Parênquima não-invasivo, Vascular e Metabólica alta freqüência ultra-som e Fotoacústica Rat Cerebral Profunda Imagem

O objetivo geral deste procedimento é realizar ultrassom não invasivo de alta frequência e imagens fotoacústicas no cérebro de ratos para visualizar regiões subcorticais profundas e seus padrões vasculares. Isso é feito primeiro preparando o animal para imagens por meio de depilação e posicionamento adequado do animal. Em uma estação de ultrassom e imagem fotoacústica, bancada, o transdutor é colocado, alinhando-o ao eixo virtual, conectando o ouvido ao olho para obter um feixe ideal.

Focalização, o animal é então posicionado para aquisição de imagens a partir da visão temporal. Após a aquisição de imagens anatômicas, as imagens vasculares são adquiridas para visualizar os vasos sanguíneos internos do cérebro, bem como determinar a corrente sanguínea, velocidades e direções. O conteúdo de hemoglobina total no sangue e o grau de oxigenação também podem ser determinados.

O animal é então posicionado para aquisição de imagens a partir da visão occipital, seguida de aquisição de imagens anatômicas e vasculares cerebrais ultrassônicas e fotoacústicas. Em última análise, o método fotoacústico é usado para mostrar imagens anatômicas do cérebro e parâmetros vasculares fisiológicos Após seu desenvolvimento. Essa técnica abriu caminho para pesquisadores em neuroimagem explorarem estruturas fisiológicas, vasculares e anatômicas.

Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave nas doenças cerebrais, como acidente vascular cerebral e degeneração neurológica, uma vez que pode fornecer informações específicas sobre as funções neurológicas. Para começar, coloque o rato dentro da câmara de flúor apropriada para anestesiá-lo conforme descrito no protocolo de texto. Assim que a anestesia fizer efeito, remova o rato e pese-o.

Espalhe uma fina camada de gel oftálmico solúvel em água nos olhos do animal para protegê-los e manter a hidratação fisiológica ocular. Em seguida, deite o rato em uma bancada de ultrassom e estação de imagem fotoacústica e posicione rapidamente o nariz dentro da máscara apropriada, proporcionando um fluxo constante de anestesia para raspar o animal. Espalhe uma camada consistente de cabelo, removendo o creme na superfície da cabeça, cobrindo as áreas ao redor das orelhas e pescoço.

Depois de deixar o creme agir por vários minutos, retire-o suavemente com uma espátula. Remova suavemente todos os restos de creme com uma esponja úmida para limpar a pele com precisão. Para posicionar o rato, arrume o animal em uma posição de águia aberta.

Incline-se a pausa nos sensores de parâmetros vitais na bancada depois de aplicar algumas gotas de creme de eletrodo para monitorar os sinais vitais. Por fim, prenda os membros com um adesivo de seda artificial hipoalergênico. Em seguida, descarte uma camada consistente de gel de transmissão de ultrassom hipoalergênico solúvel em água na cabeça do animal.

Cubra a cabeça do transdutor com uma fina camada do mesmo gel e coloque-a em contato com a camada do rato. Levante a cabeça do animal e gire-a ligeiramente para um lado. Use um rolo de algodão como suporte, mantendo o focinho bem inserido na máscara de anestesia.

Incline a bancada em um ângulo de cerca de 30 graus em relação ao plano horizontal. Gire o transdutor de imagem em um ângulo de cerca de 30 graus em relação ao plano vertical. Para aquisição de imagens anatômicas e vasculares ultrassônicas e fotoacústicas, ative a varredura de imagem.

Entre na aquisição de imagem no modo B e defina corretamente todos os parâmetros de aquisição de imagem para respeitar os possíveis requisitos do experimento. Defina a frequência do centro de transmissão o mais baixa possível para ter a profundidade máxima de penetração do transdutor. Inicie a aquisição da imagem no modo B e ajuste o posicionamento do transdutor em tempo real, identificando referências anatômicas e centralizando a região de interesse no ponto médio do monitor.

Coloque o transdutor para alinhá-lo ao eixo virtual, conectando o ouvido ao olho para obter um feixe ideal. Focalização. Adquira diferentes visões do volume interno do cérebro girando no sentido horário ou anti-horário. Certifique-se de que a região cerebral de interesse esteja localizada a 10 milímetros de profundidade em relação à fonte do transdutor de laser de ultrassom para receber um sinal de resposta fotoacústica ideal.

