Name: Obrazowanie naczyń krwionośnych z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-01-27T17:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 50 s
Description: Poznaj metodę obrazowania naczyń krwionośnych z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej u żywych myszy. Technika ta umożliwia analizę sieci naczyniowej i ocenę odpowiedzi nowotworów na terapię.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Niniejsza praca była częściowo finansowana z grantu NCI nr 5R01CA133229-03.

1. Iniekcje u zwierząt
Przed wstrzyknięciem dożylnym do żyły ogonowej skórę ogona należy oczyścić za pomocą gazików nasączonych alkoholem izopropylowym w celu sterylizacji. Następnie myszom należy wstrzyknąć 0,2 mL/20 g jodowanego środka kontrastowego do naczyń krwionośnych o stężeniu 20 mg jodu/mL (eXIA 160XL; Binito Biomedical, Inc. Ottawa, ON, Canada) do dystalnej żyły ogonowej, używając strzykawek insulinowych U-100 28G½ o pojemności ½ CC z niską objętością martwą (Product #329461, Becton Dickinson and company, NJ, USA).
2. Przygotowanie zwierząt
Po 10 minutach od wstrzyknięcia zwierzęta należy przygotować do obrazowania mikroCT. Najpierw zwierzę należy znieczulić w komorze, stosując 2% izofluranu w 100% tlenie z przepływem 2,5 litrów na minutę. Należy zastosować maść nawilżającą do oczu, aby zapobiec wysychaniu rogówek podczas znieczulenia. Temperaturę ciała należy utrzymywać na poziomie 37°C za pomocą mat grzewczych.
3. Obrazowanie MicroCT
Następnie myszy należy poddać skanowaniu w urządzeniu microCT zdolnym do obrazowania żywych zwierząt. Aby zminimalizować artefakty ruchowe i zapewnić stabilność, myszy można umieścić w dostępnej komercyjnie komorze multimodalnej (Numira Biosciences, Salt Lake City, UT) z systemem dopływu i odpływu powietrza. Aby zapobiec hipotermii zwierzęcia podczas skanowania microCT, można zastosować żelowe podkładki grzewcze (Hot Cold Therapy Brace, CVS Pharmacy Woonsocket, RI), ogrzewacze do palców (Heat Factory, Vista, CA) lub glinkowe podkładki Thermipaq (Thermionics, Springfield, IL). Podkładki grzewcze należy umieścić pod piankowym podłożem, aby utrzymać temperaturę myszy na poziomie 37°C, unikając bezpośredniego kontaktu z zwierzęciem. Parametry życiowe zwierzęcia, takie jak temperatura ciała, częstość oddechów i tętno, powinny być monitorowane przy użyciu systemów monitorowania i bramkowania dla małych zwierząt, takich jak SA Instruments (Stony Brook, NY).
Poniższy protokół obrazowania może służyć jako wytyczna pomagająca w określeniu odpowiednich parametrów skanowania dla dowolnych urządzeń microCT. Zwierzęta użyte w tym eksperymencie zostały przeskanowane z rozdzielczością 93 μm na wolumetrycznym skanerze CT GE eXplore Locus (GE Healthcare, London, Ontario). Ten skaner wolumetryczny wykorzystuje detektor CCD 3500 x 1750 do rekonstrukcji wiązki stożkowej metodą Feldkampa. Parametry niezależne od platformy, takie jak natężenie prądu, napięcie i czas ekspozycji, utrzymano na stałym poziomie odpowiednio 450 μA, 80 kVP i 100 ms. Standardowe parametry czasu ekspozycji, liczby klatek na widok oraz liczby widoków mogą być zmienne i mogą wynosić odpowiednio 100 ms, 5-8 oraz 360-720, przy całkowitym czasie skanowania wynoszącym około 20 minut. Obrazy zrekonstruowano przy użyciu autorskiego oprogramowania producenta EVSBeam.
4. Renderowanie obrazu
Zrekonstruowane dane microCT mogą zostać wykorzystane do zaawansowanego renderowania obrazów z użyciem funkcji transferu izopowierzchniowej, jednowymiarowej lub dwuwymiarowej przy pomocy oprogramowania do przetwarzania obrazów Seg3D (Seg3D, <a href="http://www.sci.utah.edu/cibc/software">http://www.sci.utah.edu/cibc/software</a>).
5. Reprezentatywne wyniki
Prosimy o zapoznanie się z załączoną ryciną przedstawiającą mysz typu dzikiego, przeskanowaną za pomocą eXIA160XL przy użyciu ustawień opisanych w sekcji metod.
 <img src="/files/ftp_upload/2377/2377fig1.jpg" alt="Wizualizacja 3D z tomografii komputerowej, struktura szkieletowa; obrazowanie medyczne, badanie anatomiczne, analiza diagnostyczna." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Obraz renderowany za pomocą dwuwymiarowej funkcji transferu (2DTF) myszy typu dzikiego, utworzony przy użyciu oprogramowania do przetwarzania obrazów Seg3D (Seg3D, <a href="http://www.sci.utah.edu/cibc/software">http://www.sci.utah.edu/cibc/software</a>). Zwierzęciu wstrzyknięto eXIA160XL, a 10 minut później wykonano skan microCT z izometryczną rozdzielczością 93 μm przy zastosowaniu ustawień opisanych w sekcji metody.
Wideo 1. Film przedstawiający obrót o 360° myszy typu dzikiego, stworzony za pomocą renderowania dwuwymiarowej funkcji transferu (2DTF) w oprogramowaniu do przetwarzania obrazów Imagevis3D (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software). Zwierzęciu wstrzyknięto eXIA160XL, a 10 minut później wykonano skanowanie mikroCT z izometryczną rozdzielczością 93 μm przy użyciu ustawień opisanych w sekcji metody. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/2377/2377_Suresh_Prajapati_Representative_Results.mov">Kliknij tutaj, aby obejrzeć wideo</a>

