Laser Doppler Perfusion Imaging i musen hindlimb

Summary

Her præsenterer vi en protokol, der demonstrerer teknikken og de nødvendige kontroller til Laser Doppler perfusionsbilleddannelse for at måle blodgennemstrømningen i musens bagben.

Abstract

Blodgennemstrømning opsving er et kritisk resultat foranstaltning efter eksperimentelle hindlimb iskæmi eller iskæmi-reperfusion. Laser Doppler perfusion imaging (LDPI) er en almindelig, noninvasive, repeterbar metode til vurdering af blodgennemstrømningen opsving. Teknikken beregner den samlede blodgennemstrømning i det udtagne væv fra Doppler skift i frekvens forårsaget, når en laser rammer bevægelige røde blodlegemer. Målinger udtrykkes i vilkårlige perfusionsenheder, så det kontralaterale ikke-greb ved leg bruges normalt til at hjælpe med at kontrollere målinger. Måledybden ligger i området 0,3-1 mm; for hindlimb iskæmi betyder det, at dermal perfusion vurderes. Dermal perfusion er afhængig af flere faktorer – vigtigst af hudtemperatur og bedøvelsesmiddel, som skal kontrolleres omhyggeligt for at resultere i pålidelige aflæsninger. Desuden kan hår og hud pigmentering ændre evnen til laser til enten at nå eller trænge ind til dermis. Denne artikel demonstrerer teknikken med LDPI i musen baglimb.

Introduction

Hudsår med utilstrækkelig sårheling er en førende årsag til amputationer hos humane patienter¹. Tilstrækkelig sårheling kræver højere niveauer af arteriel perfusion end nødvendigt for at opretholde intakt hud, som er kompromitteret hos patienter med perifer arteriel sygdom^2,3,4. Flere andre reumatologiske tilstande og diabetes kan også føre til forstyrret og utilstrækkelig hudmikrocirkulation til at helbrede sår^5,6. Mange diabetikere har samtidig perifer arteriel sygdom, placere dem på særligt høj risiko for amputation. Laser Doppler perfusion imaging (LDPI) anvendes i kliniske situationer til at evaluere hudens mikrocirkulation, samt i forskningssituationer til at evaluere blodgennemstrømningen og blodgennemstrømningen opsving efter eksperimentelle hindlimb iskæmi, iskæmi-reperfusion, og mikrokirurgiske klapper⁷.

LDPI-systemet projicerer en laveffektlaserstråle, der afbøjes af et scanningsspejl for at bevæge sig over et område af interesse. Dette adskiller sig fra Laser Doppler flowmetri, som giver en perfusionsmåling for det lille vævsområde i direkte kontakt med flowmetrisonden⁸. Når laserstrålen interagerer med bevægeligt blod i mikrovasculaturen, gennemgår den et Doppler-frekvensskift, som fotodeteres af scanneren og omdannes til vilkårlige perfusionsenheder. Da LDPI er en lysbaseret teknik, er den begrænset med hensyn til dybdegennemtrængning til 0,3-1 mm, hvilket betyder, at der for det meste vurderes dermal perfusion⁷. Dermal flow kan ændres ved hudtemperatur og det sympatiske nervesystem, som kan blive påvirket af forskellige bedøvelsesmidler⁹. Målinger fra den optiske laser påvirkes også af omgivende lysforhold, hudpigmentering og kan blokeres af overliggende pels eller hår⁷.

LDPI er den mest anvendte forskningsteknik til at overvåge perfusionsgendannelse efter iskæmi, fordi det ikke er udbredt, ikke kræver kontrastadministration og har hurtige scanningstider, der tillader dataindsamling på flere dyr. Dette gør det ideelt at hjælpe med at afgøre, om behandlinger rettet mod terapeutisk arteriogenese eller angiogenese er effektive i små dyremodeller. Genvinding af blodgennemstrømningen efter hindlimb-iskæmi målt ved LDPI korrelerer godt medudviklingen af sikkerhedsstillelsen, når den vurderes på andre måder , f.eks^. Målet med denne protokol er at demonstrere vurderingen af hindlimb perfusion ved hjælp af LDPI.

Protocol

Dyreforsøg blev udført i henhold til en protokol godkendt af University of Washington Institutional Animal Care and Use Committee. 1. Forberedelse af scanner Juster scannerhøjden, så afstanden til det scannede motiv er ca. 30 cm. Tænd billedbilledet, og start den tilknyttede software. Åbn programmet Måling. Hvis softwaren kommunikerer korrekt med scanneren, vises advarslen om, at den infrarøde laser er aktiveret. Kalibrere maski…

Representative Results

Vellykket LDPI bør resultere i konsekvente gentagne målinger scanninger, med ikke mere end 100-150 perfusion enhed variation (svarende til omkring 10% af den sædvanlige gennemsnitlige perfusion for musen fodspjæld) mellem de tre scanninger (Figur 2). Som det fremgår af figur 2, hjælper gentagne scanninger med at fastslå, at musen er blevet passende ekvilibreret, således at iskæmisk/kontrolforholdet bedst afspejler den underliggende blodgennemstrømning …

Discussion

Ensartet teknik er afgørende for at opnå pålidelige resultater med LDPI. Det samme bedøvelsesmiddel, temperaturindstillinger, museposition og interesseområde bør bruges gennem hele tidsforløbet. Forskellige bedøvelsesmidler vil resultere i højere eller lavere perfusionsværdier⁹. Isoflurane anæstesi er praktisk på grund af sin hurtige debut og fremkomst samt den samlede sikkerhed. En konsistent procentdel af isofluran bør anvendes som dybde af anæstesi med denne vasodilatoriske middel…

Materials

Black nonreflective material			Fabric store, black neoprene recommended by company
F/air cannister	A.M. Bickford Inc	80120
Homeothermic blanket with rigid metal probe	Harvard Apparatus		Also comes with flexible probe, but this is less durable
Isoflurane Anesthesia machine	Drager		Multiple manufacturers
Isoflurane induction chamber	VetEquip	941444	2 L chamber
Moor laser Doppler perfusion imager	Moor Instruments	MoorLDI2-IR	Higher resolution imager (MoorLDI2-HIR)
Mouse Anesthesia nose cone			Multiple manufacturers
Nair	Nair
Oxygen tank			Multiple manufacturers
Surgilube	Multiple distributors