Obrazowanie małych naczyń krwionośnych małych zwierząt wspomagane kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej jest szybką, opłacalną i wysokoprzepustową techniką do seryjnych badań in situ w celu rozwoju guza, do analizy sieci naczyń krwionośnych, które je odżywiają, oraz do śledzenia odpowiedzi guzów na przedkliniczne interwencje terapeutyczne.
Artykuł metodologiczny
Obrazowanie naczyń krwionośnych z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej
1Greehey Children's Cancer Research Institute, University of Texas Health Science Center at San Antonio , 2Small Animal Imaging Resources facility, University of Texas Health Science Center at San Antonio , 3Department of Cellular and Structural Biology, University of Texas Health Science Center at San Antonio , 4Department of Pediatrics, University of Texas Health Science Center at San Antonio
Otwiera się w nowej karcie
W tym artykule
Podsumowanie
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Streszczenie
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Mikroskopowa tomografia komputerowa (microCT) oferuje wysokorozdzielcze obrazowanie wolumetryczne anatomii żywych małych zwierząt. Jednak kontrast między różnymi tkankami miękkimi i płynami ustrojowymi jest z natury słaby w obrazach mikro-CT 1. W tych okolicznościach wizualizacja naczyń krwionośnych staje się zadaniem prawie niemożliwym. Aby temu zaradzić i poprawić wizualizację naczyń krwionośnych, można zastosować egzogenne środki kontrastowe. W niniejszym artykule przedstawiono metodykę wizualizacji sieci naczyniowej w modelu gryzonia. Stosując długo działający wodny koloidalny środek kontrastowy z polidyspersji jodowej eXIA 160XL, zoptymalizowaliśmy parametry akwizycji obrazu i techniki oddawania objętości w celu znalezienia naczyń krwionośnych u żywych zwierząt. Nasze odkrycia sugerują, że aby uzyskać lepszy kontrast między kością a tkanką miękką z naczynia, konieczne było uzyskanie wielu klatek (co najmniej 5-8 / klatek na widok) i widoków 360-720 (dla pełnego obrotu o 360°). Wykazaliśmy również zastosowanie dwuwymiarowej funkcji transferu (w której kolor woksela i nieprzezroczystość zostały przypisane proporcjonalnie do wartości CT i wielkości gradientu), w wizualizacji anatomii i podkreśleniu interesującej nas struktury, sieci naczyń krwionośnych. Ta obiecująca praca stanowi podstawę do jakościowej i ilościowej oceny przedklinicznych badań antyangiogenezy z udziałem myszy transgenicznych lub ksenoprzeszczepów.
Protokół
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Zastrzyki dla zwierząt
Przed dożylnym wstrzyknięciem żyły ogonowej, skóra ogona powinna być oczyszczona za pomocą peelingów z alkoholem izopropylowym w celu sterylizacji. Następnie myszom należy wstrzyknąć 0,2 ml/20 g 20 mg jodowego środka kontrastowego do sadzawki krwi w ilości 20 mg jodu/ml (eXIA 160XL; Binito Biomedical, Inc. Ottawa, ON, Kanada) przez dystalną żyłę ogonową przy użyciu strzykawek insulinowych 1/2 CC U-100 28G1/2 o niskiej martwej przestrzeni (produkt #329461, Becton Dickinson and company, NJ, USA).
2. Przygotowanie zwierząt
Po 10 minutach iniekcji, zwierzęta powinny być przygotowane do obrazowania mikrotomografią. Najpierw zwierzę powinno zostać znieczulone w pudełku przy użyciu 2% izofluranu w 100% tlenu w ilości 2,5 litra na minutę. Należy nałożyć maść nawilżającą do oczu, aby zapobiec wysuszeniu rogówki podczas znieczulenia. Temperatura ciała powinna być utrzymywana na poziomie 37°C za pomocą poduszek grzewczych.
3. Obrazowanie mikrotomografią komputerową
Myszy powinny być następnie skanowane na urządzeniu mikrotomograficznym zdolnym do wykonywania skanów żywych zwierząt. Aby zminimalizować artefakty ruchowe i stabilność, myszy można umieścić w dostępnej na rynku komorze multimodalnej (Numira Biosciences, Salt Lake City, UT) z zapewnieniem dopływu powietrza i spalin. Aby uniknąć epizodu hipotermii u zwierzęcia podczas skanowania mikrotomografią komputerową, można zastosować podkładki żelowe (Hot Cold Therapy Brace, CVS Pharmacy Woonsocket, RI), ocieplacz na palce u nóg (Heat Factory, Vista, CA) lub Thermipaq Clay Pads (Thermionics, Springfield, IL). Umieść te poduszki grzewcze pod piankowym łóżkiem, aby utrzymać mysz w temperaturze 37°C, unikając bezpośredniego kontaktu ze zwierzęciem. Parametry życiowe zwierząt, takie jak temperatura ciała, oddech i tętno, powinny być monitorowane za pomocą systemów monitorowania i bramkowania małych zwierząt, takich jak SA Instruments (Stony Brook, NY).
