Name: Diluído crânio-técnica de janela cortical para Em Vivo Tomografia de coerência óptica (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Aprenda a criar uma janela craniana de crânio diluído em camundongos para imagem por tomografia de coerência óptica in vivo. Esta técnica minimamente invasiva preserva a viabilidade cerebral e permite obter informações estruturais e funcionais detalhadas.

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Este trabalho foi financiado pela Prova Descoberta UC da concessão Conceito e pelo NIH (R00 EB007241). Os autores também gostariam de agradecer a Jacqueline Hubbard por sua assistência neste experimento.

1. Preparação cirúrgico <ol><li> CD 1 fêmea ratos com idades entre 6-8 semanas foram utilizados nas nossas experiências. </li><li> Anestesiar o rato com uma injecção intraperitoneal de uma combinação de cetamina e xilazina (80 mg / kg ketamine/10 mg / kg de xilazina). Posicione o mouse sobre uma almofada de homeotérmicos para garantir a temperatura corporal ideal em ~ 37 ° C. Monitorar continuamente o nível de anestesia, testando os reflexos do animal (por exemplo, apertando o pé com uma pinça sem corte) e injetar mais anestesia quando necessário. </li><li> Lubrifique os dois olhos com uma pomada de lágrima artificial. Remova os cabelos no couro cabeludo utilizando uma lâmina de barbear e depilar residual utilizando almofadas de preparação de 70% de álcool. Aplique uma fina camada de Nair creme de depilação sobre o couro cabeludo e esperar 2 min para que ela tenha efeito. Limpe cuidadosamente afastado cabelo Nair e restantes utilizando solução salina umedecido cotonetes e almofadas de preparação de álcool. Couro cabeludo deve agora ser completamente sem pêlos. </li><li> Desinfetar couro cabeludo usando um betadine vara cotonete e limpe com 7Almofadas prep 0% de etanol. </li><li> Cuidadosamente enrole o animal em campos cirúrgicos para garantir a temperatura corporal ideal de ~ 37 ° C e montar o animal sobre uma armação estereotáxica para imobilizar o crânio. Bata levemente o crânio para garantir a sua estabilidade. A lista de materiais utilizados são fornecidas na Tabela 1. </li></ol> 2. Diluído crânio-Preparação Janela Cortical <ol><li> Iniciar a incisão na linha média, no ponto entre os olhos. Continuar caudalmente ao ponto da linha média entre as orelhas. Parte da pele com fórceps. </li><li> Localizar a área a ser diluído sob um microscópio de dissecação e retire cuidadosamente a fáscia usando uma pinça. Seque o crânio com cotonetes estéreis antes de criar a janela diluído cortical. Em nossos experimentos, nós criamos um 4 × 4 mm diluído janela craniana ~ 1 mm posterior e lateral para bregma. </li><li> Comece diluindo o crânio com uma rodada carbide com tamanho de broca 0,75 milímetros em uma broca cirúrgica com onl leve movimento radicaly. Não aplique pressão directa sobre o crânio. Pare de perfuração cada seg 20-30 para remover o pó de osso utilizando solução salina estéril e cotonetes e para evitar o superaquecimento do crânio. A solução salina irá também ajudar na dissipação do calor em todo o crânio. </li><li> Uma vez que a camada externa do osso compacto é completamente removido a camada de osso esponjoso do meio deve ser agora visíveis. Pode haver algum sangramento leve como vasos sanguíneos são mais evidentes na camada de osso esponjoso. Mudar para uma broca de pedra verde e continuar a perfuração utilizando cuidado extra como a camada esponjosa é mais delicada. A broca de pedra verde irá remover o material menos osso ao criar uniformidade em toda a janela craniano. Pare a perfuração de vez em quando para remover o pó de osso e para arrefecer o crânio. </li><li> Finalmente, quando o crânio tornou-se mais transparente e vasculatura do cérebro é agora visível, iniciar o polimento do crânio utilizando uma broca de polimento. Isso permitirá uma mais precisa desbaste enquanto alisando o crânio. Verifique magreza do skull batendo nele com uma pinça. Parar de polimento quando o crânio fica ligeiramente flexível. </li><li> A janela craniana diluído deve agora ser completamente liso e reflector e prontos para imagiologia (Figura 1). Devido à natureza dos tecidos altamente espalhamento do cérebro, do crânio deve ser diluído até, pelo menos, 55 mm para a penetração de profundidade óptima. A lista de materiais utilizados são fornecidas na Tabela 1. </li></ol> 3. Tomografia de coerência óptica <ol><li> Após a cirurgia está completa, verificar a taxa de animal respiração e reflexos para assegurar um nível adequado de anestesia e administrar anestesia adicional se necessário. Remover animal da armação estereotáxica, manter animais envolvido em panos cirúrgicos, e animais de transporte para a estação de imagiologia. </li><li> Antes de imagem para verificar os sinais reflexos e aplicar lágrima artificial adicional se necessário. Montar animal sobre a armação estereotáxica para fixar o crânio. </li><li> Coloque o animal sobOutubro câmara ea posição do TSCW sob o feixe óptico (Figura 2). Uma vista em corte transversal do crânio e no cérebro podem agora ser visualizada (Figura 3). </li><li> A aquisição de dados pode começar uma vez que área de interesse está localizada. Para os fins de imagem, usamos espelhos Galvo para alcançar uma janela de imagem com uma largura de 4,0 mm. Uma profundidade de 2 mm de imagem foi obtida com 6 mW de potência incidente e um ponto focal 1 mm abaixo do crânio diluído. Cada área transversal consistindo de 2.048 scans axiais com uma taxa de aquisição de 0,14 segundos por imagem. </li><li> Digitalizações volumétricas do cérebro pode também ser obtido por recolha de uma série de 2D imagens transversais usando dois conjuntos de espelhos para Galvo xy digitalização com o espelho de digitalização Galvo primeiro feixe na direcção sagital e o espelho Galvo segunda análise no coronal direção. </li></ol>

