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 arbeidet ble utført med bruk av fasiliteter og ressurser ved VA Puget Sound Health Care Center. Arbeidet er forfatterens og gjenspeiler ikke nødvendigvis stillingen eller politikken til departementet for veteransaker eller usAs regjering. Dr Tang er for tiden finansiert via VA (Merit 5 I01 BX004975-02).

Dyreforsøk ble utført i henhold til en protokoll godkjent av University of Washington Institutional Animal Care and Use Committee.
1. Klargjøring av skanner
<ol><li>Juster skannerhøyden slik at avstanden til det skannede motivet er ca. 30 cm.</li>
	<li>Slå på imageren og start den tilknyttede programvaren.</li>
	<li>Åpne måleprogrammet. Hvis programvaren kommuniserer riktig med skanneren, vises advarselen om at den infrarøde laseren slås på.</li>
	<li>Kalibrer ma...

<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>

Konsistent teknikk er avgjørende for å oppnå pålitelige resultater med LDPI. De samme bedøvelses- og temperaturinnstillingene, museposisjonen og interesseområdet bør brukes gjennom hele tidsforløpet. Ulike bedøvelsesmidler vil resultere i høyere eller lavere perfusjonsverdier9. Isofluran anestesi er praktisk på grunn av sin raske utbrudd og fremvekst samt generell sikkerhet. En konsekvent prosentandel av isofluran bør brukes som dybde av anestesi med dette vasodilatoriske middelet kan ...

Sårdannelse i huden med utilstrekkelig sårheling er en ledende årsak til amputasjoner hos mennesker1. Tilstrekkelig sårheling krever høyere nivåer av arteriell perfusjon enn det som trengs for å opprettholde intakt hud, som er kompromittert hos pasienter med perifer arteriell sykdom2,3,4. Flere andre revmatologiske tilstander og diabetes kan også føre til forstyrret og utilstrekkelig hudmikrosirkulasjon for å helbrede sår5,6. Mange diabetespasienter har samtidig perifer arteriell sykdom, noe som gir dem spesielt høy risiko for amputasjon. Laser Doppler perfusjonsavbildning (LDPI) brukes i kliniske situasjoner for å evaluere hudens mikrosirkulasjon, samt i forskningssituasjoner for å evaluere blodstrøm og blodstrømsgjenoppretting etter eksperimentell bakbens iskemi, iskemi-reperfusjon og mikrokirurgiske klaffer7.
LDPI-systemet projiserer en laserstråle med lavt strømforbruk som avbøyes av et skannespeil for å bevege seg over en interesseregion. Dette adskiller seg fra Laser Doppler flowmetry, som gir en perfusjonsmåling for det lille vevsområdet i direkte kontakt med flowmetry sonde8. Når laserstrålen samhandler med å bevege blod i mikrovaskulaturen, gjennomgår den et Doppler-frekvensskift, som er foto oppdaget av skanneren og konvertert til vilkårlige perfusjonsenheter. Fordi LDPI er en lysbasert teknikk, er den begrenset når det gjelder penetrasjonsdybde til 0,3-1 mm, noe som betyr at dermal perfusjon for det meste vurderes7. Dermal strømning kan endres av hudtemperatur og det sympatiske nervesystemet, som kan påvirkes av ulike bedøvelsesmidler9. Målinger fra den optiske laseren påvirkes også av omgivelseslysforhold, hudpigmentering, og kan blokkeres av overlysende pels eller hår7.
LDPI er den mest brukte forskningsteknikken for å overvåke perfusjonsgjenoppretting etter iskemi fordi den ikke er invasiv, krever ikke kontrastadministrasjon, og har raske skannetider som tillater datainnsamling på flere dyr. Dette gjør det ideelt å bidra til å avgjøre om behandlinger rettet mot terapeutisk arteriogenese eller angiogenese er effektive i små dyremodeller. Blodstrømsgjenvinning etter bakbens iskemi målt ved LDPI korrelerer godt med sikkerhetsarterieutvikling når den vurderes på andre måter, for eksempel Mikrofilstøping eller mikro-CT10,11. Målet med denne protokollen er å demonstrere vurderingen av bakbensperfusjon ved hjelp av 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

