Flow-Enhanced 초음파 기술을 사용하면 조영제를 사용하지 않고도 눈의 혈관을 세 가지 차원으로 이미징 할 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 색소 침착 된 망막 뒤의 현관을 이미지화하는 안정성이며, 이는 여러 광학 이미징 기술로 어려움을 겪고 있습니다. 우리는 금붕어에서이 기술을 시연하지만 유핵화 된 적혈구를 가진 모든 종에 적용 할 수 있으므로 연구원은 눈의 기능 진화에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
이 기술은 초음파 이미징 및 동물 취급에 대한 기본 교육을 받은 연구원이 적용할 수 있습니다. 최적의 마취 수준을 확인한 후 동물을 위에서부터 눈에 직접 접근 할 수있는 자세로 배치하십시오. 동물의 눈에 적절한 초음파 매체를 놓습니다.
스케일이 달린 눈꺼풀이 눈을 덮으면 면봉으로 부드럽게 대체하십시오. 수생 동물의 경우, 물은 초음파 매체로 잘 작동하며, 다음으로 원하는 이미지 방향에 따라 등쪽 복부 또는 로스트랄 코달 방향으로 눈에 내측 인 초음파 변환기를 배치합니다. B 모드에서는 최대 피사계 심도로 눈의 내측 및 가장 깊은 부분을 이미지화하여 관심있는 모든 구조가 이미지 필드에 표시되는지 확인합니다.
실시간 이미지를 검사하는 동안 트랜스듀서를 각 면으로 천천히 변환합니다. 관심 있는 모든 구조가 이미지 필드에 표시되는지 확인합니다. 그렇지 않은 경우 주파수가 낮고 피사계 심도가 더 큰 트랜스듀서로 전환하십시오.
이미지 깊이, 깊이 오프셋, 이미지 너비 및 초점 영역의 위치 수를 조정하여 세 가지 공간 차원에서 원하는 관심 영역을 커버합니다. 그런 다음 프레임 속도를 초당 50 ~ 120 프레임 범위로 설정합니다. 다음으로, 해부학적 구조가 B-Mode 획득에서만 볼 수 있도록 2D 게인을 레벨로 조정하여 후속 흐름 강화 재구성에서 신호 대 잡음비를 증가시킨다.
단일 슬라이스 위치에서 2D 흐름 향상 이미지를 획득하려면 트랜스듀서를 이 위치로 변환하고 흐름 향상 이미지 재구성을 진행합니다. 전체 관심 영역의 3D 레코딩을 획득하려면 트랜스듀서를 관심 영역의 한 극단으로 변환합니다. 극단 끝의 정확한 위치를 결정하려면 2D 게인을 간단히 늘립니다.
트랜스듀서를 올바르게 배치한 후 레코딩 전에 2D 게인을 낮추어 후속 흐름 향상 재구성에서 최대 신호 대 잡음비를 보장합니다. 3D 녹화의 각 단계 또는 슬라이스에 대해 100개 이상의 프레임을 획득합니다. 그런 다음 마이크로 매니퓰레이터 또는 내장 트랜스듀서 모터를 사용하여 25 또는 50 마이크로미터 단위로 전체 관심 영역에 걸쳐 트랜스듀서를 변환하고 각 단계에 대해 100 프레임 이상의 획득을 반복합니다.
흐름이 향상된 이미지 구성의 경우 녹화를 DICOM 파일 형식으로 내보냅니다. 100프레임보다 큰 장면 녹화를 기반으로 단일 흐름 향상 이미지를 생성하려면 이 수식을 사용하여 픽셀 수준에서 표준 편차를 계산하고 3D 녹화의 각 슬라이스에 대해 계산을 반복합니다. 3D 녹화에서 여러 슬라이스에 대한 표준 편차 계산 및 이미지 재구성 프로세스를 자동화하려면 텍스트 원고에 제공된 ImageJ 및 매크로 스크립트를 사용하여 배치 모드에서 이 작업을 수행합니다.
ImageJ에서 Images to Stack 명령을 사용하여 재구성된 모든 이미지를 하나의 이미지 스택으로 결합합니다. 그런 다음 특성(Properties) 명령을 사용하여 획득 중에 사용되는 단계 크기에서 슬라이스 두께를 지정하고 이미지 스택을 3D TIFF 파일로 저장합니다. 광고가 아닌 성인 포유류 척추 동물에서 유핵화 된 적혈구의 존재는 장면 녹화의 정적 조직과 비교하여 흐르는 혈액의 긍정적 인 대조를 제공합니다.
그러나 이제 프레임별로 분석 할 때 혈액과 주변 조직 간의 명확한 구별은 덜 분명합니다. 이 혈류 향상 절차는 기본적으로 2D 공간에서 다중 시간 지점 기록을 단일 이미지로 컴파일하여 고유 한 신호 값이 픽셀 단위로 변동하고 흐르는 혈액에 위치하여 주변 정적 조직보다 높은 표준 편차를 점수화하여 긍정적 인 대비를 생성합니다. 3D 획득에서는 간격이 알려진 여러 병렬 슬라이스를 3D 이미지 데이터로 결합할 수 있습니다.
세 차원 볼륨 렌더링 및 해부학 적 모델링에 사용할 수 있습니다. 도플러 기반 초음파 이미징은 또한이 방법보다 덜 민감도로 혈류를 구체적으로 이미징 할 수있는 옵션을 제공합니다. 이 흐름이 강화 된 초음파 절차는 유핵화 된 적혈구가있는 다양한 종에서 혈류 이미징을 허용합니다.
일부 물고기의 맥락막 레테 미라빌과 같은 깊은 안구 혈관 침대는 종에 존재하는 경우 이미징 될 수 있습니다. 이 방법은 포유류에서 유핵화된 적혈구가 없기 때문에 제한되며, 여기서 흐름 증진 절차는 어느 정도의 혈류 대비를 생성하지만, 유핵화된 적혈구를 가진 종에서처럼 뚜렷하지는 않다. 흐름이 강화된 초음파는 동작 소음에 민감합니다.
호흡 운동은 이미지 흐림 및 조직 경계 향상과 같은 아티팩트를 유발할 수 있습니다. 장래의 또는 회고 게이팅을 사용하여 모션 노이즈를 조정할 수 있습니다. 2D 및 3D 획득의 경우, 불안정한 트랜스듀서 설치에 대한 부적절한 마취로 인해 동물의 움직임으로 인한 모션 아티팩트를 제한하는 것이 중요합니다.
이 기술의 개발은 유핵적 적혈구를 소유하고있는 대다수의 척추 동물의 눈에서 깊은 혈관 네트워크의 비 침습적 인 생체 내 검사를위한 길을 열었습니다.
