Contrast Enhanced Imaging Schip met behulp van microCT
27 januari 2011
Contrast verbeterde kleine dier schip beeldvorming door microCT is een snelle, rendabele en high-throughput techniek voor seriële In situ Onderzoek naar de ontwikkeling van tumoren, voor het analyseren van het netwerk van bloedvaten die ze voeden, en voor het volgen van de reactie van tumoren op preklinische therapeutische interventie (s).
Het doel van deze techniek van contrastverbeterde vaatbeeldvorming met behulp van microscopische computertomografie of micro CT is om een optimale methode te bieden voor het genereren van hoogwaardige datasets voor analyse van vasculaire netwerken in levende muizen. Dit wordt bereikt door intraveneuze injectie van een radio-opaak contrastmiddel in vivo. Vervolgens wordt het dier voorbereid op micro CT-beeldvorming door anesthesie te induceren en het dier stevig te plaatsen in een multimodaal compartiment om bewegingsartefacten tijdens micro CT-scans te verminderen.
Na de scans worden de micro CT-gegevens gereconstrueerd en geladen in de visualisatiesoftware. De laatste stap van de procedure is om de tweedimensionale overdrachtsfunctieparameters aan te passen om de zichtbaarheid van bloedvaten te verbeteren en om verschillende kleuren te bieden aan bloedvaten, bot en zacht weefsel voor onderscheidingsdoeleinden. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die het vasculaire netwerk in levende dieren tonen via CT-opaak contrastverbeterde beeldvorming en tweedimensionale overdrachtsfunctie rendering.
Hallo, ik ben Sue Resh, PJA Patti van Small Animal Imaging Core in het Department of Khe Children's Cancer Research Institute aan de University of Texas Health Science Center, San Antonio. Ik ben Charles Keller, ook van het Greehey Children's Cancer Research Institute aan de University of Texas Health Science Center in San Antonio. Vandaag laten we u een procedure zien voor visualisatie van bloedvaten in levende dieren met behulp van radio-opaak bloedpool contrastmiddel.
We gebruiken deze procedure in onze laboratoria om de intermediaire en grote vaten van complexe spontane tumoren in onze transgene muizen te bestuderen. Dus laten we beginnen. Om deze procedure te starten, verwerf 0,2 milliliter per 20 gram van 20 milligram jodium per milliliter van gejodeerd bloedpool Contrastmiddel Xia een 60 xl met behulp van een lage dode ruimte 28 en een halve gauge half cc insulinesyringe.
Injecteer het contrastmiddel in een levende muis via de distale staarsafvoer. 10 minuten na de injectie. Bereid de dieren voor op micro CT-beeldvorming.
Eerst, anesthesie de dieren in een acryldoos aangesloten op 2% isofluorine in 100% zuurstof bij 2,5 liter per minuut. Na een paar minuten, voer een teenprik uit om de diepte van de anesthesie te verifiëren. Vervolgens, om bewegingsartefacten te minimaliseren, stabiliseer de muis door hem in een op maat gemaakte, commercieel verkrijgbare multimodaal compartiment te plaatsen met voorzieningen voor lucht en uitlaat.
Onderhoud een luchttoevoer met 2% isofluorine en 100% zuurstof om continue anesthesie van het dier tijdens de scan te garanderen. Zodra de muis is voorbereid, kan hij worden gescand op een micro CT-eenheid die in staat is om scans van levende dieren uit te voeren. Verbind het multimodaal compartiment dat de muis bevat met de afvoerbuizen.
Met behulp van de volumetrische CT-scanner GE Explorer locus kan het dier worden gescand met een resolutie van 93 micrometer. Deze volumetrische scanner gebruikt een 3.500 bij 1750 CCD-detector voor Feld Camp conische bundelreconstructie. Stel de platformonafhankelijke parameters constant in met een stroom van 450 microamps, een spanning van een DP kilovolt en een belichtingstijd van 100 milliseconden. Om een superieur contrast tussen bot en zacht weefsel van het vat te bereiken, kunnen standaardparameters worden gevarieerd met vijf tot acht frames per weergave en 360 tot 720 aantal weergaven voor een volledige 360 graden rotatie, gebruik een totale scantijd van ongeveer 15 tot 20 minuten na de CT-scan.
Reconstrueer beelden met de eigen EVS-straalsoftware van de fabrikant. Blijf de muis monitoren totdat hij volledig is hersteld van de anesthesie. Eenmaal gereconstrueerd, kunnen de micro CT-gegevens worden gebruikt voor geavanceerd isooppervlak eendimensionaal of tweedimentionaal overdrachtsfunctie.
Render beelden met behulp van SEG 3D-beeldverwerkingssoftware om een tweedimentionale projectie van de driedimensionale dataset te renderen, gebruik een tweedimensionale overdrachtsfunctie die verder de onderscheiding tussen vat en bot verbetert. Tijdens het renderen van beelden, wijs kleuren en opaciteiten toe aan de straalmonster op basis van de overdrachtsfunctie, die op zijn beurt afhankelijk is van CT-waarde en gradiëntgrootte. Pas overdrachtsfuncties handmatig aan op basis van de richtlijnen die worden gegeven door CT-waarde histogrammen om gebieden en objecten van belang te markeren.
