In vivo dierstudies zijn instrumenteel voor de fundamentele wetenschap om de menselijke fysiologie en pathologie te begrijpen. In het bijzonder kunnen in vivo microhemodynamisch onderzoek de mogelijke beperking van microcirculatoire functies, gewijzigd door abnormale reologische omstandigheden van bloed, verduidelijken. Een aantal eerdere microhemodynamische studies1 hebben het cremaster spiermodel van de rat gebruikt om microvasculaire bloedstroom te visualiseren. De cremaster spier is een dunne laag van gestreept spierweefsel rond de testikels. Zo kan de bloedstroom in de spier worden gevisualiseerd met een trans-verlichtingsmicroscoop door middel van chirurgische blootstelling. Dit stelt ons in staat om de in vivo bloedstroombeelden te verkrijgen zonder het gebruik van enige fluorescentie of contrastmiddelen. Bovendien kan de volledige bloedperfusie van het spiernetwerk worden gecontroleerd door de stroomopwaartse bloedstroom te verminderen met occlusie van de abdominale aorta2. Dankzij deze voordelen is het cremaster spiermodel veel gebruikt om de vorming van de celvrije laag (CFL) in microvaten te onderzoeken1,3.
De breedte van de CFL is een prominente hemodynamische parameter in de microcirculatie, die van groot belang is vanwege de belangrijke rollen bij het reguleren van microcirculatoire functies. De CFL wordt gevormd door de schuif-geïnduceerde transversale binnenwaartse migratie van rode bloedcellen (RBC's) naar het stromingscentrum4. Gevolglijk leidt deze migratie tot de uitputting van RBC's nabij de vaatwanden, wat uiteindelijk resulteert in een celvrije plasmalaag. Bijgevolg wordt de pariëtale CFL van nature een diffusiebarrier voor zuurstof (O2) levering vanuit de RBC-kern naar de weefsels, en voor het opruimen van stikstofmonoxide (NO) door de RBC's5,6. Bovendien kan de productie van NO ook worden gemoduleerd door de dynamische variaties van de CFL-breedte7,8. Daarom moeten de rollen van de CFL in zowel gastransport als de regulatie van homeostase in de microcirculatie volledig worden vastgesteld om de bloedstroom in de microcirculatie beter te begrijpen. Recente studies hebben zich gericht op het overbruggen van de hemodynamische en gastransportfuncties van de CFL in de microcirculatie9-12. Verder heeft een aparte reeks studies ook onderzocht hoe de pathologische verhoging in RBC-aggregatie de vorming van de CFL moduleert en het effect ervan op O2 en NO-beschikbaarheid in weefsels13,14.
De rollen van de CFL worden belangrijker in de microcirculatie waar de relatieve grootte van de CFL-breedte tot de vaatdiameter prominent is. Dit vereist een effectieve aanpak voor het kwantificeren van de CFL in in vivo bloedstroom. Met name beeldverwerving en beeldanalyse zijn de twee belangrijkste componenten die de nauwkeurigheid van de CFL-breedtemeting bepalen. Succesvolle visualisatie van weefselbloedstroom moet worden voorafgegaan door een geschikte chirurgische voorbereiding van het diermodel. Bovendien is een goede beeldanalysetechniek nodig om de beperkingen van conventionele handmatige metingen, die meestal worden veroorzaakt door menselijke fouten, te overwinnen15,16. Met de vooruitgang in optische instrumentatie en rekenkracht voor digitale beeldverwerking, is het nu mogelijk om een nauwkeurigere en consistentere meting van de CFL-breedte te bereiken17-19. Niettemin, is de nauwkeurigheid van deze metingen, omdat ze op beeld gebaseerd zijn, uiteindelijk nog steeds afhankelijk van de kwaliteit van de beelden.
Daarom onderzoekt deze studie de factoren die de meting van de in vivo CFL-breedte beïnvloeden. We concentreerden ons met name op het demonstreren van de chirurgische voorbereiding en digitale beeldanalyse voor metingen van de CFL-breedte in arteriolen van de cremaster spier van de rat.