Summary
कंट्रास्ट बढ़ाया microCT के द्वारा छोटे जानवर पोत इमेजिंग, सीरियल के लिए एक तेजी से लागत प्रभावी और उच्च throughput तकनीक है
Abstract
सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी (microCT) उच्च संकल्प छोटे जानवरों के रहने की शरीर रचना का बड़ा इमेजिंग प्रदान करता है. हालांकि, अलग कोमल ऊतकों और शरीर के तरल पदार्थ के बीच विपरीत सूक्ष्म सीटी 1 छवियों में स्वाभाविक गरीब है . इन परिस्थितियों में, रक्त वाहिकाओं के दृश्य के एक लगभग असंभव काम हो जाता है. इस पर काबू पाने और exogenous विपरीत एजेंटों इस्तेमाल किया जा सकता है रक्त वाहिकाओं के दृश्य में सुधार. इस के साथ साथ, हम एक कृंतक मॉडल में संवहनी नेटवर्क visualizing के लिए एक पद्धति प्रस्तुत करते हैं. एक लंबे समय से अभिनय जलीय कोलाइडयन polydisperse iodinated विपरीत रक्त पूल एजेंट, 160XL eXIA का उपयोग करके, हम जीवित पशुओं में रक्त वाहिकाओं को खोजने के लिए छवि अधिग्रहण पैरामीटर और मात्रा प्रतिपादन तकनीक अनुकूलित. हमारा निष्कर्ष बताते हैं कि, और पोत से हड्डी और कोमल ऊतकों के बीच एक बेहतर विपरीत प्राप्त करने के लिए, (देखने के प्रति कम से कम 5-8 / फ्रेम) एकाधिक फ्रेम, और 360-720 (एक पूर्ण 360 ° रोटेशन के लिए) दृश्य अधिग्रहण अनिवार्य थे. हम यह भी दिखा दिया है दो आयामी एक हस्तांतरण समारोह का उपयोग करें (voxel रंग और अस्पष्टता जहां सीटी मूल्य और परिमाण ढाल के अनुपात में सौंपा गया था), शरीर रचना विज्ञान visualizing और ब्याज, रक्त वाहिका नेटवर्क की संरचना पर प्रकाश डाला. इस होनहार काम विरोधी angiogenesis preclinical ट्रांसजेनिक या xenograft ट्यूमर असर चूहों का उपयोग अध्ययन के गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए एक आधार देता है.
Protocol
1. पशु इंजेक्शन
नसों पूंछ नस इंजेक्शन से पहले, पूंछ त्वचा नसबंदी प्रयोजनों के लिए isopropyl शराब scrubs के साथ साफ किया जाना चाहिए. डिस्टल पूंछ कम मृत अंतरिक्ष का उपयोग नस के माध्यम से आधा सीसी यू, चूहे तो 0.2 एक 20 मिलीग्राम आयोडीन / एमएल iodinated bloodpool विपरीत एजेंट के mL/20 g (Binito बायोमेडिकल, इंक ओटावा, कनाडा, eXIA 160XL) के साथ अंतःक्षिप्त किया जाना चाहिए -100 साढ़े 28G इंसुलिन सीरिंज (# +३,२९,४६१ उत्पाद, Becton डिकिंसन और कंपनी, न्यू जर्सी, संयुक्त राज्य अमरीका).
2. पशु तैयारी
इंजेक्शन के 10 मिनट के बाद, जानवरों microCT इमेजिंग के लिए तैयार रहना चाहिए. सबसे पहले, एक 2.5 लीटर प्रति मिनट की दर पर 100% ऑक्सीजन में दो isoflurane% का उपयोग बॉक्स में पशु anesthetized होना चाहिए. एक नेत्र चिकनाई मरहम संज्ञाहरण के दौरान corneas के desiccation को रोकने के लिए लागू किया जाना चाहिए. शारीरिक तापमान 37 डिग्री सेल्सियस पर एक गर्मी पैड द्वारा बनाए रखा जाना चाहिए.
3. MicroCT इमेजिंग
चूहे तो एक microCT जीवित पशु स्कैन प्रदर्शन करने में सक्षम इकाई पर स्कैन किया जाना चाहिए. आंदोलन कलाकृतियों और स्थिरता को कम करने के लिए, चूहों एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हवा और निकास के लिए प्रावधान के साथ बहु - साधन कक्ष (Numira बायोसाइंसेज, साल्ट लेक सिटी, केन्द्र शासित प्रदेशों) में रखा जा सकता है है. MicroCT स्कैन, जेल पैड (गरम ठंडा थेरेपी संभालो, सीवीएस फार्मेसी Woonsocket, आरआई) के दौरान एक जानवर पर एक hypothermic प्रकरण से बचने के लिए, गर्म पैर की अंगुली (हीट फैक्टरी, विस्टा, सीए) या Thermipaq क्ले पैड (Thermionics, स्प्रिंगफील्ड, आईएल) किया जा सकता है इस्तेमाल किया. फोम बिस्तर के नीचे इन हीटिंग पैड प्लेस 37 पर माउस बनाए रखने डिग्री सेल्सियस जबकि जानवर के साथ सीधे संपर्क से बचने. जानवर के शरीर का तापमान, श्वसन और हृदय की दर जैसे महत्वपूर्ण संकेत लघु पशु निगरानी और एसए उपकरण (पथरीले ब्रुक, NY) के रूप में Gating सिस्टम का उपयोग कर निगरानी की जानी चाहिए.