Hier zijn representatieve resultaten die een tweedimensionale overdrachtsfunctie rendering afbeelding op een micro CT-scan van een wild type muis tonen die is geïnjecteerd met Xia een 60 xl. We hebben u net laten zien hoe u hoogwaardige datasets kunt genereren voor analyse van vasculaire netwerken in levende muizen. Deze techniek zou heel goed kunnen worden gebruikt voor kwalitatieve en kwantitatieve beoordeling van anti-angiogenese in preklinische studies met behulp van transgene of xenograft muizen.
Bij het uitvoeren van deze procedure, is het belangrijk om te onthouden om een perfecte staarsafvoer injectie van het contrastmiddel te krijgen en om het dier op een manier te positioneren om de bewegingsartefacten die kunnen optreden als gevolg van ademhaling te minimaliseren. Dus dat is het. Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experimenten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel bespreekt een techniek voor contrastverbeterde beeldvorming van kleine diervaten met behulp van microCT, die een hoogwaardige analyse van vasculaire netwerken in levende muizen mogelijk maakt. De methode is snel, kosteneffectief en geschikt voor hoogdoorvoeronderzoek van tumorontwikkeling en therapeutische reacties.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Oncologie
- Beeldvormingstechnieken
Achtergrond
- MicroCT-beeldvorming is essentieel voor het bestuderen van vasculaire netwerken.
- Contrastmiddelen verhogen de zichtbaarheid van bloedvaten.
- Begrip van tumorvasculatuur is cruciaal voor therapeutische interventies.
- In vivo beeldvormingstechnieken verminderen de behoefte aan invasieve procedures.
Doel van de studie
- Om een methode te ontwikkelen voor in situ onderzoek van tumorvasculatuur.
- Om het netwerk van bloedvaten dat tumorgroei ondersteunt te analyseren.
- Om tumorreacties op preklinische therapieën te monitoren.
Gebruikte methoden
- Intraveneuze injectie van een radio-opaak contrastmiddel.
- Inductie van anesthesie en veilige positionering van het dier.
- Micro CT-beeldvorming om vasculaire gegevens vast te leggen.
- Reconstructie van micro CT-gegevens voor visualisatie.
Belangrijkste resultaten
- Hoogwaardige datasets van vasculaire netwerken werden gegenereerd.
- Verbeterde zichtbaarheid van bloedvaten werd bereikt door parameteraanpassingen.
- Verschillende kleuren werden toegewezen om bloedvaten, bot en zacht weefsel te onderscheiden.
- Resultaten toonden effectieve beeldvorming van vasculaire netwerken in levende dieren aan.
Conclusies
- Contrastverbeterde microCT is een waardevol hulpmiddel voor vasculaire analyse.
- Deze techniek ondersteunt onderzoek naar tumorbiologie en evaluatie van behandelingen.
- Toekomstige toepassingen kunnen zich uitbreiden naar andere gebieden van biomedisch onderzoek.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Contrast-enhanced microCT vessel imaging enables high-resolution, quantitative visualization of vascular networks in live rodent models, directly supporting preclinical evaluation of anti-angiogenic therapies. This methodology addresses the challenge of distinguishing soft tissue and vasculature, providing critical data for target validation and mechanistic de-risking in oncology drug discovery. Its integration into early discovery and translational workflows enhances predictive confidence and informs portfolio advancement decisions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of vascular targets and pathways in disease-relevant rodent models.
- Supports biological de-risking by visualizing intermediate and large vessel architecture in tumor contexts.
- Provides functional target validation through quantitative and qualitative vascular assessment.
- Facilitates predictive confidence in anti-angiogenic mechanism-of-action studies.
Screening & Assay Development
- Prepares validated in vivo imaging systems for downstream compound screening.
- Delivers standardized, reproducible imaging parameters for consistent assay outputs.
- Enables quantitative measurement of vascular changes in response to candidate therapeutics.
- Supports scalable, platform-based evaluation of vascular-modulating agents.
Translational & Preclinical Research
- Aligns imaging outputs with translational biomarker strategies in oncology models.
- Ensures continuity from discovery-stage vascular assessment to preclinical efficacy studies.
- Provides risk-adjusted data for advancement of anti-angiogenic candidates.
- Strengthens predictive de-risking by correlating imaging findings with therapeutic outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
This vessel imaging method fits within the continuum from early discovery through lead identification and preclinical validation, particularly in oncology and vascular biology programs.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by enabling direct visualization of vascular networks in vivo.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for compound evaluation and assay standardization.
- Analytics: Generates volumetric and transfer function-based measurements to compare vascular conditions across experimental arms.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical phases by aligning imaging data with disease-relevant endpoints.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging capability for diverse vascular and tumor biology studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in vascular target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable imaging workflows for cross-study comparability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and enhances capital efficiency by providing robust preclinical data.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of anti-angiogenic and vascular-modulating candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal handling, anesthesia, and intravenous administration of contrast agents.
- Demands access to high-resolution microCT instrumentation and advanced image processing software.
- Necessitates cross-team standardization of imaging parameters and data analysis protocols.
- May require adaptation of imaging protocols for different rodent models or tumor types.
- Motion artifacts and injection quality are practical limitations that must be managed for optimal data quality.