<ol><li>Bizheva, K., Unterhuber, A., Hermann, B., Povazay, B., Sattmann, H., Drexler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+ex+vivo+and+in+vitro+brain+morphology+in+animal+models+with+ultrahigh+resolution+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Imaging ex vivo and in vitro brain morphology in animal models with ultrahigh resolution optical coherence tomography.</a> Journal of Biomedical Optics. 9, 719-724 (2004).</li>
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</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Imagens com outubro e um diluído crânio-se de uma técnica neuro-imaging romance que só recentemente foram investigadas 15, 16. Em nossos experimentos, demonstramos a viabilidade do SD-outubro de imagem através de um TSCW em um modelo de rato in vivo. A partir dos resultados, o crânio é diluído para cerca de 55 ^ m e a profundidade de penetração é obtida em cerca de 1 mm, com resolução de imagem de 8 um e 20 um na direcção axial e lateral, respectivamente. No perfil de intensidade do sinal, outubro de...

Desde a sua introdução no início dos anos 1990, OCT tem sido amplamente utilizado para a imagiologia biológica da estrutura e função do tecido 2. Outubro gera imagens transversais através da medição de atraso de eco de tempo de 4 a luz retrodifundida pela implementação fonte de luz baixa coerência com um interferómetro de Michelson fibra óptica 2,4. SD-outubro, também conhecido como domínio de Fourier outubro (FD-OCT), foi introduzido pela primeira vez em 1995 5 e oferece uma modalidade de imagem superior em comparação com o tradicional domínio do tempo outubro (TD-OCT). Em SD-OCT, o braço de referência é mantido estacionário, resultando em uma alta velocidade e de aquisição de imagem ultra-alta resolução 6-9. Presentemente, os modelos TSCW têm sido largamente utilizados para aplicações em imagiologia do cérebro in vivo de dois fotões microscopia no lugar de uma craniotomia tradicional. Estes TSCW foram usados ​​simultaneamente com uma placa de crânio personalizado ou uma lamínula de vidro 10-13 para fornecer ima adicionalging estabilidade. Nos nossos estudos, observou-se que os acessórios tais como estes não são necessários para outubro de imagem quando um TSCW é usado. Portanto, a ausência de uma placa de crânio ou lamelas de vidro permite uma gama mais ampla de tamanho de janela de imagem uma vez que podem interferir com o feixe óptico e alterar imagens outubro A preparação diluída crânio tem provado ser vantajoso em estudos de imagem do cérebro utilizando dois fotões microscopia 10-13. Em nossos experimentos, nós utilizamos um sistema SD-OCT para a imagem do córtex in vivo através de um TSCW. Nosso costume SD-outubro de configuração de imagem contém uma banda larga, fonte de luz de baixa coerência consiste em dois diodos superluminescent (SLD) centradas em 1295 nm com uma largura de banda de 97 nm, resultando em uma resolução axial e lateral de 8 m e 20 um, respectivamente 14 . Com o nosso dispositivo de imagem óptica, prevemos que a imagem através de um TSCW tem um grande potencial na identificação e visualização de estruturas e funções no ctecido cerebral ptically denso.

