Summary
microCT으로 대비 향상된 작은 동물 혈관 이미징 시리얼에 대한 신속하고 비용 효율 높은 처리량 기술이다
Abstract
미세한 계산된 tomography (microCT)는 작은 동물을 삶의 해부의 고해상도 판매량 이미징을 제공합니다. 그러나, 다른 부드러운 조직 및 체액 사이의 대조 마이크로 - CT 영상 1 본질적 가난한 사람입니다. 이러한 상황에서 혈관의 시각화는 거의 불가능한 작업이됩니다. 이것을 극복하고 외인성 대비 에이전트가 사용할 수있는 혈관의 시각화를 향상시킬 수 있도록 지원합니다. 여기에, 우리는 쥐 모델에서 혈관 네트워크를 시각화를위한 방법론을 제시한다. 오랫동안 연기 수성 콜로이드 polydisperse iodinated 혈액 풀 대비 에이전트 eXIA 160XL을 사용함으로써, 우리는 살아있는 동물의 혈관을 찾기위한 이미지 수집 매개 변수와 볼륨 렌더링 기법을 최적화. 우리의 결과는 혈관에서 뼈 및 연조직 사이의 우수한 콘트라스트를 달성하는 것이 좋습니다, 다중 프레임 (보기마다 적어도 5-8 / 프레임) 및 360-720 전망 (전체 360 ° 회전) 인수는 필수되었습니다. 우리는 또한 2 차원 전달 함수의 사용 (어디 voxel 색상과 불투명도가 중부 표준시의 가치와 기울기 크기에 비례하여 할당했습니다), 해부를 시각이자, 혈관 네트워크의 구조를 강조 인치를 증명하고있다 이 유망한 작품은 유전자 변형 또는 이종 이식 종양 베어링 생쥐를 사용하여 안티 angiogenesis 잠복기 연구의 질적 및 양적 평가에 대한 기초를 낳는다.
Protocol
1. 동물 주입
정맥 꼬리 정맥 주입하기 전에, 꼬리 피부 살균 목적으로 이소 프로필 알코올 스크럽과 청소해야합니다. 낮은 죽은 공간을 사용하여 말초 꼬리 정맥을 통해 ½ CC U, 생쥐는 다음 20 MG 요오드 / ML iodinated bloodpool 대비 에이전트의 0.2 mL/20 G (캐나다, ON Binito 바이오 메디컬 (주) 오타와, eXIA 160XL)를 주입해야합니다 -100 28G ½ 인슐린 주사기 (제품 # 329461, 백톤 디킨슨과 회사, NJ, 미국).
2. 동물 준비
주입 10 분 후, 동물은 microCT 이미징 준비를해야합니다. 첫째, 동물은 분당 2.5 리터 비율로 100 % 산소 isoflurane 2 % 사용하여 상자에 anesthetized해야합니다. 안구 윤활 연고는 마취 동안 각막의 탈수를 방지하기 위해 적용해야합니다. 체온은 열 패드에 의해 37 ° C로 유지되어야합니다.
3. MicroCT 이미징
생쥐는 다음 라이브 동물의 스캔을 수행하는 능력을 microCT 단위 스캔해야합니다. 운동 유물과 안정성을 최소화하기 위해 생쥐는 공기와 배기 가스에 대한 규정이있는 상용 다중 양상 챔버 (Numira Biosciences, 솔트 레이크 시티, UT)에 삽입할 수 있습니다. microCT 검사, 젤 패드 (뜨거운 감기 치료 브레 이스, CVS 파마 운소켓, RI) 동안 동물에 저체온증 에피소드를 피하려면 (열 공장, 비스타, CA) 또는 Thermipaq 클레이 패드 (Thermionics, 스프링 필드, IL) 수 비슷해 토프트 사용됩니다. 37 마우스를 유지하기 위해 거품 침대 아래에 이러한 가열 패드를 놓습니다 ° C 동물과 직접 접촉을 피하고있는 동안. 이러한 체온, 호흡과 심장 박동과 같은 동물의 생체 신호는 스몰 애니멀 모니터링 및 SA 인 스트 루먼트 (스토니 브룩, 뉴욕)와 같은 게이팅 시스템을 사용하여 모니터해야합니다.