Em seguida, entre no modo Doppler colorido para visualizar os vasos sanguíneos internos do cérebro de maneira altamente sensível. Em seguida, escolha o parâmetro de aquisição desejado definido em cores. Modo Doppler.

Adquira imagens nesta modalidade para distinguir corrente sanguínea, velocidades e direções até vários milímetros de profundidade de penetração. Entre no modo Doppler de onda pulsada e adquira imagens para detectar a pulsação sanguínea da artéria e diferenciar entre artérias e veias. Agora, entre no modo power doppler e defina os parâmetros de aquisição para realizar uma quantificação do sinal com base no número de eventos de espalhamento causados pelo movimento do fluxo para avaliar as diferenças nas taxas de fluxo.

Em seguida, entre no modo fotoacústico e refine adequadamente os parâmetros de aquisição para coletar dados sobre o conteúdo de hemoglobina total no sangue ou o grau de oxigenação em uma determinada área Ao produzir excitação a laser em todo o espectro de comprimento de onda, a absorção da hemoglobina total presente em diferentes estados químicos dentro de um tecido pode ser quantificada para a imagem do ponto de vista occipital. Mantenha o animal em decúbito ventral, abaixe a cabeça do animal e use pequenos rolos de gaze de algodão como suportes laterais para organizar corretamente a posição do animal. Gire o transdutor de imagem paralelamente ao plano transversal da cabeça do animal para aquisição de imagens anatômicas e vasculares ultrassônicas e fotoacústicas.

Entre na aquisição de imagem do modo B e defina todos os parâmetros de aquisição de imagem. Como antes, espalhe as camadas de gel de ultrassom necessárias na sonda e na nuca do animal. Visualize os vasos sanguíneos cerebrais internos no modo power doppler, definindo corretamente os parâmetros de aquisição.

Localize artérias intensamente pulsadas pelo modo Doppler de onda pulsada. Colete dados e direções de velocidades da corrente sanguínea no modo doppler colorido, adaptando adequadamente os parâmetros de aquisição. Após salvar todos os dados adquiridos, desligue a pulsação do laser saindo do modo de aquisição fotoacústica e distancie o transdutor enquanto mantém o animal sob o efeito anestésico.

Comece a limpá-lo removendo suavemente o gel protetor dos olhos com o cotonete úmido, use uma espátula e várias toalhas de papel para remover completamente o gel de ultrassom da cabeça e do focinho. Em seguida, limpe-os com uma esponja úmida. Tenha cuidado para não danificar a delicada pele raspada.

Retire o adesivo usado para prender os membros e desconecte os membros dos sensores que monitoram os parâmetros fisiológicos. Transfira rapidamente o animal da bancada de aquisição para uma gaiola diferente para ajudar o animal na recuperação, conforme descrito no protocolo de texto. Este método permite imagens profundas de estruturas de referência anatômicas específicas e vasos sanguíneos em resolução espacial relativamente alta.

Aqui são mostradas imagens resolvidas da artéria cerebral média ou MCA que surge da artéria carótida interna ou ICA e se divide em dois ou mais ramos que finalmente circundam os lobos corticais. A imagem acústica baseada em Doppler revela pequenos ramos, enquanto a informação direcional da corrente sanguínea está disponível com aquisição de Doppler colorido. A característica da artéria MCA é confirmada pela técnica ultrassônica de onda pulsada.

Aqui é mostrada a aquisição do modo de onda pulsada através do forame temporal para a individuação das referências vasculares. O sinal fotoacústico da hemoglobina contida nos glóbulos vermelhos circulantes pode ser detectado e analisado para coletar dados sobre seu estado oxidativo molecular e calcular a saturação de oxigênio no sangue. O conteúdo hemático de oxigênio pode ser correlacionado com dados sônicos para confirmar a discriminação do sangue arterial do sangue venoso.

O tecido parenquimatoso cerebral também foi registrado com modalidade fotoacústica na projeção occipital para mostrar a caracterização vascular no gráfico espectral. Com esse espectro, é possível distinguir o sinal derivado dos vasos arteriais e venosos. A principal vantagem desta técnica sobre o método existente é que a anatomia do cérebro e o comportamento vascular relacionado podem ser estudados com o modo de imagem fotográfica sem cicatriz craniana de humor.

Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como registrar as propriedades cerebrais parenquimatosas e vasculares e como registrar o oxigênio em tempo real. O nível de hemoglobina muda no tecido cerebral.