Contraste de imagem aprimorada navio usando MicroCT
27 de janeiro de 2011
De contraste de imagem melhorada navio pequeno animal por microCT é uma resposta rápida, técnica de baixo custo e alto rendimento para a série In situ Exame para o desenvolvimento do tumor, para analisar a rede de vasos sangüíneos que nutrem eles, e para seguir a resposta dos tumores à intervenção terapêutica pré-clínicos (s).
O objetivo desta técnica de imagem de vasos com contraste aprimorado usando tomografia computadorizada microscópica ou micro TC é fornecer um método ideal para gerar conjuntos de dados de alta qualidade para análise de redes vasculares em camundongos vivos. Isso é realizado por injeção intravenosa de um agente de contraste radiopaco in vivo. Em seguida, o animal é preparado para imagens de micro CT, induzindo anestesia e posicionando o animal com segurança em uma câmara multimodal para reduzir os artefatos de movimento durante as micro tomografias computadorizadas.
Após as varreduras, os dados da micro TC são reconstruídos e carregados no software de visualização. A etapa final do procedimento é ajustar os parâmetros da função de transferência bidimensional para melhorar a visibilidade dos vasos sanguíneos e fornecer cores diferentes aos vasos sanguíneos, ossos e tecidos moles para fins de distinção. Em última análise, podem ser obtidos resultados que mostram a rede vascular em animais vivos por meio de imagens aprimoradas com contraste opaco por TC e renderização da função de transferência bidimensional.
Olá, sou Sue Resh, PJA Patti do Small Animal Imaging Core do Departamento do Instituto de Pesquisa do Câncer Infantil Khe do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas, San Antonio. Eu sou Charles Keller, também do Instituto de Pesquisa do Câncer Infantil Greehey do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas em San Antonio. Hoje mostraremos um procedimento para visualização de vasos sanguíneos em animais vivos usando agente de contraste de piscina sanguínea radioopaco.
Usamos esse procedimento em nossos laboratórios para estudar os vasos intermediários e grandes de tumores espontâneos complexos em nossos camundongos transgênicos. Então vamos começar. Para iniciar este procedimento, obtenha 0,2 mililitros por 20 gramas de 20 miligramas de iodo por mililitro de pool de sangue iodado Agente de contraste Xia one 60 xl usando uma seringa de insulina de baixo espaço morto 28 e meio calibre de meio cc.
Injete o agente de contraste em um camundongo vivo através da veia distal da cauda. 10 minutos após a injeção. Prepare os animais para micro tomografia computadorizada.
Primeiro, anestesiar os animais em uma caixa de acrílico conectada a 2%isde flúor em 100%oxigênio a 2,5 litros por minuto. Após alguns minutos, faça uma pinça no dedo do pé para verificar a profundidade da anestesia. Em seguida, para minimizar os artefatos de movimento, estabilize o mouse colocando-o em uma câmara multimodal personalizada e disponível comercialmente com provisão para ar e exaustão.
Mantenha um suprimento de ar com 2% de flúor e 100% de oxigênio para garantir a anestesia contínua do animal durante o exame. Uma vez que o mouse é preparado, ele pode ser escaneado em uma unidade de micro CT capaz de realizar varreduras de animais vivos. Conecte a câmara multimodal contendo o mouse aos tubos de exaustão de recados.
Usando o locus volumétrico do GE Explorer, o animal pode ser escaneado com resolução de 93 micrômetros. Este scanner volumétrico usa um detector CCD de 3.500 por 1750 para reconstrução de feixe cônico Feld Camp, defina os parâmetros independentes da plataforma constantes com uma corrente de 450 microamperes, uma tensão de uma tensão de quilo DP e um tempo de exposição de 100 milissegundos. Para obter um contraste superior entre o osso e o tecido mole do vaso, os parâmetros padrão podem ser variados com cinco a oito quadros por visualização e número de 360 a 720 visualizações para uma rotação completa de 360 graus, use um tempo total de varredura de aproximadamente 15 a 20 minutos após a tomografia computadorizada.
Reconstrua imagens com o software de feixe EVS proprietário do fabricante. Continue monitorando o mouse até que ele esteja totalmente recuperado da anestesia. Uma vez reconstruídos, os dados de micro CT podem ser usados para função de transferência unidimensional ou bidimensional de isossuperfície avançada.
Renderizando imagens usando o software de processamento de imagem SEG 3D para renderizar uma projeção bidimensional do conjunto de dados tridimensional, use uma função de transferência bidimensional que melhora ainda mais a distinção entre vaso e osso. Durante a renderização da imagem, atribua cores e opacidades à amostra de raio com base na função de transferência, que, por sua vez, depende do valor CT e da magnitude do gradiente. Ajuste manualmente as funções de transferência com base na orientação fornecida pelos histogramas de valor CT para destacar áreas e objetos de interesse mostrados.
Aqui estão os resultados representativos que mostram uma imagem de renderização de função de transferência bidimensional em uma microtomografia computadorizada de um camundongo do tipo selvagem injetado com Xia one 60 xl. Acabamos de mostrar como gerar conjuntos de dados de alta qualidade para análise de redes vasculares em camundongos vivos. Esta técnica poderia muito bem ser usada para avaliação qualitativa e quantitativa da antiangiogênese em estudos pré-clínicos usando camundongos transgênicos ou xenoenxertos.
Ao fazer este procedimento, é importante lembrar de obter uma injeção perfeita da veia da cauda do agente de contraste e posicionar o animal de forma a minimizar o artefato de movimento que pode ocorrer devido à respiração. Então é isso. Obrigado por assistir e boa sorte com seus experimentos.
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Visão Geral
Este artigo discute uma técnica para imagens de vasos de pequenos animais com contraste aprimorado usando microCT, que permite a análise de alta qualidade das redes vasculares em camundongos vivos. O método é rápido, econômico e adequado para exames de alto rendimento do desenvolvimento do tumor e respostas terapêuticas.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Oncologia
- Técnicas de Imagem
Fundamentos
- A imagem por microCT é essencial para estudar redes vasculares.
- Agentes de contraste melhoram a visibilidade dos vasos sanguíneos.
- Entender a vasculatura do tumor é crucial para intervenções terapêuticas.
- As técnicas de imagem in vivo reduzem a necessidade de procedimentos invasivos.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um método para exame in situ da vasculatura do tumor.
- Analisar a rede de vasos sanguíneos que suportam o crescimento do tumor.
- Monitorar as respostas do tumor a terapias pré-clínicas.
Métodos Utilizados
- Injeção intravenosa de um agente de contraste radiopaco.
- Indução de anestesia e posicionamento seguro do animal.
- Imagem por micro CT para capturar dados vasculares.
- Reconstrução dos dados do micro CT para visualização.
Principais Resultados
- Conjuntos de dados de alta qualidade das redes vasculares foram gerados.
- A visibilidade aprimorada dos vasos sanguíneos foi alcançada por meio de ajustes de parâmetros.
- Cores diferentes foram atribuídas para distinguir vasos sanguíneos, ossos e tecidos moles.
- Os resultados demonstraram a imagem efetiva da vasculatura de animais vivos.
Conclusões
- O microCT com contraste é uma ferramenta valiosa para análise vascular.
- Esta técnica apoia a pesquisa em biologia tumoral e avaliação de tratamento.
- Aplicações futuras podem se expandir para outras áreas da pesquisa biomédica.
Perguntas Frequentes
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.