निम्नलिखित इमेजिंग प्रोटोकॉल किसी भी microCT इकाइयों के लिए उपयुक्त स्कैन मापदंडों का निर्धारण करने में मदद के लिए एक दिशानिर्देश के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. इस प्रयोग में प्रयुक्त जानवर एक बड़ा सीटी स्कैनर जीई पर 93 सुक्ष्ममापी संकल्प लोकस (जीई हेल्थकेयर, लंदन, ओंटारियो) का पता लगाने में स्कैन किया गया. यह बड़ा Feldkamp पुनर्निर्माण कोन बीम स्कैनर के लिए 3500 x 1750 सीसीडी डिटेक्टर का उपयोग करता है. वर्तमान वोल्टेज, और जोखिम समय के मंच स्वतंत्र मापदंडों 450 μA, केवीपी 80 और 100 एमएस पर स्थिर रखा गया था, क्रमशः. जोखिम समय के मानक मापदंडों, दृश्य और दृश्य की संख्या प्रति फ्रेम और विभिन्न जा सकता है लगभग 20 मिनट की कुल स्कैन समय के साथ 100 एमएस, 5-8, और 360-720, क्रमशः किया जा सकता है. छवियाँ निर्माता के स्वामित्व EVSBeam सॉफ्टवेयर के साथ खंगाला गया.
4. छवि प्रतिपादन
खंगाला microCT डेटा उन्नत isosurface, एक आयामी, या दो आयामी हस्तांतरण समारोह प्रतिपादन Seg3D इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर (Seg3D, का उपयोग कर छवियाँ के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है http://www.sci.utah.edu/cibc/software).
5. प्रतिनिधि परिणाम
कृपया एक wildtype तरीकों खंड में वर्णित सेटिंग्स के साथ eXIA160XL साथ स्कैन माउस के संलग्न आंकड़ा देखें.
चित्रा 1 दो आयामी हस्तांतरण समारोह (2DTF) की एक wildtype Seg3D इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर (Seg3D, का उपयोग कर बनाया माउस का प्रतिपादन छवि . http://www.sci.utah.edu/cibc/software) . पशु eXIA160XL इंजेक्शन के साथ किया गया था और 10 मिनट बाद 93 तरीकों खंड में वर्णित सेटिंग्स के साथ सुक्ष्ममापी isometric संकल्प पर स्कैन microCT.
1 वीडियो दो आयामी हस्तांतरण समारोह (2DTF) 360 ° एक wildtype Imagevis3D इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software) का उपयोग कर बनाया माउस के रोटेशन फिल्म आधारित प्रतिपादन. पशु eXIA160XL इंजेक्शन के साथ किया गया था और 10 मिनट बाद 93 तरीकों खंड में वर्णित सेटिंग्स के साथ सुक्ष्ममापी isometric संकल्प पर स्कैन microCT.
वीडियो देखने के लिए यहाँ क्लिक करें
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
विपरीत बढ़ाया पोत microCT का उपयोग इमेजिंग की इस तकनीक का सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्य के लिए रहते चूहों में संवहनी नेटवर्क के विश्लेषण के लिए उच्च गुणवत्ता डेटासेट पैदा करने के लिए इष्टतम विधि प्रदान करना है. MicroCT इमेजिंग, मुलायम ऊतकों की बेहतर संकेत करने वाली शोर अनुपात के दृश्य वृद्धि की संख्या और 2 देखने के प्रति फ्रेम की संख्या के साथ अब स्कैन बार द्वारा हासिल के लिए.
पोत पहचान गंभीर सटीक कोमल ऊतकों की पहचान और हड्डी से भेदभाव पर निर्भर है. eXIA 160XL आयोडीन आधारित है जो अत्यधिक रेडियो - अपारदर्शी होने की संपत्ति और एक घनत्व है जो अलग रूप कोमल ऊतकों और हड्डी है विशेषता है. यह microCT डेटा में रक्त वाहिकाओं पर ध्यान केंद्रित करने के लिए सुविधाजनक बनाता है.
एक 2 - आयामी हस्तांतरण समारोह भी आगे प्रतिपादन के दौरान पोत विपरीत और हड्डी के बीच भेद को बेहतर बनाता है. रे हस्तांतरण समारोह है, जो बारी में सीटी मूल्य और ढाल 2 परिमाण पर निर्भर करता है पर आधारित नमूने के लिए दो आयामी हस्तांतरण समारोह छवि renderings रंग, और अस्पष्टता के मामले में आवंटित हो जाते हैं . स्थानांतरण कार्यों मैन्युअल सीटी मूल्य histograms द्वारा प्रदान करने के लिए क्षेत्रों / ब्याज की वस्तुओं पर प्रकाश डाला मार्गदर्शन के आधार पर समायोजित किया जा सकता है.
यह तकनीक बहुत अच्छी तरह से विरोधी angiogenesis preclinical ट्रांसजेनिक या xenograft चूहों का उपयोग अध्ययन के गुणात्मक और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. भविष्य में, सीटी प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में प्रगति को आसानी से ट्रांसजेनिक या xenograft माउस मॉडल में पोत इमेजिंग कर सकते हैं आसान, तेज, और अधिक समय पर सटीक. बेहतर संकल्प, capillaries तरह ठीक संरचनाओं के दृश्य भी अनुमति देगा.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
सभी जानवरों की प्रक्रियाओं और प्रयोगशाला पशु की देखभाल और उपयोग के लिए दिशा - निर्देश के अनुसार में आयोजित किए गए थे और संस्थागत पशु देखभाल और सैन एंटोनियो में टेक्सास स्वास्थ्य विज्ञान केंद्र के विश्वविद्यालय में प्रयोग करें समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित है.
Acknowledgments
इस काम NCI पुरस्कार 5R01CA133229 03 द्वारा भाग में समर्थित किया गया था.
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).