Blodstrømsgjenoppretting er et kritisk resultatmål etter eksperimentell bakbens iskemi eller iskemirefusjon. Laser Doppler perfusjonsavbildning (LDPI) er en vanlig, ikke-invasiv, repeterbar metode for å vurdere blodstrømsgjenoppretting. Teknikken beregner den totale blodstrømmen i prøvevevet fra Doppler-frekvensskiftet forårsaket når en laser treffer bevegelige røde blodlegemer. Målinger uttrykkes i vilkårlige perfusjonsenheter, slik at de kontralaterale ikke-intervenerte på benet vanligvis brukes til å kontrollere målinger. Måledybden er i området 0,3-1 mm; For hindlimb iskemi betyr dette at dermal perfusjon vurderes. Dermal perfusjon er avhengig av flere faktorer – viktigst av alt hudtemperatur og bedøvelsesmiddel, som må kontrolleres nøye for å resultere i pålitelige avlesninger. Videre kan hår- og hudpigmentering endre laserens evne til enten å nå eller trenge inn i dermis. Denne artikkelen demonstrerer teknikken til LDPI i musen hindlimb.

Vellykket LDPI bør resultere i konsekvente gjentatte målskanninger, med ikke mer enn 100-150 perfusjonsenhetsvariasjon (tilsvarende omtrent 10% av den vanlige gjennomsnittlige perfusjonen for musens fotpute) mellom de tre skanningene (figur 2). Som vist i figur 2, hjelper gjentatte skanninger med å fastslå at musen er riktig likevektet slik at iskemisk / kontrollforholdet best gjenspeiler den underliggende blodstrømmen i motsetning til variasjon i dermal pe...

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 presenterer vi en protokoll som demonstrerer teknikken og nødvendige kontroller for Laser Doppler perfusjonsavbildning for å måle blodstrømmen i musens bakben.