<ol><li>Holdsworth, D. W., Thornton, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-CT+in+small+animal+and+specimen+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Micro-CT in small animal and specimen imaging.</a> Trends in Biotechnology. 20, 417-424 (2002).</li>
<li>Kindlmann, G. L., Weinstein, D. M., Jones, G. M., Johnson, C. R., Capecchi, M. R., Keller, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Practical+Vessel+Imaging+by+Computed+Tomography+in+Live+Transgenic+Mouse+Models+for+Human+Tumors%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">Practical Vessel Imaging by Computed Tomography in Live Transgenic Mouse Models for Human Tumors.</a> Molecular Imaging. 4, 417-424 (2005).</li>
</ol>

Wszystkie procedury z użyciem zwierząt były przeprowadzane zgodnie z wytycznymi dotyczącymi opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych (Guidelines for the Care and Use of Laboratory Animals) i zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) w University of Texas Health Science Center w San Antonio.

Głównym celem tej techniki obrazowania naczyń z kontrastem przy użyciu mikrotomografii komputerowej (microCT) jest zapewnienie optymalnej metody generowania wysokiej jakości zbiorów danych do analizy sieci naczyniowych u żywych myszy. W obrazowaniu microCT lepszy stosunek sygnału do szumu w tkankach miękkich uzyskuje się poprzez wydłużenie czasu skanowania przy zwiększeniu liczby projekcji oraz liczby klatek na projekcję 2.
Identyfikacja naczyń krytycznie zależy od dokładnego rozpo...

<table><tbody><tr><td>eXIA 160XL</td><td>Binito Biomedical, Inc.</td><td>eXIA160XL-01</td><td></td></tr></tbody></table>

obrazowanie naczyń z kontrastem przy użyciu mikrotomografii komputerowej (microct)

Contrast Enhanced Vessel Imaging using MicroCT

Mikroskopowa tomografia komputerowa (microCT) umożliwia wysokorozdzielcze obrazowanie wolumetryczne anatomii żywych małych zwierząt. Jednakże kontrast między różnymi tkankami miękkimi a płynami ustrojowymi w obrazach micro-CT jest z natury słaby 1. W takich warunkach wizualizacja naczyń krwionośnych staje się zadaniem niemal niemożliwym. Aby temu zaradzić i poprawić wizualizację naczyń krwionośnych, można zastosować egzogenne środki kontrastowe. W niniejszej pracy przedstawiamy metodologię wizualizacji sieci naczyniowej w modelu gryzoni. Wykorzystując długo działający, wodny koloidalny polidyspersyjny jodowy środek kontrastowy do krwi, eXIA 160XL, zoptymalizowaliśmy parametry akwizycji obrazu oraz techniki renderowania objętościowego w celu zlokalizowania naczyń krwionośnych u żywych zwierząt. Nasze wyniki sugerują, że aby uzyskać doskonały kontrast między kośćmi a tkanką miękką naczyń, niezbędne było zastosowanie akwizycji wieloklatkowej (co najmniej 5-8 klatek na widok) oraz od 360 do 720 widoków (dla pełnego obrotu 360°). Wykazaliśmy również zastosowanie dwuwymiarowej funkcji transferu (gdzie kolor i nieprzezroczystość woksela przypisano proporcjonalnie do wartości CT i wielkości gradientu) w wizualizacji anatomii i podkreśleniu struktury będącej przedmiotem zainteresowania, czyli sieci naczyń krwionośnych. Ta obiecująca praca stanowi podstawę do jakościowej i ilościowej oceny przedklinicznych badań nad antyangiogenezą z wykorzystaniem myszy transgenicznych lub myszy z ksenoprzeszczepami guzów.