Poniższy protokół obrazowania może być wykorzystany jako wskazówka, aby pomóc określić odpowiednie parametry skanowania dla każdej jednostki mikrotomografii komputerowej. Zwierzęta wykorzystane w tym eksperymencie zostały zeskanowane w rozdzielczości 93 μm na wolumetrycznym tomografie komputerowym GE eXplore Locus (GE Healthcare, Londyn, Ontario). Ten skaner wolumetryczny wykorzystuje detektor CCD o rozdzielczości 3500 x 1750 do rekonstrukcji wiązki stożkowej Feldkampa. Niezależne od platformy parametry prądu, napięcia i czasu ekspozycji były utrzymywane na stałym poziomie odpowiednio 450 μA, 80 kVP i 100 ms. Standardowe parametry czasu ekspozycji, klatek na widok i liczby wyświetleń mogą być różne i mogą wynosić odpowiednio 100 ms, 5-8 i 360-720, a całkowity czas skanowania wynosi około 20 minut. Obrazy zostały zrekonstruowane za pomocą autorskiego oprogramowania producenta EVSBeam.
4. Renderowanie obrazu
Zrekonstruowane dane z mikrotomografii komputerowej mogą być wykorzystane do zaawansowanej funkcji transferu izopowierzchniowego, jednowymiarowego lub dwuwymiarowego, renderując obrazy za pomocą oprogramowania do przetwarzania obrazów Seg3D (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software).
5. Reprezentatywne wyniki
Proszę zobaczyć załączony rysunek myszy typu dzikiego zeskanowanej za pomocą eXIA160XL z ustawieniami wymienionymi w sekcji metod.
Rysunek 1. Funkcja transferu dwuwymiarowego (2DTF) renderująca obraz myszy typu dzikiego utworzony przy użyciu oprogramowania do przetwarzania obrazów Seg3D (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software). Zwierzęciu wstrzyknięto eXIA160XL, a 10 minut później wykonano mikrotomografię komputerową w rozdzielczości izometrycznej 93 μm z ustawieniami wymienionymi w sekcji metod.
Wideo 1. Renderowanie funkcji transferu dwuwymiarowego (2DTF) oparte na obracaniu o 360° filmu myszy typu dzikiego utworzonego przy użyciu oprogramowania do przetwarzania obrazów Imagevis3D (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software). Zwierzęciu wstrzyknięto eXIA160XL, a 10 minut później mikrotomografię komputerową wykonano w rozdzielczości izometrycznej 93 μm z ustawieniami wymienionymi w sekcji metod.
Kliknij tutaj, aby obejrzeć film
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Głównym celem tej techniki obrazowania naczyń krwionośnych z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej jest zapewnienie optymalnej metody generowania wysokiej jakości zestawów danych do analizy sieci naczyniowych u żywych myszy. W przypadku obrazowania mikrotomografią komputerową lepszy stosunek sygnału do szumu tkanek miękkich uzyskuje się dzięki dłuższym czasom skanowania przy zwiększonej liczbie wyświetleń i liczbie klatek na widok 2.
Identyfikacja naczyń krwionośnych je...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Wszystkie procedury na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi dotyczącymi opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych i zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) w Centrum Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Teksańskiego w San Antonio.
Podziękowania
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ta praca została częściowo wsparta przez nagrodę NCI 5R01CA133229-03.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| eXIA 160XL | Binito Biomedical, Inc. | eXIA160XL-01 |
Bibliografia
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
- Holdsworth, D. W., Thornton, M. M. Micro-CT in small animal and specimen imaging. Trends in Biotechnology. 20, 417-424 (2002).
- Kindlmann, G. L., Weinstein, D. M., Jones, G. M., Johnson, C. R., Capecchi, M. R., Keller, C. Practical Vessel Imaging by Computed Tomography in Live Transgenic Mouse Models for Human Tumors. Molecular Imaging. 4, 417-424 (2005).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie