Name: laser doppler perfusion imaging in the mouse hindlimb
Uploaded: 2021-04-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Laser Doppler Perfusion Imaging in the Mouse Hindlimb at JoVE.com

Dette arbejde blev udført med brug af faciliteter og ressourcer på VA Puget Sound Health Care Center. Arbejdet er, at forfatteren og ikke nødvendigvis afspejler den holdning eller politik Department of Veterans Anliggender eller den amerikanske regering. Dr. Tang er i øjeblikket finansieret via VA (Merit 5 I01 BX004975-02).

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

<ol>
	<li>Varma, P., Stineman, M. G., Dillingham, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+limb+loss.">Epidemiology of limb loss.</a> Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 25 (1), 1-8 (2014).</li><li>Farber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+Limb-Threatening+Ischemia.">Chronic Limb-Threatening Ischemia.</a> New England Journal of Medicine. 379 (2), 171-180 (2018).</li><li>Abularrage, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+microcirculation+in+vascular+disease.">Evaluation of the microcirculation in vascular disease.</a> Journal of Vascular Surgery. 42 (3), 574-581 (2005).</li><li>Houben, A., Martens, R. J. H., Stehouwer, C. D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+Microvascular+Function+in+Humans+from+a+Chronic+Disease+Perspective.">Assessing Microvascular Function in Humans from a Chronic Disease Perspective.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 28 (12), 3461-3472 (2017).</li><li>Mahe, G., Humeau-Heurtier, A., Durand, S., Leftheriotis, G., Abraham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+skin+microvascular+function+and+dysfunction+with+laser+speckle+contrast+imaging.">Assessment of skin microvascular function and dysfunction with laser speckle contrast imaging.</a> Circulation: Cardiovascular Imaging. 5 (1), 155-163 (2012).</li><li>Murray, A. K., Herrick, A. L., King, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+Doppler+imaging:+a+developing+technique+for+application+in+the+rheumatic+diseases.">Laser Doppler imaging: a developing technique for application in the rheumatic diseases.</a> Rheumatology (Oxford). 43 (10), 1210-1218 (2004).</li><li>Greco, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability,+reproducibility+and+standardisation+of+a+laser+Doppler+imaging+technique+for+the+evaluation+of+normal+mouse+hindlimb+perfusion.">Repeatability, reproducibility and standardisation of a laser Doppler imaging technique for the evaluation of normal mouse hindlimb perfusion.</a> Sensors (Basel). 13 (1), 500-515 (2012).</li><li>Sonmez, T. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+laser-Doppler+flowmetry+assisted+murine+model+of+acute+hindlimb+ischemia-reperfusion+for+free+flap+research.">A novel laser-Doppler flowmetry assisted murine model of acute hindlimb ischemia-reperfusion for free flap research.</a> PLoS One. 8 (6), 66498 (2013).</li><li>Gargiulo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+some+anesthetic+agents+on+skin+microcirculation+evaluated+by+laser+Doppler+perfusion+imaging+in+mice.">Effects of some anesthetic agents on skin microcirculation evaluated by laser Doppler perfusion imaging in mice.</a> BMC Veterinary Research. 9, 255 (2013).</li><li>Ankri-Eliahoo, G., Weitz, K., Cox, T. C., Tang, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p27(kip1)+Knockout+enhances+collateralization+in+response+to+hindlimb+ischemia.">p27(kip1) Knockout enhances collateralization in response to hindlimb ischemia.</a> Journal of Vascular Surgery. 63 (5), 1351-1359 (2016).</li><li>McEnaney, R. M., Shukla, A., Madigan, M. C., Sachdev, U., Tzeng, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=P2Y2+nucleotide+receptor+mediates+arteriogenesis+in+a+murine+model+of+hind+limb+ischemia.">P2Y2 nucleotide receptor mediates arteriogenesis in a murine model of hind limb ischemia.</a> Journal of Vascular Surgery. 63 (1), 216-225 (2016).</li><li>Padgett, M. E., McCord, T. J., McClung, J. M., Kontos, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+Acute+and+Subacute+Murine+Hindlimb+Ischemia.">Methods for Acute and Subacute Murine Hindlimb Ischemia.</a> Journal of Visualized Experiments. (112), e54166 (2016).</li><li>Niiyama, H., Huang, N. F., Rollins, M. D., Cooke, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+model+of+hindlimb+ischemia.">Murine model of hindlimb ischemia.</a> Journal of Visualized Experiments. (23), e1035 (2009).</li><li>Chalothorn, D., Faber, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-dependent+variation+in+collateral+circulatory+function+in+mouse+hindlimb.">Strain-dependent variation in collateral circulatory function in mouse hindlimb.</a> Physiological Genomics. 42 (3), 469-479 (2010).</li><li>Helisch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+mouse+strain+differences+in+innate+hindlimb+collateral+vasculature.">Impact of mouse strain differences in innate hindlimb collateral vasculature.