Method Article

Wizualizacja i kwantyfikacja warstwy bezkomórkowej w tętniczkach mięśnia Cremaster szczura

DOI:

10.3791/54550

⸱

October 19th, 2016

 ,  ,  ,  , 
1NUS Graduate School for Integrative Sciences and Engineering, National University of Singapore, 2Department of Biomedical Engineering, National University of Singapore, 3Department of Surgery, National University of Singapore

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie demonstruje chirurgiczne przygotowanie mięśnia cremaster szczura do wizualizacji warstwy wolnej od komórek in vivo. W pracy omówiono istotne czynniki wpływające na dokładność pomiaru szerokości warstwy bezkomórkowej.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Warstwa bezkomórkowa jest zdefiniowana jako warstwa plazmy ciemieniowej w przepływie mikronaczyń, która jest pozbawiona czerwonych krwinek. Pomiar szerokości warstwy wolnej od komórek in vivo i jej zmian czasoprzestrzennych może zapewnić kompleksowe zrozumienie hemodynamiki w mikrokrążeniu. W tym badaniu użyliśmy mikroskopijnego systemu przyżyciowego w połączeniu z szybką kamerą wideo, aby określić ilościowo szerokości warstw bezkomórkowych w tętniczkach in vivo. Mięsień cremaster szczurów Sprague-Dawley został chirurgicznie uzewnętrzniony, aby uwidocznić przepływ krwi. Opracowano również specjalnie opracowany skrypt obrazowania, aby zautomatyzować przetwarzanie obrazu i analizę szerokości warstwy wolnej od komórek. Takie podejście umożliwia ilościowe określanie zmian czasoprzestrzennych w sposób bardziej spójny niż wcześniejsze pomiary ręczne. Dokładność pomiaru zależy jednak częściowo od zastosowania filtra niebieskiego i doboru odpowiedniego algorytmu progowania. W szczególności oceniliśmy kontrast i jakość obrazów uzyskanych z użyciem filtra niebieskiego i bez niego. Ponadto porównaliśmy pięć różnych algorytmów progowania opartych na histogramie obrazu (Otsu, minimum, intermode, selekcja iteracyjna i progowanie entropii rozmytej) i zilustrowaliśmy różnice w ich określaniu szerokości warstwy wolnej od komórek.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badania na zwierzętach in vivo są kluczowe dla podstaw nauki dla zrozumienia ludzkiej fizjologii i patologii. W szczególności badania mikrohemodynamiczne in vivo mogą wyjaśnić potencjalne upośledzenie funkcji mikrokrążenia zmienione przez nieprawidłowe warunki reologiczne krwi. W wielu wcześniejszych badaniach mikrohemodynamicznych1 wykorzystano model mięśniowy cremaster szczura do wizualizacji mikronaczyniowego przepływu krwi. Mięsień cremaster to cienka warstwa mięśnia prążkowanego otaczającego jądra. W ten sposób przepływ krwi w mięśniach można uwidocznić za pomocą mikroskopu trans-illumination za pomocą ekspozycji chirurgicznej. Dzięki....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie jest zgodne z Narodowym Komitetem ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Zwierząt (zatwierdzony protokół nr R15-0225).

1. Chirurgiczne przygotowanie modelu zwierzęcego

  1. Kaniulacje naczyń
    1. Znieczulenie samców szczurów Sprague-Dawley (w wieku 6-7 tygodni) o wadze (203 ± 20) g koktajlem ketaminy (37,5 mg/ml) i ksylazyny (5 mg/ml) należy wprowadzić do środka otrzewnowego (i.p.) (2 ml/kg). Nie należy ponownie nakręcać nakrętki igły ani wyjmować jej ze strzykawki po wstrzyknięciu.
    2. Po znieczuleniu zwierzęcia (potwierdzonym uszczypnięciem palca u nogi) umieść je na poduszce grzewczej, a....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wizualizacja CFL in vivo jest w dużej mierze zależna od przygotowań chirurgicznych zwierzęcia. Nadmierna utrata krwi lub wydłużony czas trwania operacji może narazić zwierzę na wstrząs i zaburzenia przepływu krwi. Utrzymanie temperatury tkanek za pomocą poduszki grzewczej, a także dostosowanej platformy podczas operacji i eksperymentu ma również kluczowe znaczenie dla utrzymania warunków fizjologicznych szczura. Dzięki zastosowaniu lampy halogenowej o mocy 100 W w systemie mikroskopowym nie zaobserwowano żadnych.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pomiar szerokości świetlówki kompaktowej jest niezbędny do lepszego zrozumienia hemodynamiki w mikrokrążeniu. W szczególności pomiar szerokości CFL został wykonany w mikrokrążeniach krezkowych6, rdzeniowo-trapezowych24 i mózgowych25 . Konwencjonalne pomiary szerokości świetlówek kompaktowych in vivo ograniczały się do szacunków poprzez ręczną kontrolę zarejestrowanych klatek wideo. Pomiary manualne wymagały uśrednienia kilku kolejnych klatek wideo przed wizualnym określeniem gran.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez National Medical Research Council (NMRC)/Cooperative Basic Research Grant (CBRG)/0078/2014.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Mikroskop przyżyciowyOlympusBX51WISprzęt
Kamera szybkoobrotowaPhotron1024PCISprzęt
Filtr niebieskiHOYAB390
Sprzęt Czujnik ciśnienia i system biopacSystem BiopacTSD104A, MP100Sprzęt
Regulator temperaturyShimadenSR 1Sprzęt
Plasma Lyte ABaxterNDC: 0338-0221Ciepły w 37 stopniach; C kąpiel wodna przed użyciem
Sól fizjologiczna 0,9%Braun
Heparyna (5,000 IU/ml)LEO
PE-10 rurka polietylenowaBecton Dickinson427400.024" OD x .011" ID 
Rurka polietylenowa PE-50Becton Dickinson427411.038 "OD x .023" ID
Rurka polietylenowa PE-205Becton Dickinson427446.082" OD x .062" ID
2-0 niewchłanialny jedwabny szewDeknatel113-S
5-0 niewchłanialny jedwabny szewDeknatel106-S
Poduszka grzewcza z cyrkulacją wodyGaymar
Kąpiel wodnaFisher ScientificIsotemp 205Sprzęt
Sterylna gaza bawełniana Fisher Scientific22-415-468
Aplikatory z bawełnianą końcówkąFisher Scientific23-400-124
Kleszcze DumontKent Scientific INS14188Instrument chirurgiczny
Mikrokleszcze preparacyjneKent ScientificINS15915Instrument chirurgiczny
Kleszcze do tęczówki 1 x 2 zębyKent ScientificINS15917Chirurgiczny instrument
Kleszcze do kaniulacji naczyńKent ScientificINS500377Instrument chirurgiczny
MikronożyczkiKent ScientificINS14177Instrument chirurgiczny
Nożyczki do irysaKent ScientificINS14225Instrument chirurgiczny
Klips do naczyńKent ScientificINS14120Instrument chirurgiczny
System kauteryzacji GeminiBraintree ScientificGEM 5917Instrument chirurgiczny

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kim, S., Kong, R. L., Popel, A. S., Intaglietta, M., Johnson, P. C. Temporal and spatial variations of cell-free layer width in arterioles. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 293 (3), H1526-H1535 (2007).
  2. Ong, P. K., Namgung, B., Johnson, P. C., Kim, S.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cell free LayerArteriolesRat Cremaster MuscleIntravital MicroscopyHigh speed Video CameraImage ThresholdingBlue FilterTemporal VariationSpatial VariationMedian Filter

Related Articles