Obrazowanie naczyń krwionośnych małych zwierząt z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej (microCT) jest szybką, kosztowo efektywną i wysokoprzepustową techniką do seryjnych badań in situ rozwoju guzów, analizy sieci naczyń krwionośnych je odżywiających oraz monitorowania odpowiedzi guzów na przedkliniczne interwencje terapeutyczne.

Obrazowanie naczyń z kontrastem przy użyciu mikrotomografii komputerowej (MicroCT)

Mikrotomografia komputerowa (microCT) umożliwia wysokorozdzielcze obrazowanie wolumetryczne anatomii żyjących małych zwierząt. Jednakże kontrast pomiędzy ...

Celem niniejszej techniki obrazowania naczyń z wzmocnieniem kontrastowym z wykorzystaniem mikrotomografii komputerowej lub micro CT jest zapewnienie optymalnej metody generowania wysokiej jakości zbiorów danych do analizy sieci naczyniowych u żywych myszy. Osiąga się to poprzez dożylne wstrzyknięcie radioprzepuszczalnego środka kontrastowego in vivo. Następnie zwierzę jest przygotowywane do obrazowania micro CT poprzez wprowadzenie w stan znieczulenia i bezpieczne umieszczenie w komorze wielomodalnej w celu zredukowania artefaktów ruchowych podczas skanowania micro CT.Po wykonaniu skanów dane z mikro-CT są rekonstruowane i wczytywane do oprogramowania do wizualizacji. Ostatnim krokiem procedury jest dostosowanie parametrów dwuwymiarowej funkcji transferu w celu poprawy widoczności naczyń krwionośnych oraz nadania różnym kolorom naczyniom krwionośnym, kościom i tkankom miękkim w celu ich rozróżnienia. W rezultacie można uzyskać obrazy przedstawiające sieć naczyniową u żywych zwierząt dzięki obrazowaniu z użyciem kontrastu nieprzezroczystego dla promieniowania CT oraz renderowaniu za pomocą dwuwymiarowej funkcji transferu.Witajcie, jestem Sue Resh, PJA Patti z Oddziału Obrazowania Małych Zwierząt w Instytucie Badań nad Rakiem Dzieci Greehey na University of Texas Health Science Center w San Antonio. Jestem Charles Keller, również z Instytutu Badań nad Rakiem Dzieci Greehey na University of Texas Health Science Center w San Antonio. Dzisiaj zaprezentujemy procedurę wizualizacji naczyń krwionośnych u żywych zwierząt z wykorzystaniem radioprzepuszczalnego środka kontrastowego do puli krwi.Stosujemy tę procedurę w naszych laboratoriach do badania naczyń średnich i dużych w złożonych guzach spontanicznych u naszych myszy transgenicznych. Przejdźmy zatem do działania. Aby rozpocząć tę procedurę, należy pobrać 0,2 ml na 20 g masy ciała kontrastowego środka do obrazowania puli krwi z jodem Xia one 60 xl o stężeniu 20 mg jodu na ml, używając strzykawki insulinowej o pojemności 0,5 cc i igle 28,5 G z niską objętością martwą.Wstrzyknij środek kontrastowy żywej myszy w dystalną część żyły ogonowej. 10 minut po wstrzyknięciu przygotuj zwierzęta do obrazowania mikro CT.W pierwszej kolejności znieczul zwierzęta w akrylowej komorze z użyciem 2% isofluorine w 100% tlenie przy przepływie 2,5 litra na minutę. Po kilku minutach wykonaj ucisk palca u stopy, aby zweryfikować głębokość znieczulenia. Następnie, aby zminimalizować artefakty ruchowe, ustabilizuj mysz, umieszczając ją w specjalnie zbudowanej, dostępnej w sprzedaży komorze wielomodalnej z dopływem i odpływem powietrza.Utrzymuj dopływ powietrza z 2% izofluranu i 100% tlenu, aby zapewnić zwierzęciu ciągłą anestezję podczas skanowania. Po przygotowaniu myszy można ją poddać badaniu w urządzeniu do mikro-CT zdolnym do skanowania żywych zwierząt. Podłącz komorę multimodalną zawierającą mysz do rur wyciągowych.Przy użyciu wolumetrycznego skanera CT GE Explorer, zwierzę można obrazować z rozdzielczością 93 µm. Ten skaner wolumetryczny wykorzystuje detektor CCD o rozdzielczości 3 500 na 1750 do rekonstrukcji wiązki stożkowej Feld Camp; parametry niezależne od platformy ustawiono na stałe przy natężeniu prądu 450 µA, napięciu 80 kV i czasie ekspozycji 100 ms. Aby uzyskać lepszy kontrast między kością a tkanką miękką naczyń, parametry standardowe można zmodyfikować, stosując od pięciu do ośmiu klatek na widok oraz od 360 do 720 widoków dla pełnego obrotu o 360 stopni; całkowity czas skanowania CT wynosi około 15 do 20 minut.Odtwórz obrazy za pomocą zastrzeżonego oprogramowania do wiązki EVS producenta. Kontynuuj monitorowanie myszy, aż do pełnego wybudzenia z narkozy. Po rekonstrukcji dane z mikro CT mogą zostać wykorzystane do zaawansowanej jednowymiarowej lub dwuwymiarowej funkcji transferu izopowierzchni.Podczas renderowania obrazów przy użyciu oprogramowania do przetwarzania obrazów SEG 3D, w celu uzyskania dwuwymiarowej projekcji trójwymiarowego zbioru danych, należy zastosować dwuwymiarową funkcję transferu, która dodatkowo poprawia rozróżnienie pomiędzy naczyniami a kośćmi. Podczas renderowania obrazu przypisz kolory i stopnie przezroczystości do próbek promieni w oparciu o funkcję transferu, która z kolei opiera się na wartościach CT i wielkości gradientu. Ręcznie dostosuj funkcje transferu w oparciu o wytyczne dostarczone przez histogramy wartości CT, aby wyróżnić interesujące obszary i obiekty.Oto reprezentatywne wyniki przedstawiające obraz funkcji transferu dwuwymiarowego na skanie mikro-CT myszy typu dzikiego, której wstrzyknięto Xia one 60 xl. Przedstawiliśmy sposób generowania wysokiej jakości zestawów danych do analizy sieci naczyniowych u żywych myszy. Technika ta może zostać z powodzeniem wykorzystana do jakościowej i ilościowej oceny antyangiogenezy w badaniach przedklinicznych z wykorzystaniem myszy transgenicznych lub ksenoprzeszczepów.Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby pamiętać o prawidłowym wstrzyknięciu środka kontrastowego do żyły ogonowej oraz o takim ustawieniu zwierzęcia, aby zminimalizować artefakty ruchowe mogące wynikać z oddychania. To wszystko. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymentach.