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 26 (3), 520-526 (2006).</li><li>Faber, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aging+causes+collateral+rarefaction+and+increased+severity+of+ischemic+injury+in+multiple+tissues.">Aging causes collateral rarefaction and increased severity of ischemic injury in multiple tissues.</a> Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 31 (8), 1748-1756 (2011).</li><li>Forrester, K. R., Stewart, C., Tulip, J., Leonard, C., Bray, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+laser+speckle+and+laser+Doppler+perfusion+imaging:+measurement+in+human+skin+and+rabbit+articular+tissue.">Comparison of laser speckle and laser Doppler perfusion imaging: measurement in human skin and rabbit articular tissue.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 40 (6), 687-697 (2002).</li><li>Briers, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+Doppler,+speckle+and+related+techniques+for+blood+perfusion+mapping+and+imaging.">Laser Doppler, speckle and related techniques for blood perfusion mapping and imaging.</a> Physiological Measurement. 22 (4), 35-66 (2001).</li><li>Heeman, W., Steenbergen, W., van Dam, G., Boerma, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+applications+of+laser+speckle+contrast+imaging:+a+review.">Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review.</a> Journal of Biomedical Optics. 24 (8), 1-11 (2019).</li><li>Nguyen, T., Davidson, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrast+Enhanced+Ultrasound+Perfusion+Imaging+in+Skeletal+Muscle.">Contrast Enhanced Ultrasound Perfusion Imaging in Skeletal Muscle.</a> Journal of Cardiovascular Imaging. 27 (3), 163-177 (2019).</li><li>Zaccagnini, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+Resonance+Imaging+Allows+the+Evaluation+of+Tissue+Damage+and+Regeneration+in+a+Mouse+Model+of+Critical+Limb+Ischemia.">Magnetic Resonance Imaging Allows the Evaluation of Tissue Damage and Regeneration in a Mouse Model of Critical Limb Ischemia.</a> PLoS One. 10 (11), 0142111 (2015).</li><li>Penuelas, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PET+as+a+measurement+of+hindlimb+perfusion+in+a+mouse+model+of+peripheral+artery+occlusive+disease.">PET as a measurement of hindlimb perfusion in a mouse model of peripheral artery occlusive disease.</a> Journal of Nuclear Medicine. 48 (13), 1216-1223 (2007).</li><li>Jia, Y., Qin, J., Zhi, Z., Wang, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+sensitive+optical+microangiography+reveals+depth-resolved+microcirculation+and+its+longitudinal+response+to+prolonged+ischemic+event+within+skeletal+muscles+in+mice.">Ultrahigh sensitive optical microangiography reveals depth-resolved microcirculation and its longitudinal response to prolonged ischemic event within skeletal muscles in mice.</a> Journal of Biomedical Optics. 16 (8), 086004 (2011).</li><li>Turaihi, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+Intravital+Microscopy+and+Contrast-enhanced+Ultrasonography+of+the+Mouse+Hindlimb+to+Study+Insulin-induced+Vasodilation+and+Muscle+Perfusion.">Combined Intravital Microscopy and Contrast-enhanced Ultrasonography of the Mouse Hindlimb to Study Insulin-induced Vasodilation and Muscle Perfusion.</a> Journal of Visualized Experiments. (121), e54912 (2017).</li><li>Liu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+autophagy+alleviates+injury+during+hindlimb+ischemia/reperfusion+in+mice.">Enhanced autophagy alleviates injury during hindlimb ischemia/reperfusion in mice.</a> Experimental and Therapeutic Medicine. 18 (3), 1669-1676 (2019).</li><li>Liu, D. L., Svanberg, K., Wang, I., Andersson-Engels, S., Svanberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+Doppler+perfusion+imaging:+new+technique+for+determination+of+perfusion+and+reperfusion+of+splanchnic+organs+and+tumor+tissue.">Laser Doppler perfusion imaging: new technique for determination of perfusion and reperfusion of splanchnic organs and tumor tissue.</a> Lasers in Surgery and Medicine. 20 (4), 473-479 (1997).</li><li>Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Laser+Doppler+Imaging+and+Monitoring+to+Analyze+Spinal+Cord+Microcirculation+in+Rat.">Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat.</a> Journal of Visualized Experiments. (135), e56243 (2018).</li><li>Zhang, D., Li, S., Wang, S., Ma, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+the+effect+of+a+gastric+ischemia-reperfusion+model+with+laser+Doppler+blood+perfusion+imaging.">An evaluation of the effect of a gastric ischemia-reperfusion model with laser Doppler blood perfusion imaging.</a> Lasers in Medical Science. 21 (4), 224-228 (2006).</li><li>Fitzal, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulatory+changes+after+prolonged+ischemia+in+the+epigastric+flap.">Circulatory changes after prolonged ischemia in the epigastric flap.</a> Journal of Reconstructive Microsurgery. 17 (7), 535-543 (2001).</li></ol>