Laser Doppler perfusjon bildebehandling i musen hindlimb

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

Sårdannelse i huden med utilstrekkelig sårtilheling er en ledende årsak til amputasjon hos mennesker. Tilstrekkelig sårheling krever høyere nivåer av arteriell profusion som trengs for å opprettholde intakt hud, som er kompromittert hos pasienter med perifer arteriell sykdom. Flere andre revmatologiske tilstander og diabetes kan også føre til forstyrret og utilstrekkelig hudmikrosirkulasjon for å helbrede sår.Mange diabetespasienter har samtidig perifer arteriell sykdom, noe som gir dem spesielt høy risiko for amputasjon. Laser Doppler perfusjon avbildning eller LDPI brukes i kliniske situasjoner for å evaluere hudens mikrosirkulasjon samt i forskningssituasjoner for å evaluere blodstrøm og blodstrøm utvinning etter eksperimentell hindlimb iskemi, iskemi reperfusjon og mikrokirurgiske klaffer. LDPI-systemet projiserer en laveffekts laserstråle som avbøyes av et skannespeil for å bevege seg over en interesseregion.Dette adskiller seg fra laser Doppler flowmetry, som gir en perfusjonsmåling for det lille vevsområdet i direkte kontakt med flowmetry-sonden. Når laserstrålen samhandler med bevegelig blod i mikrovaskulaturen, gjennomgår den et Doppler-frekvensskift som er foto oppdaget av skanneren og konvertert til vilkårlige perfusjonsenheter. Fordi LDPI er en lysbasert teknikk, er den begrenset når det gjelder penetrasjonsdybde til 0,3 til 1 millimeter, noe som betyr at dermal perfusjon for det meste vurderes.Dermal strømning kan endres av hudtemperatur og det sympatiske nervesystemet, som kan påvirkes av ulike bedøvelsesmidler. Målinger fra den optiske laseren påvirkes også av omgivelseslysforhold, hudpigmentering og kan blokkeres av overlysende pels eller hår. LDPI er den mest brukte forskningsteknikken for å overvåke profusion recovery etter iskemi fordi det ikke er invasivt, krever ikke kontrastadministrasjon, og har raske skannetider som tillater datainnsamling på flere dyr.Dette gjør det ideelt å bidra til å avgjøre om behandlinger rettet mot terapeutisk arteriogenese eller angiogenese er effektive i små dyremodeller. Blodstrømsgjenvinning etter bakbens iskemi målt ved LDPI korrelerer godt med sikkerhetsarterieutvikling når den vurderes på andre måter, for eksempel mikrofyllingsstøping eller mikro-CT. Målet med denne protokollen er å demonstrere vurderingen av bakbensperfusjon ved hjelp av LDPI. Juster skannerhøyden slik at avstanden til skannemotivet er ca. 30 centimeter.Slå på imageren og start den tilknyttede programvaren. Åpne måleprogrammet. Hvis programvaren kommuniserer riktig med skanneren, vises advarselen om at den infrarøde laseren slås på.Juster skannerinnstillingene slik at de passer for bakgrunnsmaterialet og belysningsoppsettet i rommet. Still inn bakgrunnsterskelen ved å peke laserstrålen mot det svarte bakgrunnsmaterialet og trykk på Automatisk BK-sett. Sett opp isofluraninduksjonskammeret med passende scavenging av avfallsgass.Plassering av induksjonskammeret på en oppvarmingspute vil bidra til å forhindre tap av musetemperatur under anestesiinduksjon. Slå på det homeothermic teppet, som er plassert i skanneområdet under en ikke-reflekterende overflate. I dette tilfellet et svart neoprenstoff.Det homeothermic teppet er satt til å opprettholde en kroppstemperatur på 37 grader Celsius. Plasser temperatursonden og smøremidlene slik at de er klare til innsetting. Plasser anestesi ansiktsmaske og scavenging system inn i skanneområdet også.Bedøv musen med en isofluran fordamper. Oksygenhastigheten er satt til en liter per minutt strømning. Og isofluranen er justert til 4% for anestesiinduksjon.Strømmen er slått på anestesiinduksjonskammeret, og musens pustehastighet vil avta. Tilstrekkelig anestesi oppnås når musen mister sin rett refleks. Overfør musen til en bedøvelsesmaske nese kjegle med festet avfall gass scavenger og justere isofluran til 1,5%Dette anestesinivået er generelt tilstrekkelig til å holde musen liggende relativt stille under skanning, men er ikke ment å gi kirurgiske nivåer av anestesi.Så dybden av anestesi er ikke sjekket. Endring av isoflurannivået forårsaker endringer i hjertefrekvens, åndedrett og dermal profusion. Så en konsekvent prosentandel bør brukes gjennom ethvert tidskurseksperiment og for alle eksperimentelle.Alternative bedøvelsesteknikker, som IP-injeksjon av ketamin xylazin, kan også brukes, men den samme bedøvelsesteknikken bør brukes gjennom hele tidskursstudien, da forskjellige bedøvelser påvirker dermal profusion annerledes. Hvis planområdet av interesse som skal skannes er dekket av pels, bruk en liten elektrisk trimmer og / eller depilatorisk krem for å fjerne håret fra interesseområdet. Depilatoriske kremene skal