Summary
De contraste de imagem melhorada navio pequeno animal por microCT é uma resposta rápida, técnica de baixo custo e alto rendimento para a série
Abstract
Microscópicas tomografia computadorizada (microCT) oferece imagens de alta resolução volumétrica da anatomia de animais vivos de pequeno porte. No entanto, o contraste entre diferentes tecidos moles e fluidos corporais é inerentemente pobres em micro-CT imagens 1. Nestas circunstâncias, a visualização dos vasos sanguíneos se torna uma tarefa quase impossível. Para superar isso e para melhorar a visualização dos vasos sanguíneos agentes de contraste exógeno pode ser usado. Aqui, apresentamos uma metodologia para a visualização da rede vascular em um modelo de roedores. Usando uma longa ação coloidal aquosa polidispersos contraste iodado sangue piscina, Exia 160XL, otimizamos os parâmetros de aquisição de imagem e volume renderização de técnicas para encontrar vasos sanguíneos em animais vivos. Nossos resultados sugerem que, para conseguir um contraste superior entre os ossos e tecidos moles da embarcação, vários quadros (pelo menos 5-8 / frames per-view), e 360-720 views (para um 360 ° de rotação) aquisições eram obrigatórias. Temos também demonstrou o uso de uma função de transferência bidimensional (onde a cor ea opacidade voxel foi atribuído na proporção CT valor e magnitude de gradiente), em visualizar a anatomia e destacando a estrutura de interesse, a rede de vasos sanguíneos. Este trabalho estabelece uma base promissora para a avaliação qualitativa e quantitativa de anti-angiogênese estudos pré-clínicos usando transgênicos ou xenoenxerto camundongos portadores de tumor.
Protocol
1. Injeções de animais
Antes da injeção intravenosa cauda veia, a pele da cauda devem ser limpas com álcool isopropílico esfrega para fins de esterilização. Ratos deve então ser injetado com 0,2 g de um mL/20 20 mg agente de contraste de iodo / mL iodado bloodpool (AIE 160XL; Binito Biomédica, Inc. Ottawa, ON, Canadá) através da veia da cauda distal utilizando o espaço morto baixo ½ CC U -100 28G ½ seringas de insulina (Produto # 329461, Becton Dickinson e companhia, NJ, EUA).
2. Preparação dos animais
Após 10 minutos da injeção, os animais devem estar preparados para microCT imagem. Primeiro, o animal deve ser anestesiado em uma caixa com 2% de isoflurano em oxigênio a 100% a taxa de 2,5 litros por minuto. Uma pomada lubrificante ocular deve ser aplicado para evitar ressecamento das córneas durante a anestesia. Temperatura corporal deve ser mantida a 37 ° C por um almofadas de calor.
3. MicroCT Imagem
Camundongos, em seguida, devem ser verificados em uma unidade microCT capaz de realizar exames de animais vivos. Para minimizar artefatos de movimento e estabilidade, os camundongos podem ser colocados em uma câmara comercialmente disponível modalidade multi (Numira Biosciences, Salt Lake City, UT), com possibilidade de ar e exaustão. Para evitar um episódio de hipotermia no animal durante as varreduras microCT, Pads Gel (Brace Terapia Hot Fria, CVS Pharmacy Woonsocket, RI), Toe Warmer (Fábrica de calor, Vista, CA) ou Pads Barro Thermipaq (Thermionics, Springfield, IL) pode ser utilizada. Coloque essas almofadas de aquecimento debaixo da cama de espuma para manter o rato a 37 ° C, evitando contato direto com o animal. Sinais vitais do animal, tais como a temperatura corporal, respiração e os batimentos cardíacos devem ser monitorados usando o Monitoramento de Pequenos Animais e Sistemas Gating como SA Instruments (Stony Brook, NY).
