Name: deep vascular imaging in the eye with flow-enhanced ultrasound
Uploaded: 2021-10-04T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Deep Vascular Imaging in the Eye with Flow-Enhanced Ultrasound at JoVE.com

Dette arbejde har modtaget støtte fra Carlsbergfondet (CF17-0778; CF18-0658), Lundbeckfonden (R324-2019-1470; R346-2020-1210), Velux Fondene (00022458), A.P. Møller Fonden til Fremme af Lægevidenskaben, EU's Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram under Marie Skłodowska-Curie-bevillingsaftalen (nr. 754513) og Aarhus Universitets Forskningsfond.

Nedenstående protokol er udført med tilladelse fra Styrelsen for Dyreforsøg under Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri, Fødevarestyrelsen (Tilladelsesnummer 2016-15-0201-00835).
1. Anæstesi og ultralydsmedium
<ol><li>Anæstesi forskningsdyret. BEMÆRK: Type og dosis af passende anæstesi er meget artsafhængige. Generelt er nedsænkningsbaserede anæstetika såsom MS-222 (ethyl 3-aminobenzoatmethansulfonsyre), benzocain (ethyl 4-aminobenzoat) og propofol (2,6-diisopropylph...

<ol>
	<li>Yu, C. Q., Schwab, I. R., Dubielzig, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feeding+the+vertebrate+retina+from+the+Cambrian+to+the+Tertiary.">Feeding the vertebrate retina from the Cambrian to the Tertiary.</a> Journal of Zoology. 278 (4), 259-269 (2009).</li><li>Yu, D. Y., Cringle, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+distribution+and+consumption+within+the+retina+in+vascularised+and+avascular+retinas+and+in+animal+models+of+retinal+disease.">Oxygen distribution and consumption within the retina in vascularised and avascular retinas and in animal models of retinal disease.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 20 (2), 175-208 (2001).</li><li>Country, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+metabolism:+A+comparative+look+at+energetics+in+the+retina.">Retinal metabolism: A comparative look at energetics in the retina.</a> Brain Research. 1672, 50-57 (2017).</li><li>Damsgaard, 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=Retinal+oxygen+supply+shaped+the+functional+evolution+of+the+vertebrate+eye.">Retinal oxygen supply shaped the functional evolution of the vertebrate eye.</a> Elife. , 8 (2019).</li><li>Buttery, R. G., Hinrichsen, C. F. L., Weller, W. L., Haight, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+thick+should+a+retina+be?+A+comparative+study+of+mammalian+species+with+and+without+intraretinal+vasculature.">How thick should a retina be? A comparative study of mammalian species with and without intraretinal vasculature.</a> Vision Research. 31 (2), 169-187 (1991).</li><li>Ames, A., Li, Y., Heher, E., Kimble, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+metabolism+of+rabbit+retina+as+related+to+function:+high+cost+of+Na++transport.">Energy metabolism of rabbit retina as related to function: high cost of Na+ transport.</a> The Journal of Neuroscience. 12 (3), 840-853 (1992).</li><li>Chase, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Evolution+of+retinal+vascularization+in+mammals:+A+comparison+of+vascular+and+avascular+retinae.">The Evolution of retinal vascularization in mammals: A comparison of vascular and avascular retinae.</a> Ophthalmology. 89 (12), 1518-1525 (1982).</li><li>Johnson, 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=Ophthalmoscopic+studies+on+the+eyes+of+mammals.">Ophthalmoscopic studies on the eyes of mammals.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 254 (794), 207-220 (1968).</li><li>Johnson, G. L. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+to+the+comparative+anatomy+of+the+mammalian+eye,+chiefly+based+on+ophthalmoscopic+examination.">Contributions to the comparative anatomy of the mammalian eye, chiefly based on ophthalmoscopic examination.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 194 (194-206), 1-82 (1901).</li><li>Rodriguez-Ramos Fernandez, J., Dubielzig, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ocular+comparative+anatomy+of+the+family+Rodentia.">Ocular comparative anatomy of the family Rodentia.</a> Veterinary Ophthalmology. 16, 94-99 (2013).</li><li>Copeland, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+vascularization+of+the+teleost+eye.">Functional vascularization of the teleost eye.</a> Current Topics in Eye Research. 3, 219-280 (1980).</li><li>Meyer, D. B., Crescitelli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Visual System in Vertebrates. Handbook of Sensory Physiology. 7, (1977).