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...

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 sygdom2,3,4. Flere andre reumatologiske tilstande og diabetes kan også føre til forstyrret og utilstrækkelig hudmikrocirkulation til at helbrede sår5,6. 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.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Black nonreflective material</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Fabric store, black neoprene recommended by company</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>F/air cannister</td>
			<td>A.M. Bickford Inc</td>
			<td>80120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Homeothermic blanket with rigid metal probe</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td></td>
			<td>Also comes with flexible probe, but this is less durable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane Anesthesia machine</td>
			<td>Drager</td>
			<td></td>
			<td>Multiple manufacturers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane induction chamber</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>941444</td>
			<td>2 L chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Moor laser Doppler perfusion imager</td>
			<td>Moor Instruments</td>
			<td>MoorLDI2-IR</td>
			<td>Higher resolution imager (MoorLDI2-HIR)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Anesthesia nose cone</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Multiple manufacturers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nair</td>
			<td>Nair</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen tank</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Multiple manufacturers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgilube</td>
			<td>Multiple distributors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laser doppler perfusion imaging in the mouse hindlimb

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.

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 ...

Watch this Scientific Journal Video about Laser Doppler Perfusion Imaging in the Mouse Hindlimb at JoVE.com

Laser Doppler Perfusion Imaging in the Mouse Hindlimb

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

Laser Doppler Perfusion Imaging i musen hindlimb

Blood flow recovery is a critical outcome measure after experimental hindlimb ischemia or ischemia-reperfusion. Laser Doppler perfusion imaging (LDPI) is ...

