Это исследование демонстрирует хирургическую подготовку кремастерной мышцы крысы для визуализации бесклеточного слоя in vivo. В данном исследовании обсуждаются существенные факторы, влияющие на точность измерения ширины бесклеточного слоя.
Method Article
Это исследование демонстрирует хирургическую подготовку кремастерной мышцы крысы для визуализации бесклеточного слоя in vivo. В данном исследовании обсуждаются существенные факторы, влияющие на точность измерения ширины бесклеточного слоя.
Бесклеточный слой определяется как париетальный слой плазмы в потоке микрососудов, который лишен эритроцитов. Измерение ширины бесклеточного слоя in vivo и его пространственно-временных вариаций может обеспечить всестороннее понимание гемодинамики в микроциркуляции. В этом исследовании мы использовали прижизненную микроскопическую систему в сочетании с высокоскоростной видеокамерой для количественной оценки ширины бесклеточного слоя в артериолах in vivo. Кремастерная мышца крыс Спрэг-Доули была хирургически экстериоризирована для визуализации кровотока. Также был разработан специально созданный скрипт визуализации для автоматизации обработки изображений и анализа ширины слоя без клеток. Такой подход позволяет более последовательно количественно оценивать пространственно-временные вариации по сравнению с предыдущими ручными измерениями. Точность измерения, однако, отчасти зависит от использования синего фильтра и выбора соответствующего алгоритма порогового значения. В частности, мы оценивали контрастность и качество изображений, полученных с использованием синего фильтра и без него. Кроме того, мы сравнили пять различных алгоритмов порогового значения на основе гистограммы изображения (Оцу, минимум, межмодовый, итеративный выбор и нечеткий энтропийный порог) и проиллюстрировали различия в определении ширины слоя без клеток.
Исследования на животных in vivo играют важную роль в фундаментальной науке для понимания физиологии и патологии человека. В частности, микрогемодинамические исследования in vivo могут пролить свет на потенциальное нарушение микроциркуляторных функций, измененных аномальными реологическими условиями крови. В ряде предыдущих исследований микрогемодинамики1 использовалась модель кремастерной мышцы крысы для визуализации микрососудистого кровотока. Кремастерная мышца представляет собой тонкий слой поперечно-полосатой мышцы, окружающий яички. Таким образом, кровоток в мышце можно визуализировать с помощью трансиллюминационного микроскопа с помощью хирургического воздействия. Это позволяет нам получать изображения кровотока in vivo без использования каких-либо флуоресцентных или контрастных веществ. Кроме того, можно контролировать всю перфузию мышечной сети путем уменьшения восходящего кровотока при окклюзии брюшной аорты2. Благодаря этим преимуществам модель кремастерной мышцы получила широкое применение для исследования формирования бесклеточного слоя (КЛЛ) в микрососудах1,3.
Ширина КЛЛ является важным гемодинамическим параметром в микроциркуляции, который представляет большой интерес из-за его важной роли в регулировании функций микроциркуляции. КЛЛ образуется в результате вызванной сдвигом поперечной миграции эритроцитов (эритроцитов) внутрь к центру потока4. Следовательно, эта миграция приводит к истощению эритроцитов вблизи стенок сосудов, что в конечном итоге приводит к образованию бесклеточного плазменного слоя. Соответственно, теменная КЛЛ естественным образом становится диффузионным барьером для доставки кислорода (O2) из ядра эритроцитов к тканям, а также для поглощения оксида азота (NO) эритроцитами5,6. Кроме того, производство оксида азота также может быть модулировано динамическими вариациями ширины компактной люминесцентной люминесцентной люминесцентии7,8. Таким образом, роль КЛЛ как в транспорте газов, так и в регуляции гомеостаза в микроциркуляции должна быть полностью выяснена, чтобы лучше понять кровоток в микроциркуляции. Последние исследования были сосредоточены на связывании гемодинамики и газотранспортных функций КЛЛ в микроциркуляции9-12. Кроме того, в отдельной серии исследований изучалось, как патологическое повышение агрегации эритроцитов модулирует образование ЦМЛ и его влияние на биодоступностьO2 и NO в тканях13,14.