</li><li>Potier, S., Mitkus, M., Kelber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+adaptations+of+diurnal+and+nocturnal+raptors.">Visual adaptations of diurnal and nocturnal raptors.</a> Seminars in Cell &amp; Developmental Biology. 106, 116-126 (2020).</li><li>Wittenberg, J. B., Wittenberg, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+secretion+of+oxygen+into+the+eye+of+fish.">Active secretion of oxygen into the eye of fish.</a> Nature. 194, 106-107 (1962).</li><li>Damsgaard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology+and+evolution+of+oxygen+secreting+mechanism+in+the+fisheye.">Physiology and evolution of oxygen secreting mechanism in the fisheye.</a> Comparative Biochemistry and Physiology. 252, 110840 (2021).</li><li>Damsgaard, 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=A+novel+acidification+mechanism+for+greatly+enhanced+oxygen+supply+to+the+fish+retina.">A novel acidification mechanism for greatly enhanced oxygen supply to the fish retina.</a> Elife. 9, (2020).</li><li>Wittenberg, J. B., Haedrich, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+choroid+rete+mirabile+of+the+fish+eye.+II.+Distribution+and+relation+to+the+pseudobranch+and+to+the+swimbladder+rete+mirabile.">The choroid rete mirabile of the fish eye. II. Distribution and relation to the pseudobranch and to the swimbladder rete mirabile.</a> Biological Bulletin. 146 (1), 137-156 (1974).</li><li>Wittenberg, J. B., Wittenberg, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+choroid+rete+mirabile+of+the+fish+eye.+I.+Oxygen+secretion+and+structure:+comparison+with+the+swimbladder+rete+mirabile.">The choroid rete mirabile of the fish eye. I. Oxygen secretion and structure: comparison with the swimbladder rete mirabile.</a> Biological Bulletin. 146 (1), 116-136 (1974).</li><li>Berenbrink, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+reconstructions+of+evolving+physiological+complexity:+O2+secretion+in+the+eye+and+swimbladder+of+fishes.">Historical reconstructions of evolving physiological complexity: O2 secretion in the eye and swimbladder of fishes.</a> Journal of Experimental Biology. 210, 1641-1652 (2007).</li><li>Berenbrink, M., Koldkjaer, P., Kepp, O., Cossins, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+oxygen+secretion+in+fishes+and+the+emergence+of+a+complex+physiological+system.">Evolution of oxygen secretion in fishes and the emergence of a complex physiological system.</a> Science. 307 (5716), 1752-1757 (2005).</li><li>Keane, P. A., Sadda, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+imaging+in+the+twenty-first+century:+State+of+the+art+and+future+directions.">Retinal imaging in the twenty-first century: State of the art and future directions.</a> Ophthalmology. 121 (12), 2489-2500 (2014).</li><li>Yung, M., Klufas, M. A., Sarraf, D. <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+fundus+autofluorescence+in+retinal+disease.">Clinical applications of fundus autofluorescence in retinal disease.</a> International Journal of Retina and Vitreous. 2 (1), 12 (2016).</li><li>Ang, M., 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=Optical+coherence+tomography+angiography:+a+review+of+current+and+future+clinical+applications.">Optical coherence tomography angiography: a review of current and future clinical applications.</a> Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 256 (2), 237-245 (2018).</li><li>Spaide, R. F., Koizumi, H., Pozonni, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+depth+imaging+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Enhanced depth imaging spectral-domain optical coherence tomography.</a> American Journal of Ophthalmology. 146 (4), 496-500 (2008).</li><li>Shen, Q., 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+of+tissue+and+vascular+layers+in+the+cat+retina.">Magnetic resonance imaging of tissue and vascular layers in the cat retina.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 23 (4), 465-472 (2006).</li><li>Tan, G. X., Jamil, M., Tee, N. G., Zhong, L., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+reconstruction+of+chick+embryo+vascular+geometries+using+non-invasive+high-frequency+ultrasound+for+computational+fluid+dynamics+studies.">3D reconstruction of chick embryo vascular geometries using non-invasive high-frequency ultrasound for computational fluid dynamics studies.</a> Annals of Biomedical Engineering. 43 (11), 2780-2793 (2015).