O protocolo de imagem a seguir pode ser usado como um guia para ajudar a determinar os parâmetros de análise apropriada para qualquer microCT unidades. Os animais utilizados neste experimento foram digitalizadas em resolução de 93 mM em um scanner CT volumétrica GE explorar Locus (GE Healthcare, London, Ontario). Este scanner volumétrica usa um 3500 x 1750 detector CCD para Feldkamp reconstrução cone-beam. Os parâmetros plataforma independente do tempo de tensão, corrente e exposição foram mantidas constantes a 450 mA, 80 kVp e 100 ms, respectivamente. Os parâmetros padrão do tempo de exposição, frames per-view e número de pontos de vista pode ser variada e pode ser de 100 ms, 5-8 e 360-720, respectivamente, com tempo de varredura total de aproximadamente 20 minutos. As imagens foram reconstruídas com o software do fabricante EVSBeam proprietários.
4. Renderização de Imagem
Os dados microCT reconstruída pode ser usado para avançados isosuperfície, unidimensional ou bidimensional transferência Imagens função de renderização usando o software de processamento de imagem Seg3D (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software ).
5. Resultados representante
Por favor, veja a figura em anexo de um rato do tipo selvagem digitalizados com eXIA160XL com as definições mencionadas na seção métodos.
Figura 1. Two-Dimensional Função de Transferência de imagem de renderização (2DTF) de um rato do tipo selvagem criado usando software de processamento de imagem Seg3D (Seg3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software ). O animal foi injetado com eXIA160XL e 10 minutos depois microCT digitalizados em 93 mM resolução isométrica com os ajustes mencionados na secção métodos.
Vídeo 1. Two-Dimensional Função de Transferência de renderização (2DTF) com base 360 º Filme da rotação de um rato do tipo selvagem criado usando software de processamento de imagem Imagevis3D (Imagevis3D, http://www.sci.utah.edu/cibc/software). O animal foi injetado com eXIA160XL e 10 minutos depois microCT digitalizados em 93 mM resolução isométrica com os ajustes mencionados na secção métodos.
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Discussion
O objetivo principal desta técnica de contraste de imagem melhorada com o uso de navios microCT é proporcionar melhor método para a geração de conjuntos de dados de alta qualidade para análise de redes vascular em camundongos vivos. Para microCT de imagem, melhor relação sinal-ruído de tecido mole é alcançada por mais tempos de varredura com aumento do número de pontos de vista e número de frames per-view 2.
Identificação do navio depende criticamente da identificação exata do tecido mole e diferenciação do osso. AIE 160XL é à base de iodo que atribuem a propriedade de ser altamente radio-opaca e uma densidade que é um tecido macio forma diferente e osso. Isto torna mais conveniente para se concentrar sobre os vasos sanguíneos em um data microCT.
A função de transferência 2-dimensional melhora ainda mais a distinção entre o contraste do navio e ossos durante o processamento. Em caso de transferência bidimensional renderings função de imagem, cores e opacidades são atribuídos à amostra ray baseado na função de transferência, que por sua vez depende CT valor e magnitude de gradiente 2. Funções de transferência pode ser ajustado manualmente com base nas orientações fornecidas pelo histogramas valor CT para destacar áreas / objetos de interesse.
Esta técnica poderia muito bem ser utilizados para a avaliação qualitativa e quantitativa de anti-angiogênese estudos pré-clínicos com camundongos transgênicos ou xenoenxerto. No futuro, os avanços na tecnologia CT pode facilmente fazer imagens navio em modelos de ratos transgênicos ou xenoenxerto mais fácil, mais rápido e mais preciso ao longo do tempo. Resoluções melhor, também irá permitir a visualização de estruturas finas como capilares.
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Disclosures
Todos os procedimentos com animais foram conduzidos de acordo com as Diretrizes para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório e foram aprovados pelo Institutional Animal Care e do Comitê de Uso (IACUC) da Universidade do Texas Health Science Center em San Antonio.
Acknowledgments
Este trabalho foi financiado em parte pela NCI prêmio 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).