다음 이미지 프로토콜은 어떤 microCT 단위에 해당하는 검색 매개 변수를 확인하기 위해 지침으로 사용할 수 있습니다. 본 실험에 사용된 동물은 체적 중부 표준시 스캐너 GE에서 93 μm의 해상도 로커스을 (GE 헬스케어, 런던, 온타리오) 탐색에서 스캔했습니다. 이 용적 스캐너 Feldkamp 콘 빔 재건을 위해 3,500 X 1,750 CCD 검출기를 사용합니다. 전류, 전압 및 노출 시간의 플랫폼 독립적인 매개 변수는 각각 450 μA, 80 kVP 100 MS에서 지속적으로 유지되었습니다. 노출 시간의 표준 매개 변수는,보기 및 전망의 수 당 프레임은 다양한 수 있으며 약 20 분 총 스캔 시간이 100 MS, 각각 5-8, 그리고 360-720, 수있다. 이미지는 제조 업체의 독점 EVSBeam 소프트웨어로 복원되었습니다.
4. 이미지 렌더링
재건축 microCT 데이터는 고급 isosurface 한 차원 또는 Seg3D 이미지 처리 소프트웨어 (Seg3D 사용하여 2 차원 전달 함수 렌더링 이미지에 사용할 수 있습니다 http://www.sci.utah.edu/cibc/software을 ).
5. 대표 결과
방법 섹션에서 언급한 설정을 eXIA160XL와 스캔 wildtype 마우스 첨부된 그림을 참조하십시오.
그림 1. Seg3D 이미지 처리 소프트웨어 (Seg3D 사용하여 만든 wildtype 마우스의 2 차원 전달 함수 (2DTF) 렌더링 이미지 http://www.sci.utah.edu/cibc/software을 ). 동물은 eXIA160XL를 주사 맞은 10 분 후 방법 섹션에서 언급한 설정을 93 μm의 해상도로 스캔 사시 microCT.
비디오 1. 360 ° Imagevis3D 이미지 처리 소프트웨어 (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software)를 사용하여 만든 wildtype 마우스의 회전 동영상을 기반으로 2 차원 전달 함수 (2DTF) 렌더링. 동물은 eXIA160XL를 주사 맞은 10 분 후 방법 섹션에서 언급한 설정을 93 μm의 해상도로 스캔 사시 microCT.
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Discussion
microCT를 사용하여 콘트라스트 향상 선박 영상이 기법의 최고 목표는 사는 생쥐의 혈관 네트워크 분석을 위해 고품질의 데이터 세트를 생성하기위한 최적의 방법을 제공하는 것입니다. microCT 이미징, 증가의 전망을 볼 숫자와 두 당 프레임의 번호를 더 이상 스캔 배 이루어집니다 부드러운 조직의 더 나은 신호 대 잡음 비율하십시오.
선박 식별 정확한 부드러운 조직 식별 및 뼈를 분화에 따라 매우 달라집니다. eXIA 160XL은 높은 무선 불투명한되는 재산과 다른 형태로 부드러운 조직과 뼈가있는 밀도 특성있는 요오드 기반입니다. 이것은 microCT 데이터 혈관에 초점을하는 것이 편리합니다.
2 차원 전송 기능은 더욱 렌더링하는 동안 선박의 대비와 뼈 사이의 구별을 향상시킵니다. 2 차원 전달 함수 이미지 렌더링, 색상 및 opacities의 경우에는 차례로 중부 표준시의 가치와 기울기 크기 2 의존 전달 함수에 따라 선 샘플에 할당됩니다. 전송 기능은 수동으로 영역 / 관심 객체를 강조하기 위해 중부 표준시 값 histograms에서 제공하는 지침에 따라 조정할 수 있습니다.
이 기술은 잘 유전자 변형 또는 이종 이식 마우스를 사용하여 안티 angiogenesis 잠복기 연구의 질적 및 양적 평가에 사용될 수 있습니다. 향후, CT 기술의 발전은 쉽게 유전자 변형 또는 이종 이식 마우스 모델에서 쉽고, 빠르게, 그리고 시간이 지남에 따라 더 정확한 선박 이미지를 만들 수 있습니다. 더 나은 해상도는 또한 모세 혈관과 같은 미세 구조의 시각화를 허용합니다.
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Disclosures
모든 동물의 절차는 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 지침에 따라 실시되었으며 샌안토니오 텍사스 건강 과학 센터의 대학에서 기관 애니멀 케어 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었습니다.
Acknowledgments
이 작품은 NCI 보너스 5R01CA133229 - 03에 의해 부분적으로 지원되었다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| eXIA 160XL | Binito Biomedical, Inc. | eXIA160XL-01 |
References
- Holdsworth, D. W., Thornton, M. M. Micro-CT in small animal and specimen imaging. Trends in Biotechnology. 20, 417-424 (2002).
- Kindlmann, G. L., Weinstein, D. M., Jones, G. M., Johnson, C. R., Capecchi, M. R., Keller, C. Practical Vessel Imaging by Computed Tomography in Live Transgenic Mouse Models for Human Tumors. Molecular Imaging. 4, 417-424 (2005).