fjernes helt og musehuden tørkes før skanning, da våt hud kan forårsake refleksjoner fra laseren Sett inn den smurte rektaltemperatursonden som er forbundet med det hjemmetermiske teppet i musens endetarm.Likevekt musetemperaturen for å ønske skannetemperatur, 37 grader Celsius. Dette kan ta opptil fem til ti minutter. Velg Skanneroppsett som du har tilgang til fra den øverste menyen eller fra skanneroppsettikonet.Skanneområdet bør justeres ved å endre X-, Y-koordinatene for å imøtekomme interesseområdet. Skannehastigheten avhenger av skanneoppløsningen. Høyere oppløsning vil resultere i lengre skannetider.For gjentatt skanning, med fokus på global profusion, i motsetning til høyere oppløsning med fokus på anatomisk perfusjon, er den høyeste skannehastigheten på fire millisekunder per piksel tilstrekkelig. Hvis du utfører gjentatte skanninger, velger du kategorien Gjenta og linjeskanning . Antall skanninger kan endres.I dette tilfellet tre skanninger, samt repetisjonsintervallet. Minimumstiden for repetisjonsintervallet vil være de estimerte skannetidene som vises i det nedtonede området til høyre for boksen, bestemt av skanneområde og skanneoppløsning. Hvis du legger til noen sekunder, kan brukeren stanse midlertidig og potensielt omplassere musen om nødvendig mellom skanninger.Den totale skannetiden i dette tilfellet er tre minutter og 21 sekunder. Velg kategorien Bildeskanning, og velg Merk-knappen. Dette vil føre til at laseren skisserer skanneområdet.Juster museposisjonen slik at målet som skal skannes, er innenfor det merkede området. Start gjentatt måling ved å velge ikonet Gjenta skanning og trykke på Spill av-knappen for å starte skanningen. Et popup-vindu som bekrefter skanneavstand, vises.Klikk OK for å starte skanningen. Den første skanningen av en mus før induksjon av hindlimb iskemi er vist i sanntid. Den andre og tredje repetisjonsskanningen akselereres til 16x hastighet.Hovedvinduet viser resultatene av skanningen som den genereres av programvaren. Innfellingen nederst til høyre viser laseren som skanner musefotputene. For fotpute eller fotpute og dorsal kalveskanning gir utsatt posisjonering med bakbenene utvidet mot halen en mer konsistent interesse for liggende posisjonering.Lårarterien, saphenous arterien og sikkerheter er svært nær den ventrale overflaten av låret og kalven. Så liggende posisjonering er å foretrekke hvis du bruker disse interesseområdene. Overvåk musen under skanning for musebevegelse.Hvis musen beveger seg tilstrekkelig til at fotputene ikke lenger er i skanneområdet midt i en skanning, starter du skanningen på nytt. Små variasjoner i musens fotputeposisjon kan innkvarteres i analyseprogramvare. Overvåk også musetemperaturen under skanneprosessen, da den kan variere selv ved bruk av det homeothermic teppet.Hvis det er for stor variasjon i musetemperaturen, kan dette føre til betydelig variasjon mellom skanningene. Generelt vil et temperaturområde på 36,8 til 37,2 resultere i akseptable data. Lagre den registrerte skanningen under Lagre som-vinduet med et filnavn som inneholder museidentifikator og tidspunkt for enklere dataanalyse.Skriv inn detaljer om mus og tidspunkt hvis du ønsker det, i Emnedetaljer-vinduet. Ventral bakbensskanning med musen i liggende stilling vises her etter justering av skanneområdet. Legg merke til at forslaget med musens liggende resulterer i at en variabel del av siden av foten skannes.Fjern rektal temperatursonden og desinfiser den med 70% etanol slik at den er klar for neste mus. Reduser isofluran til 0%Musen vil gjenopprette raskere hvis den fortsetter å motta oksygen, men den kan også gjenopprettes uten ekstra oksygen. La musen gjenopprette fra anestesi til det punktet hvor den viser en høyre refleks ved å bla fra liggende posisjon til utsatt posisjon før du returnerer den til buret.Utvinning kan utføres enten på et varmeteppe for isofluran, siden utvinningen er veldig rask eller i et varmt gjenopprettingsbur for ketamin xylazine. Åpne programmet for bildebehandlingsgjennomgang. Et nytt vindu for gjennomgang av skanninger åpnes.Gå til Fil-menyen, Åpne og finn den lagrede filen. Velg avkastningsikonet på verktøylinjen. Velg ikonet Legg til mangekant.Spor et område rundt området av interesse ved hjelp av musen. Når du er ferdig, går du tilbake til verktøylinjen og velger Statistikk-ikonet. Dette vil få opp et vindu som viser statistikk fra interesseområdet.Ved datagjennomgang varierer ikke gjennomsnittlig profusion-enhet, eller PU, verdier mer enn 100 til 150 PUer over de gjentatte skanningene for hver fotpute. Dette er en akseptabel skanning og indikerer at musen var godt likevektet under skanningen. Gjennomsnittlige PU-verdier med variasjon større enn 100 til 150 PUer, som tilsvarer mer enn 10 % av