Hudsår med utilstrækkelig sårheling er en førende årsag til amputation hos mennesker. Tilstrækkelig sårheling kræver højere niveauer af arteriel profusion, der er nødvendige for at opretholde intakt hud, som er kompromitteret hos patienter med perifer arteriel sygdom. Flere andre reumatologiske tilstande og diabetes kan også føre til forstyrret og utilstrækkelig hud mikrocirkulation til at helbrede sår.Mange diabetikere har samtidig perifer arteriel sygdom, placere dem på særligt høj risiko for amputation. Laser Doppler perfusion billeddannelse eller LDPI bruges 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 klapper. LDPI-systemet projicerer en laveffektlaserstråle, der afbøjes af et scanningsspejl for at bevæge sig over en region af interesse.Dette adskiller sig fra laser Doppler flowmetri, som giver en perfusionsmåling for det lille vævsområde i direkte kontakt med flowmetrisonden. 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 til 1 millimeter, hvilket betyder, at der for det meste vurderes dermal perfusion.Dermal flow kan ændres ved hudtemperatur og det sympatiske nervesystem, som kan blive påvirket af forskellige bedøvelsesmidler. Målinger fra den optiske laser påvirkes også af omgivende lysforhold, hudpigmentering og kan blokeres af overliggende pels eller hår. LDPI er den mest anvendte forskningsteknik til at overvåge profusionsgendannelse efter iskæmi, fordi det ikke er invasivt, 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. Blodgennemstrømning efter hindlimb iskæmi målt ved LDPI korrelerer godt med sikkerhedsstillelse arterie udvikling, når de vurderes på andre måder såsom microfill støbning eller mikro CT. Målet med denne protokol er at demonstrere vurderingen af hindlimb perfusion ved hjælp af LDPI. Juster scannerhøjden, så afstanden til scanningspersonen er ca. 30 centimeter.Tænd billedbilledet, og start den tilknyttede software. Åbn måleprogrammet. Hvis softwaren kommunikerer korrekt med scanneren, vises advarslen om, at den infrarøde laser tændes.Juster scannerindstillingerne, så de passer til baggrundsmaterialet og belysningsopsætningen i rummet. Indstil baggrundstærsklen ved at pege laserstrålen mod det sorte baggrundsmateriale, og tryk på Auto BK Set. Opsæt isoflurane induktionskammeret med passende scavenging af affaldsgas.Placering af induktionskammeret på en opvarmningspude vil hjælpe med at forhindre tab af musetemperatur under anæstesiinduktion. Tænd for det hjemmedyrkede tæppe, som er placeret i scanningsområdet under en ikke-reflekterende overflade. I dette tilfælde et sort neoprenstof.Den homeothermic tæppe er indstillet til at opretholde en kropstemperatur på 37 grader Celsius. Placer temperatursonden og smøremidlerne, så de er klar til indsættelse. Placer anæstesi ansigtsmaske og scavenging system i scanningsområdet så godt.Bedøve musen med en isoflurane vaporizer. Ilthastigheden er indstillet til en liter pr. Minuts flow. Og isofluranen er justeret til 4% for anæstesiinduktion.Strømmen er tændt til anæstesiinduktionskammeret, og musens vejrtrækningshastighed vil bremse. Tilstrækkelig anæstesi opnås, når musen mister sin ret til refleks. Overfør musen til en bedøvelse maske næse kegle med tilhørende affaldsgas scavenger og justere isoflurane til 1,5%Dette anæstesi niveau er generelt tilstrækkelig til at holde musen liggende relativt stille under scanning, men er ikke beregnet til at give kirurgiske niveauer af anæstesi.Så dybden af anæstesi er ikke kontrolleret. Ændring af isoflurane niveau forårsager ændringer i puls, åndedræt, og dermal profusion. Så en konsekvent procentdel bør anvendes i hele enhver tid kursus eksperiment og for alle eksperimentelle.Alternative bedøvelsesteknikker, såsom IP-injektion af ketamin xylazin, kan også anvendes, men den samme bedøvelsesteknik bør anvendes under alle tidsstudier, da forskellige bedøvelsesmidler påvirker dermal profusion forskelligt. Hvis den planregion, der skal scannes, er dækket af pels, skal du bruge en lille elektrisk trimmer og/eller depilatorisk creme til at fjerne håret fra det område, der er af interesse. Depilatory cremer bør fjernes helt og musen huden tørret før scanning som våd hud kan forårsage