Summary
Un migliore contrasto di piccole immagini nave sottoprodotti di origine animale microCT è un rapido, conveniente e ad alta velocità per la tecnica seriale
Abstract
Microscopiche tomografia computerizzata (microCT) offre imaging ad alta risoluzione volumetrica dell'anatomia del vivere piccoli animali. Tuttavia, il contrasto tra diversi tessuti molli e nei liquidi corporei è di per sé povera di micro-CT immagini 1. In queste circostanze, la visualizzazione dei vasi sanguigni diventa un compito quasi impossibile. Per superare questo e per migliorare la visualizzazione dei vasi sanguigni mezzi di contrasto esogeni possono essere utilizzati. Qui, presentiamo una metodologia per la visualizzazione della rete vascolare in un modello di roditore. Utilizzando una lunga durata d'azione acquosa colloidale polidisperse iodati blood-pool mezzo di contrasto, VIE 160XL, abbiamo ottimizzato i parametri di acquisizione delle immagini e del volume-tecniche di rendering per la ricerca di vasi sanguigni di animali vivi. I nostri risultati suggeriscono che, per raggiungere un contrasto superiore tra osso e tessuti molli dalla nave, multiple-frame (almeno 5-8 / frame-per-view), e viste 360-720 (per una completa rotazione di 360 °) le acquisizioni erano obbligatorie. Abbiamo anche dimostrato l'uso di un bidimensionale funzione di trasferimento (voxel dove il colore e l'opacità è stato assegnato in proporzione al valore di CT e la grandezza del gradiente), nel visualizzare l'anatomia e che evidenzino la struttura di interesse, la rete dei vasi sanguigni. Questo promettente lavoro pone le basi per la valutazione qualitativa e quantitativa di studi preclinici anti-angiogenesi utilizzando transgenici o xenotrapianto portatori di tumore nei topi.
Protocol
1. Iniezioni animali
Prima dell'iniezione endovenosa vena della coda, la pelle della coda devono essere puliti con scrub alcool isopropilico per la sterilizzazione. I topi deve essere iniettata con 0,2 g di mL/20 un 20-mg iodio / ml agente di contrasto iodati bloodpool (VIE 160XL, Binito Biomedical, Inc. di Ottawa, ON, Canada) attraverso la vena della coda distale con basso spazio morto ½ CC U -100 28G ½ siringhe da insulina (Product # 329461, Becton Dickinson and Company, New Jersey, USA).
2. Preparazione degli animali
Dopo 10 minuti dall'iniezione, gli animali devono essere preparati per microCT imaging. In primo luogo, l'animale deve essere anestetizzato in una scatola con 2% isoflurano in ossigeno al 100% a tasso di 2,5 litri al minuto. Un unguento oculare lubrificante deve essere applicato per prevenire l'essiccamento delle cornee durante l'anestesia. La temperatura corporea deve essere mantenuta a 37 ° C da un pad di calore.
3. MicroCT Imaging
I topi allora dovrebbe essere esaminato in una unità microCT in grado di eseguire scansioni di animali vivi. Per ridurre al minimo gli artefatti movimento e stabilità, i topi possono essere inseriti in un normale multi-modalità camera (Numira Biosciences, Salt Lake City, UT), prevedendo per l'aria e di scarico. Per evitare un episodio ipotermico l'animale durante le scansioni microCT, Pads Gel (Hot Brace Crioterapia, CVS Pharmacy Woonsocket, RI), le dita dei piedi caldo (Fabbrica di calore, Vista, CA) o pad argilla Thermipaq (Thermionics, Springfield, IL) può essere utilizzato. Luogo questi pad riscaldamento sotto il letto di schiuma per mantenere il mouse a 37 ° C, evitando il contatto diretto con l'animale. Segni vitali di origine animale come la temperatura corporea, la respirazione e il battito cardiaco devono essere monitorati con il monitoraggio Piccoli Animali e sistemi di colata come SA Instruments (Stony Brook, NY).