gjennomsnittlig perfusjon for en ikke-operert musefotpute over de gjentatte skanningene, indikerer at musen ikke var godt likevektet, og en gjentatt skanning anbefales på det sterkeste.Hvis du utfører en rask analyse umiddelbart etter at skanningen er fullført, kan en gjentatt skanning utføres mens musen fremdeles er bedøvet og unngå å miste et datapunkt som kan oppstå hvis skanningene analyseres på et senere tidspunkt, og en skanning anses som uakseptabel på grunn av betydelig variasjon mellom de gjentatte skanningene. Resultatene uttrykkes som et forhold mellom kirurgisk bakbens profusion over kontroll hindlimb perfusjon som mus i utgangspunktet vasodilat og deretter utvikle sine iboende sikkerheter, blodstrøm utvinning av LDPI bør sees over en postoperativ tidsforløp. Graden av utvinning er avhengig av musestammen og alvorlighetsgraden av den bakre iskemimodellen.Denne figuren viser et fullført tidskurseksperiment over 28 dager der LDPI ble brukt til å måle utvinning av fotputeblodstrøm over tid etter femoral arterieligasjon og P27 knockout og wild type C57Bl/6 mus. Både P27 knockout i vill type mus hadde svekket blodstrømmen utvinning når behandlet med oral doxycyklin, en generalisert matrise metalloproteinases inhibitor, noe som tyder på at MMP aktivitet letter arteriogenese. Forsterkningsoppsettet og bakgrunnsterskelen bør holdes konstant for hele tidskurseksperimentet.Hvis bakgrunnsterskelen er satt for lavt, vil skanning av bakgrunnsmaterialet resultere i lave profusionverdier. Dette vil resultere i at bakgrunns profusion verdiene blir gjennomsnittet inn i regionen av interesse under polygon utvalg. For å eliminere dette problemet kan bakgrunnsterskelen justeres i vinduet Skanneroppsett under kategorien Generelt .I dette tilfellet resulterer økning av bakgrunnsterskelen til 118 profusionenheter i den grå bakgrunnen som ikke vil bli inkludert i noen analyse. Paletten eller fargeskalaen for flux-bildet kan justeres både i måleprogramvaren og i bildegjennomgangsprogramvaren. Alle profusionverdier som er større enn maksimumsverdien på skalaen, vises som den høyeste profusionfargen.I dette tilfellet, rød. Hvis du for eksempel øker det dynamiske området, endres skalaen til fra null til 1500, vil det gjøre variasjonen i gjentatt skanning tydeligere for øyet ettersom områder som måler mellom 1000 og 1500 profusionenheter nå vises ved hjelp av fargegradienten i stedet for at alle vises som røde. Skanningen vist her ble oppnådd i en mus hvis kjerne kroppstemperatur i utgangspunktet var under 36,8 ved starten av den gjentatte skanningen og deretter økt over de gjentatte skanningene.Legg merke til at kontrollfotputens gjennomsnittlige profusion ble mer påvirket av den kaldere kroppstemperaturen enn den iskemiske fotputen. En enkelt skanning av den kjøligere kroppstemperaturen ville ha resultert i at et høyere profusionforhold ble registrert for dette datapunktet. Variasjon i mushudpigmentering, som kan sees med C57Bl/6 mus, kan føre til at skanneområdet er under bakgrunnsterskelverdien som vil gjøre det vanskelig å analysere interesseområder som inneholder pigmenterte områder.Musens fotputer generelt har ikke hyperpigmentering, noe som gjør dette til det mest praktiske området å skanne etter denne musestammen. Hvis forskeren ønsker å studere det ventrale bakbenet, bør en hvit musestamme velges. LDPI er en effektiv, lett utført og repeterbar metode for måling av bakbens dermal profusion som en refleksjon av generell arteriell perfusjon.Konsekvent teknikk er nødvendig når du bruker LDPI for å få pålitelige 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 perfusjon og Fylling av Mouse Coronary blodkar som forberedelse for Micro Datatomografiscanning 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

Endotelin-1 Induced Middle Cerebral arterieokklusjon Modell for iskemisk slag med laser Doppler Flowmetry Veiledning 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 iskemisk bakbena og perfusjon av blodkar med Microfil for Micro-CT 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 ved Mouse Aortocaval Fistel

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

Kombinert Intravital mikroskopi og kontrast forbedret Ultrasonography av mus-Hindlimb for å studere Insulin-indusert vasodilatasjon og muskel perfusjon

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 hjernevev med laser ablasjon - 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

CARDIAC magnetisk resonans 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 verktøy for måling bukspyttkjertelen Holme mikrovaskulær Vasomotion i 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 av terapeutiske angiogenese i en murine modell av Hindlimb bentap ischemia

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