refleksioner fra laser Indsæt smurt rektal temperatur sonde forbundet med den homeothermic tæppe i musen endetarmen.Ekvilibrer musetemperaturen efter ønske om scanningstemperatur, 37 grader Celsius. Dette kan tage op til fem til 10 minutter. Vælg Scanneropsætning, som du kan få adgang til i den øverste menu eller fra ikonet Scanneropsætning.Scanningsområdet skal justeres ved at ændre X- og Y-koordinaterne for at imødekomme interesseområdet. Scanningshastigheden afhænger af scanningsopløsningen. Højere opløsning vil resultere i længere scanningstider.Til gentagen scanning, der fokuserer på global overflod, i modsætning til højere opløsning med fokus på anatomisk perfusion, er den højeste scanningshastighed på fire millisekunder pr. Pixel tilstrækkelig. Hvis du udfører gentagne scanninger, skal du vælge fanen Gentag og Linjescanning. Antallet af scanninger kan ændres.I dette tilfælde tre scanninger samt gentagelsesintervallet. Den mindste tid for gentagelsesintervallet er de anslåede scanningstider, der vises i det nedtonede område til højre for boksen, bestemt af scanningsområdet og scanningsopløsningen. Tilføjelse af et par sekunder giver brugeren mulighed for at holde pause og potentielt flytte musen, hvis det er nødvendigt mellem scanninger.Den samlede scanningstid i dette tilfælde er tre minutter og 21 sekunder. Vælg fanen Billedscanning, og vælg knappen Marker. Dette vil få laseren til at skitsere scanningsområdet.Juster musepositionen, så det mål, der skal scannes, er inden for det markerede område. Start gentagen måling ved at vælge ikonet Gentag scanning og trykke på knappen Afspil for at starte scanningen. Der vises et pop op-vindue, der bekræfter scanningsafstanden.Klik på OK for at starte scanningen. Den første scanning af en mus før induktion af hindlimb iskæmi er vist i realtid. Den anden og tredje gentage scanninger accelereres til 16x hastighed.Hovedvinduet viser resultaterne af scanningen, da den genereres af softwaren. Indsat nederst til højre viser laserscanning musens fodpuder. For footpad eller footpad og dorsal kalv scanning, tilbøjelige positionering med bagben forlænget mod halen giver en mere konsekvent region af interesse i liggende positionering.Lårpulsåren, saphenous arterie og sikkerhedsstillelse er meget tæt på den ventrale overflade af låret og kalven. Så liggende positionering foretrækkes, hvis du bruger disse regioner af interesse. Overvåg musen under scanning efter musebevægelser.Hvis musen bevæger sig tilstrækkeligt, at fodfåtterne ikke længere er i scanningsområdet midt i en scanning, skal du genstarte scanningen. Små variationer i musefodpudepositionen kan indkvarteres i analysesoftwaren. Overvåg også musetemperaturen under scanningsprocessen, da den kan svinge selv ved brug af det hjemmetermiske tæppe.Hvis der er for meget variation i musetemperaturen, kan dette resultere i betydelig variation mellem scanninger. Generelt vil et temperaturområde på 36,8 til 37,2 resultere i acceptable data. Gem den hentede scanning under vinduet Gem som med et filnavn, der indeholder muse-id og tidspunkt for at gøre det nemmere at analysere data.Angiv muse- og tidspunktsoplysninger, hvis det ønskes, i vinduet Emnedetaljer. Ventral hindlimb scanning med musen i liggende position er vist her efter justering af scanningsområdet. Bemærk, at forslaget med musen liggende resulterer i en variabel del af den side af foden bliver scannet.Fjern rektaltemperatursonden og desinficer den med 70% ethanol, så den er klar til den næste mus. Reducer isoflurane til 0%Musen vil komme sig hurtigere, hvis den fortsætter med at modtage ilt, men den kan også genvindes uden supplerende ilt. Lad musen komme sig fra anæstesi til det punkt, hvor den viser en højrerefleks ved at vende fra liggende stilling til den udsatte position, før den returneres til buret.Recovery kan udføres enten på et varmetæppe til isoflurane, da genopretningen er meget hurtig eller i et varmt genopretningsbur til ketamin xylazin. Åbn softwareprogrammet til billedgennemsyn. Der åbnes et nyt vindue til gennemsyn af scanninger.Gå til menuen Filer, Åbn, og find den gemte fil. Vælg roi-ikonet på værktøjslinjen. Vælg ikonet Tilføj polygon.Spor