Il protocollo di imaging seguenti può essere utilizzato come linea guida per determinare i parametri di scansione appropriata per ogni unità microCT. Gli animali utilizzati in questo esperimento sono stati scansionati a 93 micron su una risoluzione CT scanner volumetrico GE eXplore Locus (GE Healthcare, London, Ontario). Questo scanner utilizza un volumetrico x 3500 1750 rivelatore CCD per Feldkamp cone-beam ricostruzione. I parametri piattaforma indipendente dal tempo corrente, tensione e l'esposizione sono state mantenute costanti a 450 μA, 80 KVP e 100 ms, rispettivamente. I parametri standard del tempo di esposizione, cornici per view e il numero di punti di vista può essere variato e potrebbe essere 100 ms, 5-8, e 360-720, rispettivamente con il tempo di scansione totale di circa 20 minuti. Le immagini sono state ricostruite con il software EVSBeam di proprietà del produttore.
4. Immagine di rendering
I dati microCT ricostruiti possono essere utilizzati per avanzati isosuperficie, unidimensionale, bidimensionale o trasferire le immagini di rendering Seg3D funzione utilizzando il software di elaborazione delle immagini (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software ).
5. Rappresentante Risultati
Vedere la figura allegata di un mouse tipo selvatico scansione con eXIA160XL con le impostazioni indicato nella sezione metodi.
Figura 1. Bidimensionali Transfer Function (2DTF) rendering delle immagini di un mouse tipo selvatico Seg3D creati utilizzando il software di elaborazione delle immagini (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software ). L'animale è stato iniettato con eXIA160XL e 10 minuti dopo microCT risoluzione di scansione a 93 micron isometrica con le impostazioni menzionati nella sezione metodi.
Video 1. Bidimensionali Transfer Function (2DTF) rendering in base a 360 ° film di rotazione di un mouse tipo selvatico Imagevis3D creati utilizzando il software di elaborazione delle immagini (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software). L'animale è stato iniettato con eXIA160XL e 10 minuti dopo microCT risoluzione di scansione a 93 micron isometrica con le impostazioni menzionati nella sezione metodi.
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Discussion
L'obiettivo principale di questa tecnica di imaging nave contrasto maggiore con microCT è di fornire il metodo ottimale per la generazione di set di dati di alta qualità per l'analisi delle reti vascolari in topi vivi. Per microCT imaging, migliore rapporto segnale-rumore dei tessuti molli si ottiene più volte la scansione con aumento del numero di punti di vista e numero di fotogrammi per view 2.
Identificazione della nave è criticamente dipendente accurata identificazione e la differenziazione dei tessuti molli dall'osso. Exia 160XL è a base di iodio, che attribuiscono la proprietà di essere altamente radio-opachi e una densità che è un tessuto forma diversa molli e dell'osso. Questo rende conveniente per concentrarsi sui vasi sanguigni in un dato microCT.
Un 2-dimensionale funzione di trasferimento migliora ulteriormente la distinzione tra nave e contrasto delle ossa durante il rendering. Nel caso di due dimensioni funzione di trasferimento rendering di immagini, colori e opacità sono assegnati al campione raggio basato sulla funzione di trasferimento, che a sua volta si basa sul valore e la grandezza CT gradiente 2. Funzioni di trasferimento può essere regolata manualmente sulla base di indicazioni fornite dagli istogrammi valore TC per evidenziare le aree / oggetti di interesse.
Questa tecnica potrebbe benissimo essere usato per la valutazione qualitativa e quantitativa di studi preclinici anti-angiogenesi utilizzando topi transgenici o xenotrapianto. In futuro, i progressi nella CT tecnologia può facilmente fare l'imaging nave in modelli di topi transgenici o xenotrapianto più facile, più veloce e più preciso nel tempo. Meglio risoluzioni, permetterà anche la visualizzazione delle strutture fini come capillari.
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Disclosures
All procedure di animali sono state condotte secondo le Linee guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio e sono stati approvati dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale uso (IACUC) presso l'Università del Texas Health Science Center a San Antonio.
Acknowledgments
Questo lavoro è stato sostenuto in parte dal premio 5R01CA133229 NSC-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).
