 다음 총 녹화 시간을 초 단위로 정의합니다. 그런 다음 기록 버튼을 눌러 2D 획득을 시작합니다.

녹음이 끝나면 중지 버튼을 누릅니다. 가져온 녹음의 이름을 제공하여 세션 폴더에 파일을 스캔 형식으로 저장합니다. 각 녹음이 끝날 때 데이터를 자동으로 저장하는 팝업 창이 나타납니다.

분석 스크립트를 gui_analysis.m. 엽니다. 스캔을 선택하고 복셀 크기가 2x2인 관심 영역 10개를 설정합니다. 각 프레임에 대해 40밀리초를 선택하여 도플러 통합을 수행합니다.

그런 다음 10개의 ROI가 명확하게 보이는 동맥 사이에 자동으로 사전 배치되고 필요한 경우 수동으로 조정할 수 있는 방식으로 장기의 혈관 주변을 그립니다. 총 10개의 ROI의 임의의 단위로 평균 간 혈액량을 정량화하려면 30초 기록 내에서 조용한 프레임 값의 평균 및 표준 편차를 자동으로 추정합니다.