et område rundt om det område, der er af interesse, ved hjælp af musen. Når du er færdig, skal du gå tilbage til værktøjslinjen og vælge ikonet Statistik. Dette vil bringe et vindue op, der viser statistikker fra interesseregionen.Ved datagennemgang varierer middelforsynsenheden eller PU-værdierne ikke mere end 100 til 150 CPU'er over de gentagne scanninger for hver fodblok. Dette er en acceptabel scanning og angiver, at musen var godt ekvilibreret under scanningen. Gennemsnitlige PU-værdier med variation på over 100 til 150 CPU'er, hvilket svarer til mere end 10% af den gennemsnitlige perfusion for en ikke-betjent musefodpude over de gentagne scanninger, tyder på, at musen ikke var godt ekvilibreret, og en gentagelsesscanning anbefales kraftigt.Udførelse af en hurtig analyse umiddelbart efter scanningen er afsluttet gør det muligt at udføre en gentagelsesscanning, mens musen stadig bedøves, og undgå at miste et datapunkt, der kan opstå, hvis scanningerne analyseres på et senere tidspunkt, og en scanning anses for uacceptabel på grund af betydelig variation mellem de gentagne scanninger. Resultaterne udtrykkes som et forhold mellem kirurgisk baglimb overflod over kontrol hindlimb perfusion som mus i første omgang vasodilat og derefter udvikle deres iboende sikkerhedsstillelse, blodgennemstrømningen opsving ved LDPI bør ses over en post-operative tid kursus. Graden af genopretning afhænger af musestammen og sværhedsgraden af hindlimb iskæmimodellen.Dette tal viser en afsluttet tid kursus eksperiment over 28 dage, hvor LDPI blev brugt til at måle footpad blodgennemstrømning opsving over tid efter lårarterie ligation og P27 knockout og vilde type C57Bl/ 6 mus. Begge P27 knockout i vilde type mus havde nedsat blodgennemstrømning opsving, når de behandles med oral doxycyclin, en generaliseret matrix metalloproteinases hæmmer, tyder på, at MMP aktivitet letter arteriogenese. Gevinstopsætningen og baggrundstærsklen skal holdes konstant for hele tidsforløbseksperimentet.Hvis baggrundstærsklen er indstillet for lavt, vil scanning af baggrundsmaterialet resultere i lave overflodsværdier. Dette vil resultere i, at baggrundsprofusionsværdierne beregnes i gennemsnit i interesseregionen under polygonvalg. For at løse dette problem kan baggrundsgrænsen justeres i vinduet Scanneropsætning under fanen Generelt.I dette tilfælde resulterer en forøgelse af baggrundstærsklen til 118 profusionsenheder i den grå baggrund, der ikke vil blive inkluderet i nogen analyse. Paletten eller farveskalaen for fluxbilledet kan justeres både i målesoftwaren og billedgennemgangssoftwaren. Alle profusionsværdier, der er større end den maksimale værdi på skalaen, vises som den højeste overflodsfarve.I dette tilfælde, rød. For at øge det dynamiske område vil en ændring af skalaen til mellem nul og 1500 f.eks. gøre gentagelsesscanningsvariationen mere tydelig for øjet, da områder, der måler mellem 1000 og 1500 profusionsenheder, nu vises ved hjælp af farvegradienten i stedet for alle at blive vist som røde. Scanningen vist her blev opnået i en mus, hvis kerne kropstemperatur var oprindeligt under 36,8 i starten af den gentagne scanning og derefter steg i løbet af de gentagne scanninger.Bemærk, at kontrol footpad gennemsnitlige overflod var mere påvirket af den koldere kerne kropstemperatur end den iskæmiske footpad. En enkelt scanning af den køligere kropstemperatur ville have resulteret i, at der blev registreret et højere profusionsforhold for dette datapunkt. Variation i musens hudpigmentering, som det kan ses med C57Bl/6 mus, kan resultere i, at scanningsområdet ligger under baggrundstærsklen, hvilket vil gøre det vanskeligt at analysere interesseområder, der indeholder pigmenterede områder.Musens fodpuder generelt har ikke hyperpigmentering, hvilket gør dette til det mest bekvemme område at scanne for denne musebelastning. Hvis forskeren ønsker at studere ventral hindlimb, skal der vælges en hvid musestamme. LDPI er en effektiv, let udført, og repeterbar metode til måling af hindlimb dermal profusion som en afspejling af den samlede arteriel perfusion.Der kræves en ensartet teknik, når du bruger LDPI til at hente pålidelige data.