contrast-enhanced-vessel-imaging-using-microct

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Kontrastowe obrazowanie naczyń za pomocą mikrotomografii komputerowej

Wizualizacja naczyń wieńcowych ma kluczowe znaczenie dla pogłębienia naszej wiedzy na temat chorób układu sercowo-naczyniowego. Opisujemy tutaj metodę perfuzji naczyń wieńcowych myszy radiologicznym silikonem (Microfil) w ramach przygotowania do obrazowania mikrotomografią komputerową (μCT).

Wsteczna perfuzja i wypełnianie naczyń wieńcowych myszy w ramach przygotowania do obrazowania mikrotomografią komputerową

Źródło: Choi, J. P. et al. Obrazowanie indukcji i mikrotomografii komputerowej malformacji jamistych mózgu na modelu mysim. J. vis. exp. ( 2017)Ten film pokazuje zastosowanie obrazowania mikro-CT do wizualizacji zmian w malformacji jamistych mózgu (CCM) w mózgu myszy. Szczegółowo opisano w nim etapy przygotowania próbki, obrazowania i rekonstrukcji obrazu 3D w celu oceny gęstości i lokalizacji zmian CCM w tkance mózgowej.

Obrazowanie mikrotomografii komputerowej ze wzmocnieniem kontrastowym zmian w malformacjach jamistych mózgu w mózgu myszy

Ta metoda opisuje użycie Kwantowej Mikrotomografii Komputerowej (MicroCT) do oceny morfologii, funkcji, perfuzji, metabolizmu i żywotności serca za pomocą jodowego środka kontrastowego u myszy z eksperymentalnie wywołanym niedokrwieniem mięśnia sercowego. Technika ta może być stosowana do nieniszczącego, wysokoprzepustowego, podłużnego obrazowania in vivo różnych zwierzęcych modeli chorób ludzkiego serca.