<table border="1"><tbody><tr><td> Materiais </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> Cetamina </td><td> Phoenix Pharmaceuticals </td><td> 57319-542-02 </td><td></td></tr><tr><td> Xilazina </td><td> Akorn, Inc. </td><td> 139-236 </td><td></td></tr><tr><td> Pomada Lágrimas artificiais </td><td> Rugby </td><td> 0536-6550-91 </td><td></td></tr><tr><td> Nair </td><td> Church &amp; Dwight Co., Inc. </td><td> 4010130 </td><td></td></tr><tr><td> Estéril Álcool Prep Pad </td><td> Kendall Healthcare </td><td> 6818 </td><td></td></tr><tr><td> Algodão aplicadores com ponta </td><td> Fisherbrand </td><td> 23-400-115 </td><td></td></tr><tr><td> Vareta com tampão da solução Betadine </td><td> Purdue Produtos &lt;/ Td&gt; <td> 67618-153-01 </td><td></td></tr><tr><td> Solução Salina 0,9% </td><td> Phoenix Pharmaceuticals </td><td> 57319-555-08 </td><td></td></tr><tr><td> Quadro estereotáxico </td><td> Stoelting </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Alta velocidade da broca cirúrgica das mãos </td><td> Foredom </td><td></td><td> 38.000 rpm </td></tr><tr><td> Carbide Rodada Bur </td><td> Stoelting </td><td></td><td> 0,75 milímetros </td></tr><tr><td> Dura-Green Pedras </td><td> Shofu </td><td></td><td> Shank: HP Shape: BA1 </td></tr><tr><td> Compomaster Grossa e Compomaster Polisher </td><td> Shofu </td><td></td><td> Forma: Mini-Pt. </td></tr><tr><td> SpaceDrapes </td><td> Braintree Scientific, Inc. </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

diluído crânio-técnica de janela cortical para<em&gt; em vivo</em&gt; tomografia de coerência óptica

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

Tomografia de coerência óptica (OCT) é uma técnica de imagem biomédica com resolução espacial-temporal. Com a sua abordagem minimamente invasiva outubro tem sido amplamente utilizado em oftalmologia, dermatologia, gastroenterologia e 1-3. Usando uma janela diluído crânio-cortical (TSCW), empregamos espectral-domínio outubro modalidade (SD-OCT) como uma ferramenta para a imagem do córtex in vivo. Comumente, uma abertura de caveira foi usada para neuroimagem, pois proporciona uma maior versatilidade, no entanto, uma abordagem TSCW é menos invasivo e é um meio eficaz para imagiologia de longa duração em estudos neuropatologia. Aqui, apresentamos um método de criação de um TSCW em um modelo de camundongo in vivo para outubro de imagem do córtex cerebral.

Após a criação de uma janela diluído sobre o córtex cerebral a vasculatura agora deve ser visualmente mais proeminente (Figura 1) e vai permitir uma maior profundidade de imagens (até 1 mm). O córtex direito é diluído para cerca de 55 pM quando comparado com um crânio normal, medido a 140 ^ m (Figura 1) e proporciona uma maior clareza óptica. Além disso o desbaste de 10-15 uM é possível 11 não, contudo, necessário que a utilização de folhas de vidro de cobertura e as placas d...

Apresenta-se um método de criação de uma janela diluído crânio-cortical (TSCW) em um modelo de rato para<em&gt; In vivo</em&gt; Outubro de imagem do córtex cerebral.

Diluído crânio-técnica de janela cortical para<em&gt; Em Vivo</em&gt; Tomografia de coerência óptica