Роль КЛЛ становится более значимой в микроциркуляции, где относительный размер ширины КЛЛ к диаметру сосуда является заметным. Это обуславливает необходимость эффективного подхода к количественной оценке КЛЛ в кровотоке in vivo. В частности, получение изображений и их анализ являются двумя ключевыми компонентами, определяющими точность измерения ширины компактной люминесцентной лампы. Успешной визуализации тканевого кровотока должна предшествовать соответствующая хирургическая подготовка животной модели. Кроме того, необходим надлежащий метод анализа изображений, чтобы преодолеть ограничения обычных ручных измерений, которые в основном вызваны человеческими ошибками15,16. Благодаря достижениям в области оптических приборов и вычислительных мощностей для цифровой обработки изображений теперь стало возможным добиться более точного и стабильного измерения ширины компактной люминесцентной люминесцентии17-19. Тем не менее, точность этих измерений, основанных на изображениях, по-прежнему в конечном итоге зависит от качества изображений.
Следовательно, в этом исследовании исследуются факторы, влияющие на измерение ширины компактной люминесцентной лампы in vivo. Особое внимание мы уделили демонстрации хирургической подготовки и анализа цифровых изображений для измерения ширины КЛЛ в артериолах кремастерной мышцы крысы.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Это исследование в соответствии с Национальным университетом Сингапура Институциональные уходу и использованию животных комитета (утвержденным протоколом нет. R15-0225).
1. Хирургическая Подготовка модели животных
Анализ 2. Изображение
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Визуализация CFL в естественных условиях во многом зависит от хирургических препаратов животного. Чрезмерная потеря крови или продолжительности операции могут подвергнуть животное к ударам и аберраций кровотока. Поддержание температуры тканей с использованием грелку, а также настроенную платформу во время хирургического вмешательства и эксперимента также имеет решающее значение для поддержания физиологического состояния крыс. С помощью 100 Вт галогеновую лампу в системе микроскопа, не наблюдалось никаких повреж...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Измерение ширины CFL имеет важное значение для лучшего понимания гемодинамики в микроциркуляции. В частности, измерение ширины CFL было выполнены в брыжеечных 6, spinotrapezius 24 и церебральных 25 микроциркуляций. Традиционное измерение в естественных условиях ширины CFL была ограничена по оценкам ручной проверки записанных видеокадров. В ручных измерений требуется усреднение нескольких последовательных видеокадров , прежде чем визуально идентифицировать границы ядра и стенках ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.
Эта работа была поддержана Национальным советом по медицинским исследованиям (NMRC)/Cooperative Basic Research Grant (CBRG)/0078/2014.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Прижизненный микроскоп | Olympus | BX51WI | Оборудование |
| Высокоскоростная камера | Photron | 1024PCI | Оборудование |
| Синий фильтр | HOYA | B390 | Оборудование |
| Датчик давления и биопак система | Biopac система TSD104A | , MP100 | Оборудование |
| Регулятор температуры | Shimaden | SR 1 | Оборудование |
| Плазменный лит A | Baxter | NDC:0338-0221 | Теплый в 37 градусов; C водяная баня перед применением |
| физиологического раствора 0,9% | Braun | ||
| Heparin (5,000 МЕ/мл) | LEO | ||
| PE-10 полиэтиленовая трубка | Becton Dickinson | 427400.024 | " OD x .011" ID |
| PE-50 полиэтиленовая трубка | Becton Dickinson | 427411.038" OD x .023" ID | |
| PE-205 полиэтиленовая трубка | Becton Dickinson | 427446.082" OD x .062" ID | |
| 2-0 нерассасывающаяся шелковая шовная ткань | Deknatel | 113-S | |
| 5-0 нерассасывающаяся шелковая шовная нить | Deknatel | 106-S | |
| Водоциркуляционная грелка | Gaymar | ||
| Водяная баня | Fisher Scientific | Isotemp 205 | оборудование |
| стерильная ватная марля | Fisher Scientific | 22-415-468 | |
| Аппликаторы с ватным наконечником | Fisher Scientific | 23-400-124 | |
| Щипцы Dumont | Kent Scientific | INS14188 | Хирургический инструмент |
| Микродиссекционные щипцы | Kent Scientific | INS15915 | Хирургический инструмент |
| Щипцы для радужной оболочки глаза 1 x 2 зуба | Kent Scientific | INS15917 | Surgical инструмент |
| Щипцы для канюляции сосудов | Kent Scientific | INS500377 | Хирургический инструмент |
| Микроножницы | Kent Scientific | INS14177 | Хирургический инструмент |
| Ножницы для радужной оболочки | глаза Kent Scientific | INS14225 | Хирургический инструмент |
| Зажим для сосудов | Kent Scientific | INS14120 | Хирургический инструмент |
| Система прижигания Gemini | Braintree Scientific | GEM 5917 | Хирургический инструмент |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission