Summary
对比度增强小动物microCT血管成像是一种快速，成本效益和高吞吐量的串行技术
Abstract
显微计算机断层扫描（microCT）提供高分辨率容积成像的生活小动物的解剖结构。然而，本质上是不同的软组织和体液之间的对比差，微型CT图像1。在这种情况下，血管的可视化将成为一个几乎不可能完成的任务。为了克服这一外生造影剂可用于改善血管的可视化。在这里，我们提出了一个可视化在啮齿类动物模型的血管网的方法。通过使用一种长效的水性胶体多分散碘化血池造影剂，能天使160XL，我们发现在活的动物血管的图像采集参数和体积渲染技术优化。我们的研究结果表明，实现了出色的对比度血管的骨和软组织之间，多帧（至少5-8 /每帧视图），360-720意见（一个完整的360 °旋转）收购是强制性的。我们也展示了一个两维的传递函数的使用（体素的颜色和透明度是在CT值和梯度幅度按比例分配），在可视化的解剖和突出的利息，血管网络结构。这个有前途的工作奠定了使用转基因或异种荷瘤小鼠的抗血管生成的临床前研究的定性和定量评估的基础。
Protocol
1。动物注射
静脉注射尾静脉注射前，尾部皮肤，应清洗与杀菌的目的异丙醇磨砂。然后应注射0.2 mL/20 g的20毫克碘/毫升的碘bloodpool造影剂（能天使160XL; Binito生物医学公司，ON，加拿大渥太华）通过使用低死腔静脉远端尾半消委会ü小鼠-100 28G半胰岛素注射器（＃329461产品，碧迪公司，新泽西州，美国）。
2。动物的制备
注射10分钟后，动物应准备microCT成像。首先，动物应麻醉在使用2％异氟醚在每分钟2.5升的速度在100％的氧气箱。应适用于一个眼润滑软膏，以防止在麻醉角膜干燥。体温应保持在37 ° C散热片。
3。 MicroCT成像
小鼠，然后应在microCT单位能够执行活体动物扫描扫描。为了尽量减少运动伪影和稳定，老鼠可以被放置在提供空气和排气（Numira生物科学，盐湖城，UT斯达康）市售的多模腔。为了避免动物在低温情节microCT扫描，凝胶垫（热冷疗梅开二度，CVS药房Woonsocket，RI），脚尖暖（热厂，Vista中，加利福尼亚州）或Thermipaq粘土垫（热离子，斯普林菲尔德，IL），可使用。这些加热垫下放置泡沫床鼠标保持在37 ° C，同时避免与动物直接接触。使用小动物的监测和门控系统，如SA，德州仪器（石溪分校，纽约州）的动物，应监测生命体征，如体温，呼吸和心率。
下面的成像协议可以作为一个准则，以帮助确定合适的扫描参数为任何microCT单位。在本实验中使用的动物进行扫描，在一个容积CT扫描仪GE的93微米的分辨率探索轨迹（通用电气医疗集团，伦敦，安大略省）。这容积扫描仪采用Feldkamp锥形束重建的3500 x 1750 CCD探测器。平台独立的电流，电压和曝光时间参数保持不变，分别在450μA，80 KVP和100毫秒，。曝光时间的标准参数，每个视图的若干意见框架可以是多种多样的，可能是100毫秒，5-8，360-720，分别与总扫描时间约20分钟。图像重建与制造商的专有EVSBeam软件。
4。图像渲染
重建microCT数据可用于先进的等值面，一维，或传递函数二维渲染图像，使用Seg3D图像处理软件（Seg3D ， http://www.sci.utah.edu/cibc/software） 。
5。代表性的成果
eXIA160XL扫描方法一节中提到的设置一个野生型小鼠，请参阅附图。
图1。使用Seg3D图像处理软件（Seg3D，创建一个野生型小鼠的二维传输功能（2DTF）渲染图像 http://www.sci.utah.edu/cibc/software） 。 eXIA160XL动物注射10分钟后microCT在93微米与方法一节中提到的设置等轴测分辨率扫描。
视频1。二维传递函数（2DTF）渲染的360 °旋转使用Imagevis3D图像处理软件（Imagevis3D，http://www.sci.utah.edu/cibc/software）创建一个野生型小鼠的电影。 eXIA160XL动物注射10分钟后microCT在93微米与方法一节中提到的设置等轴测分辨率扫描。
点击此处观看视频
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
这种增强血管成像使用microCT技术的首要目标是提供高质量数据集的分析在活体小鼠的血管网络生成的最佳方法。对于microCT更好的信号噪声比软组织是由较长的扫描时间实现意见和按次 2帧的数量增加数字成像，。
船只识别严重依赖准确的软组织鉴定，并从骨分化后。能天使160XL是碘基于属性无线电高度不透明的财产和密度是不同形式的软组织和骨的。这使得它方便，把重点放在在一个microCT数据血管。
一个2维的转移功能，进一步提高了在渲染过程中血管的对比度和骨之间的区别。在传递函数二维图像渲染，颜色和混浊的情况下被分配射线样本基础上的传递函数，而这又依赖CT值和梯度幅度2。传输功能，可手动调整的基础上通过CT值直方图提供指导，以突出地区/感兴趣的对象。
这种技术可以很好地用于定性和定量评估，利用转基因或异种小鼠的抗血管生成的临床前研究。在未来，在CT技术的进步可以很容易地在转基因或异种移植小鼠模型血管成像更容易，更快，随着时间的推移更加准确。更好的决议，也可以让毛细血管这样的精细结构的可视化。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
根据实验动物的照顾和使用指引，所有动物的程序进行，被批准的机构动物护理和使用委员会（IACUC）在得克萨斯大学健康科学中心在圣安东尼奥大学。
Acknowledgments
这项工作是支持部分由美国国立癌症研究所奖5R01CA133229 - 03。
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).