Research

JoVE Journal

Medicine

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion (MCAO) Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Intraluminal Middle Cerebral Artery Occlusion MCAO Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Mice

Stroke is the third leading cause of death and the leading cause of disability in the world, with an estimated cost of near $70 billion 
in the United ...

Retrograde Perfusion and Filling of Mouse Coronary Vasculature as Preparation for Micro Computed Tomography Imaging

Retrograd perfusion og påfyldning af Mouse koronar kar som forberedelse til Micro Computed Tomography Imaging

Visualization of the vasculature is becoming increasingly important for understanding many different disease states. While several techniques exist for ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Endothelin-1-induceret mellem-cerebral arterieokklusion Model for iskæmisk slagtilfælde med laser-doppler-flowmetri Vejledning i Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Osmotisk Drug Delivery til Iskæmisk bagbensknogler og perfusion af kar med Microfil for Micro-computertomografi Imaging

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Technical Aspects of the Mouse Aortocaval Fistula

Tekniske aspekter af Mouse Aortocaval Fistula

Technical aspects of creating an arteriovenous fistula in the mouse are discussed. Under general anesthesia, an abdominal incision is made, and the aorta ...

Combined Intravital Microscopy and Contrast-enhanced Ultrasonography of the Mouse Hindlimb to Study Insulin-induced Vasodilation and Muscle Perfusion

Kombineret Intravital mikroskopi og kontrast-forstærket ultralyd af musen Hindlimb at studere Insulin-induceret vasodilatation og muskel Perfusion

It has been demonstrated that insulin's vascular actions contribute to regulation of insulin sensitivity. Insulin's effects on muscle perfusion regulate ...

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (LA-ICP-MS)

Imaging Metals in Brain Tissue by Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry LA-ICP-MS

Imaging Metaller i hjernevæv fra Laser Ablation - induktivt koblet plasma - massespektrometri (LA-ICP-MS)

Metals are found ubiquitously throughout an organism, with their biological role dictated by both their chemical reactivity and abundance within a ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

Hjerte Magnetic Resonance Imaging på 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Laser Doppler: A Tool for Measuring Pancreatic Islet Microvascular Vasomotion In Vivo

Laser Doppler: Et værktøj til måling af pancreas Islet mikrovaskulære hjerte In Vivo

As a functional status of microcirculation, microvascular vasomotion is important for the delivery of oxygen and nutrients and the removal of carbon ...

Assessing Therapeutic Angiogenesis in a Murine Model of Hindlimb Ischemia

Vurdering af terapeutisk angiogenese i en murine model af baglemmer iskæmi

Critical limb ischemia (CLI) is a serious condition that entails a high risk of lower limb amputation. Despite revascularization being the gold-standard ...