In vivo (in vivo) Ilościowa ocena struktury, funkcji, perfuzji i żywotności mięśnia sercowego za pomocą mikrotomografii komputerowej serca

Ten protokół opisuje zastosowanie połączonego obrazowania fluorescencyjnego w bliskiej podczerwieni (NIRF) i mikrotomografii komputerowej (microCT) do wizualizacji choroby zakrzepowo-zatorowej mózgu. Technika ta pozwala na ilościowe określenie obciążenia skrzepliną i ewolucji. Technika obrazowania NIRF wizualizuje znakowaną fluorescencyjnie skrzeplinę w wyciętym mózgu, podczas gdy technika mikroCT wizualizuje skrzeplinę wewnątrz żywych zwierząt za pomocą nanocząstek złota.

Połączone obrazowanie fluorescencyjne w bliskiej podczerwieni i tomografia mikrokomputerowa do bezpośredniej wizualizacji choroby zakrzepowo-zatorowej mózgu

Ten artykuł opisuje szczegółową metodologię użycia nieprzepuszczającego promieni rentgenowskich kauczuku silikonowego na bazie ołowiu do perfuzji mysiego układu krwionośnego do ilościowego określenia średnicy aorty w mysim modelu tętniaka i rozwarstwienia aorty.

Ilościowa analiza aortapatii metodą mikro-CT w mysim modelu tętniaka i rozwarstwienia aorty wywołanego β-aminopropionitrylem

Celem tej techniki jest wizualizacja ex vivo sieci tętnic płucnych u myszy wcześnie urodzonych i dorosłych poprzez napompowanie płuc i wstrzyknięcie przez tętnicę płucną nieprzezroczystego związku na bazie polimeru radiologicznego. Omówiono również potencjalne zastosowania tkanek odlewanych.

Odlew naczyniowy płuc myszy dorosłych i wczesnych po urodzeniu do obrazowania mikro-CT

Tutaj prezentujemy protokół uzyskiwania wysokiej rozdzielczości obrazów mikrotomografii komputerowej zdrowych i patologicznych całych serc dużych ssaków z selektywnym wzmocnieniem kontrastu.

Techniki przygotowania tkanek do obrazowania mikrotomografii komputerowej ze wzmocnieniem kontrastowym modeli serca dużych ssaków z chorobami przewlekłymi

Mikrotomografia komputerowa z podwójnym odlewem z żywicy, czyli DUCT, umożliwia wizualizację, digitalizację i segmentację dwóch systemów rurowych jednocześnie, co ułatwia analizę 3D architektury organów. DUCT łączy wstrzyknięcie ex vivo dwóch żywic nieprzepuszczających promieni rentgenowskich, a następnie skanowanie mikrotomografii komputerowej i segmentację danych tomograficznych.

DUCT: Podwójny odlew z żywicy, a następnie tomografia mikrokomputerowa do analizy wątroby 3D

Tutaj opisujemy metodę wizualizacji i kwantyfikacji naczyń mysich kończyn tylnych za pomocą mikrorentgenowskiej tomografii komputerowej.

Przygotowanie próbki do trójwymiarowej wizualizacji naczyń kończyn tylnych myszy w oparciu o tomografię komputerową

Korzystając z mysiego modelu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby (NAFLD) wywołanego dietą, opisujemy użycie nowatorskich technik obrazowania mikrotomografii komputerowej in vivo jako nieinwazyjnej metody oceny etapów progresji NAFLD, koncentrując się głównie na sieci naczyniowej wątroby ze względu na jej znaczący udział w dysregulacji wątroby związanej z NAFLD.

Nowatorskie techniki obrazowania mikrotomografii komputerowej in vivo do oceny postępu niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby

W tym protokole omawiamy implementację modelu udanego ortotopowego przeszczepu wątroby (OLT) u myszy. Dodatkowo omówiono adiuwanty do dalszej analizy drożności przeszczepu allogenicznego po udanym OLT u myszy, w szczególności z wykorzystaniem skanów tomografii mikrokomputerowej (microCT).

Udany ortotopowy przeszczep wątroby u myszy z wykorzystaniem angiografii tomografii mikrokomputerowej

Poznaj metodę obrazowania naczyń krwionośnych z kontrastem za pomocą mikrotomografii komputerowej u żywych myszy. Technika ta umożliwia analizę sieci naczyniowej i ocenę odpowiedzi nowotworów na terapię.

Obrazowanie naczyń z kontrastem przy użyciu mikrotomografii komputerowej (MicroCT)

Przeglądaj więcej filmów