Summary
Contraste amélioré imagerie du petit animal par des navires microCT est un rapide, rentable et à haut débit technique pour série
Abstract
Microscopique tomodensitométrie (microCT) offre l'imagerie volumétrique à haute résolution de l'anatomie de la vie des petits animaux. Cependant, le contraste entre les différents tissus mous et des fluides corporels est intrinsèquement pauvre en micro-CT des images 1. Dans ces circonstances, la visualisation des vaisseaux sanguins devient une tâche presque impossible. Pour surmonter cette situation et pour améliorer la visualisation des vaisseaux sanguins des agents de contraste exogènes peuvent être utilisés. Ici, nous présentons une méthodologie pour la visualisation du réseau vasculaire dans un modèle rongeur. En utilisant une longue durée d'action colloïdale aqueuse polydisperse agent de contraste iodés de sang-piscine, AIA 160XL, nous avons optimisé les paramètres d'acquisition d'image et de rendu de volume des techniques pour trouver des vaisseaux sanguins dans les animaux vivants. Nos résultats suggèrent que, pour atteindre un contraste supérieur entre l'os et des tissus mous du navire, plusieurs cadres (au moins 5-8 / images par vue), et 360 à 720 vues (pour une pleine rotation 360 °) Les acquisitions étaient obligatoires. Nous avons également démontré l'utilisation d'une fonction de transfert en deux dimensions (où la couleur et l'opacité voxel a été attribué en proportion de la valeur CT et l'ampleur du gradient), en visualisant l'anatomie et soulignant la structure d'intérêt, le réseau des vaisseaux sanguins. Ce travail constitue une base prometteuse pour l'évaluation qualitative et quantitative de l'anti-angiogenèse études précliniques utilisant transgéniques ou xénogreffe souris porteuses de tumeurs.
Protocol
1. Injections des animaux
Avant l'injection par voie intraveineuse queue veine, la peau de la queue doivent être nettoyés avec gommages alcool isopropylique à des fins de stérilisation. Souris devrait alors être injecté avec 0,2 ml/20 g d'un 20-mg d'iode / ml de contraste iodés bloodpool (AIA 160XL; Binito Biomedical, Inc Ottawa, ON, Canada) via la veine de la queue distale utilisant peu d'espace mort ½ CC U -100 28G ½ seringues à insuline (Produit # 329461, Becton Dickinson and Company, NJ, USA).
2. Préparation des animaux
Après 10 minutes de l'injection, les animaux doivent être préparés pour microCT imagerie. Tout d'abord, l'animal doit être anesthésié dans une boîte avec 2% d'isoflurane dans 100% d'oxygène à un taux de 2,5 litres par minute. Une pommade lubrifiante oculaire doivent être appliquées pour prévenir le dessèchement de la cornée pendant l'anesthésie. La température corporelle doit être maintenue à 37 ° C par un tapis de chaleur.
3. MicroCT Imaging
Souris, puis doivent être numérisés sur une unité microCT capables d'effectuer des analyses d'animaux vivants. Afin de minimiser les artefacts de mouvement et de la stabilité, les souris peuvent être placés dans un commerce multi-modalité de chambre (Numira Biosciences, de Salt Lake City, UT) avec possibilité d'air et d'échappement. Pour éviter un épisode d'hypothermie sur l'animal pendant les scans microCT, coussinets de gel (Hot Brace Cryothérapie, CVS Pharmacy Woonsocket, RI), Toe Warmer (Usine de chaleur, Vista, CA) ou des tampons d'argile Thermipaq (thermionics, Springfield, IL) peut être utilisés. Placez ces coussins chauffants sous le lit de mousse pour maintenir la souris à 37 ° C tout en évitant le contact direct avec l'animal. Les signes vitaux de l'animal tels que la température du corps, la respiration et le rythme cardiaque doit être surveillée à l'aide de la surveillance des petits animaux et des systèmes tels que Gating SA Instruments (Stony Brook, NY).