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

O objetivo geral deste procedimento é criar uma janela craniana fina do crânio em um modelo de camundongo para imagens de tomografia de coerência óptica in vivo do cérebro. Isso é feito primeiro anestesiando o animal e preparando-o para a cirurgia. Em seguida, afine o crânio usando várias brocas dentárias.A etapa final é obter imagens OCT do cérebro in vivo através da fina janela craniana do crânio. Em última análise, as informações estruturais e funcionais do cérebro podem ser obtidas a partir das imagens OCT resultantes. A principal vantagem desta técnica sobre os métodos existentes, como craniectomia ou janelas de lamínula, é que a janela finical é menos invasiva e mais propensa a manter a integridade biológica e a viabilidade do cérebro.As implicações dessa técnica se estendem ao diagnóstico de distúrbios neurológicos, pois a OCT fornece alta resolução espacial e temporal e proporciona penetração de profundidade superior quando comparada à microscopia confocal e de dois fótons. Geralmente, os indivíduos novos neste método terão dificuldade em criar uma superfície do crânio uniformemente fina sem introduzir fraturas no crânio ou sangramento subdural. Para iniciar este procedimento, anestesiar um camundongo CD one entre as idades de seis a oito semanas com uma injeção intraperitoneal de cetamina e xilazina combinada.Em seguida, coloque o mouse em uma almofada ou cobertor homeotemático para garantir a temperatura corporal ideal em aproximadamente 37 graus Celsius durante a preparação cirúrgica, monitore continuamente o nível de anestesia testando os reflexos do animal e injete mais anestesia quando necessário. Em seguida, lubrifique os dois olhos com a pomada lacrimal artificial. Remova o cabelo do couro cabeludo com a tesoura.Em seguida, remova o cabelo cortado residual com uma almofada ou cotonete. Depois disso, aplique uma fina camada de creme depilatório sobre o couro cabeludo. Após dois minutos, limpe suavemente o creme e o cabelo restante usando soro fisiológico, cotonetes umedecidos e compressas de preparação com álcool.Agora desinfete o couro cabeludo usando um cotonete Betadine e limpe com almofadas de preparação de etanol 70%. Em seguida, monte o animal em uma estrutura estereotáxica para imobilizar o crânio. Bata levemente no crânio para garantir sua estabilidade.Neste procedimento, inicie a incisão no couro cabeludo no ponto da linha média entre os olhos. Continue coddly até o ponto da linha média entre a parte das orelhas, as abas da pele com uma pinça. Em seguida, localize a área a ser desbastada sob um microscópio de dissecação.Use uma pinça para raspar o crânio para remover qualquer fáscia residual. Em seguida, seque o crânio com cotonetes estéreis antes de criar uma janela cortical diluída de quatro por quatro milímetros cerca de um milímetro posterior e lateral do torema. Use uma broca cirúrgica com uma broca redonda de metal duro em um leve movimento de varredura para afinar o crânio.Não aplique pressão direta no crânio. Pare de perfurar a cada 20 a 30 segundos para remover a poeira óssea usando soro fisiológico estéril e cotonetes e para evitar o superaquecimento do crânio. A solução salina também ajudará a dissipar o calor por todo o crânio.Uma vez que a camada externa do osso compacto é completamente removida, a camada óssea esponjosa do meio deve ser visível. Pode haver um leve sangramento, pois os vasos sanguíneos são mais aparentes na camada óssea esponjosa. Mude para uma rebarba de pedra verde e continue perfurando com cuidado extra.Como a camada esponjosa é mais delicada, a rebarba de pedra verde removerá menos material ósseo, garantindo a uniformidade em toda a janela craniana. Pare de perfurar ocasionalmente para remover a poeira óssea e resfriar o crânio. Finalmente, quando o crânio se tornar mais transparente e a vasculatura no cérebro estiver visível, comece a polir o crânio usando uma broca de polimento verifique a espessura do crânio batendo suavemente nele com uma pinça para parar de polir.Quando o crânio se torna ligeiramente flexível, a janela craniana afinada deve agora estar completamente lisa e reflexiva e pronta para a imagem. Devido à natureza dos tecidos altamente dispersos do cérebro, o crânio deve ser afinado para pelo menos 55 mícrons para uma penetração ideal em profundidade. Após a conclusão da cirurgia, verifique a frequência respiratória do animal por meio de inspeção visual e reflexos para garantir o nível adequado de anestesia e administre anestesia adicional Se necessário, coloque o animal sob a câmera OCT e, em seguida, posicione a fina janela craniana do crânio sob o feixe óptico.Uma visão transversal do crânio e do cérebro agora pode ser visualizada. A aquisição de dados pode começar. Uma vez que a área de interesse é localizada para fins de imagem, escaneamos o feixe OCT sobre uma janela cortical de imagem com largura de 4,0 milímetros e obtivemos uma profundidade de imagem de dois milímetros com seis miliwatts de potência incidente e uma distância focal de 0,1 milímetro abaixo do crânio fino.Cada área de seção transversal consistiu em 2048 varreduras axiais com uma taxa de aquisição de 0,14 segundos por imagem. Este método específico nos permitiu identificar estruturas específicas em nossas imagens transversais de OCT. Esta figura mostra uma imagem de OCT para sagital do córtex sob um crânio normal, e aqui mostra uma imagem de OCT para sagital sob um crânio fino.As estruturas do cérebro são mais visualmente aparentes sob uma janela craniana fina do crânio, em oposição a um crânio normal. Além disso, uma imagem de OCT transversal coronal também é obtida para facilitar a identificação de estruturas da linha média. Varreduras volumétricas do cérebro também podem ser obtidas coletando uma série de imagens transversais 2D usando dois conjuntos de espelhos gal O para varredura XY com o primeiro espelho gal O escaneando o feixe na direção sagital e o segundo espelho gal escaneando a direção coronal.Uma vez dominada, esta técnica pode ser concluída em 10 minutos Se for executada corretamente. Embora seja importante tentar este procedimento para afinar uniformemente o crânio para garantir a penetração adequada do sinal durante a imagem da OCT, depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como preparar uma janela cortical fina do crânio para fins de imagem da OCT.

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