Le protocole d'imagerie suivants peuvent être utilisés comme un guide pour aider à déterminer les paramètres de numérisation appropriés pour toutes les unités microCT. Les animaux utilisés dans cette expérience ont été numérisées à la résolution 93 pm sur un scanner GE volumétrique eXplore Locus (GE Healthcare, London, Ontario). Ce scanner volumétrique utilise un 3500 x 1750 détecteur CCD pour Feldkamp faisceau conique de reconstruction. Les paramètres de la plate-forme indépendante du temps courant, la tension et l'exposition ont été maintenues constantes à 450 pA, 80 kVp et 100 ms, respectivement. Les paramètres standard du temps d'exposition, des cadres par vue et le nombre de vues peut être varié et pourrait être de 100 ms, 5-8, et 360-720, respectivement avec le temps de balayage total d'environ 20 minutes. Les images ont été reconstruites avec le logiciel du fabricant EVSBeam propriétaires.
4. Rendu image
Les données microCT reconstruit peut être utilisé pour avancés isosurface, unidimensionnelle, ou images en deux dimensions en utilisant la fonction de transfert rendu Seg3D logiciels de traitement d'image (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software ).
5. Les résultats représentatifs
S'il vous plaît voir la figure ci-jointe d'une souris de type sauvage numérisées avec eXIA160XL avec les paramètres mentionnés dans la section des méthodes.
Figure 1. Bidimensionnelle Transfer Function rendu d'image (2DTF) d'une souris de type sauvage créés en utilisant un logiciel de traitement d'image Seg3D (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software ). L'animal a été injecté avec eXIA160XL et 10 minutes plus tard microCT numérisées à la résolution 93 um isométrique avec les paramètres mentionnés dans la section des méthodes.
Vidéo 1. Bidimensionnelle Transfer Function (2DTF) rendu basé sur 360 ° de rotation du film d'une souris de type sauvage créés en utilisant un logiciel de traitement d'image Imagevis3D (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software). L'animal a été injecté avec eXIA160XL et 10 minutes plus tard microCT numérisées à la résolution 93 um isométrique avec les paramètres mentionnés dans la section des méthodes.
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Discussion
L'objectif premier de cette technique d'imagerie utilisant des navires contraste amélioré microCT est de fournir la méthode optimale pour générer des ensembles de données de haute qualité pour l'analyse des réseaux vasculaires dans des souris vivantes. Pour microCT imagerie, un meilleur rapport signal sur bruit des tissus mous est réalisé par plus temps de balayage avec un nombre accru de points de vue et nombre d'images par vue 2.
Identification du navire dépend essentiellement de l'identification des tissus mous et de la différenciation précise de l'os. AIA 160XL est à base d'iode qui attribuent la propriété d'être hautement radio-opaques et une densité qui est le tissu forme différente mous et des os. Cela rend plus commode de se concentrer sur les vaisseaux sanguins dans un ensemble de données par ordinateur.
Une fonction de transfert 2-dimensionnelle même améliore encore la distinction entre les navires de contraste et de l'os lors du rendu. En cas de deux dimensions rendus fonction de transfert d'image, les couleurs et opacités sont assignés à l'échantillon de rayons basé sur la fonction de transfert, qui à son tour repose sur la valeur CT et 2 amplitude du gradient. Les fonctions de transfert peuvent être ajustés manuellement la base des orientations fournies par les histogrammes valeur CT de mettre en évidence les zones / objets d'intérêt.
Cette technique pourrait très bien être utilisées pour l'évaluation qualitative et quantitative de l'anti-angiogenèse études précliniques utilisant des souris transgéniques ou de xénogreffe. À l'avenir, les progrès de la technologie CT pouvez facilement faire imagerie navire dans des modèles de souris transgéniques ou xénogreffe facile, plus rapide et plus précis dans le temps. Mieux résolutions, permettra également la visualisation des structures fines comme des capillaires.
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Disclosures
Toutes les procédures d'animaux ont été menées en conformité avec les Lignes directrices pour les soins et l'utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvés par le soin des animaux et du Comité institutionnel d'utilisation (IACUC) à l'Université du Texas Health Science Center à San Antonio.
Acknowledgments
Ce travail a été soutenu en partie par le NCI prix 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).