</li><li>Ho, S., Tan, G. X. Y., Foo, T. J., Phan-Thien, N., Yap, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+dynamics+and+fluid+dynamics+of+the+HH25+chick+embryonic+cardiac+ventricle+as+revealed+by+a+novel+4D+high-frequency+ultrasound+imaging+technique+and+computational+flow+simulations.">Organ dynamics and fluid dynamics of the HH25 chick embryonic cardiac ventricle as revealed by a novel 4D high-frequency ultrasound imaging technique and computational flow simulations.</a> Annals of Biomedical Engineering. 45 (10), 2309-2323 (2017).</li><li>Dittrich, A., Thygesen, M. M., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2D+and+3D+echocardiography+in+the+Axolotl+(Ambystoma+Mexicanum).">2D and 3D echocardiography in the Axolotl (Ambystoma Mexicanum).</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (141), e57089 (2018).</li><li>Jia, Y., 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=Split-spectrum+amplitude-decorrelation+angiography+with+optical+coherence+tomography.">Split-spectrum amplitude-decorrelation angiography with optical coherence tomography.</a> Optics Express. 20 (4), 4710-4725 (2012).</li><li>Clarke, K. W., Trim, C. M., Trim, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Veterinary Anaesthesia E-Book. , (2013).</li><li>Flecknell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Laboratory Animal Anaesthesia. , (2015).</li><li>West, G., Heard, D., Caulkett, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Zoo Animal and Wildlife Immobilization and Anesthesia. , (2014).</li><li>Lauridsen, H., Hansen, K., N&#248;rg&#229;rd, M. &. #. 2. 1. 6. ;., Wang, T., Pedersen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+tissue+to+silicon+to+plastic:+three-dimensional+printing+in+comparative+anatomy+and+physiology.">From tissue to silicon to plastic: three-dimensional printing in comparative anatomy and physiology.</a> Royal Society Open Science. 3 (3), 150643 (2016).</li><li>Lauridsen, 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=Inside+out:+Modern+imaging+techniques+to+reveal+animal+anatomy.">Inside out: Modern imaging techniques to reveal animal anatomy.</a> PLoS One. 6 (3), 17879 (2011).</li><li>Ruthensteiner, B., He&#223;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embedding+3D+models+of+biological+specimens+in+PDF+publications.">Embedding 3D models of biological specimens in PDF publications.</a> Microscopy Research and Technique. 71 (11), 778-786 (2008).</li><li>Damsgaard, C., Lauridsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+vascular+imaging+in+the+eye+with+flow-enhanced+ultrasound.">Deep vascular imaging in the eye with flow-enhanced ultrasound.</a> bioRxiv. , 447055 (2021).</li><li>Mueller, R. L., Ryan Gregory, T., Gregory, S. M., Hsieh, A., Boore, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+size,+cell+size,+and+the+evolution+of+enucleated+erythrocytes+in+attenuate+salamanders.">Genome size, cell size, and the evolution of enucleated erythrocytes in attenuate salamanders.</a> Zoology. 111 (3), 218-230 (2008).</li><li>Greis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+evaluation+of+microvascular+blood+flow+by+contrast-enhanced+ultrasound+(CEUS).">Quantitative evaluation of microvascular blood flow by contrast-enhanced ultrasound (CEUS).</a> Clinical Hemorheology and Microcirculation. 49, 137-149 (2011).</li><li>Urs, R., Ketterling, J. A., Tezel, G., Silverman, R. H. <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+plane-wave+ultrasound+imaging+of+the+rat+eye.">Contrast-enhanced plane-wave ultrasound imaging of the rat eye.</a> Experimental Eye Research. 193, 107986 (2020).</li><li>Walls, 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=.">.</a> The vertebrate eye and its adaptive radiation. , (1942).</li></ol>

Vaskulær billeddannelse ved hjælp af flow-forbedret ultralyd giver en ny metode til ikke-invasiv billeddannelse af øjets vaskulatur, der giver flere fordele i forhold til nuværende teknikker, men har sine iboende begrænsninger. Den primære fordel ved flow-forbedret ultralyd er evnen til at generere okulære angiografer med en dybdeskarphed, der overstiger retinal pigmentepitelet, hvilket begrænser dybdeskadsen i optiske teknikker. I ultralydsbilleddannelse bestemmes rumlig opløsning og dybdeskarphed i sidste ende...

Det høje stofskifte på hvirveldyrets nethinde pålægger en iboende afvejning mellem to kontrasterende behov; høje blodgennemstrømningshastigheder og en let vej uden blodkar. For at undgå synsforstyrrelser af perfuserende røde blodlegemer modtager nethinden hos alle hvirveldyr ilt og næringsstoffer via et ark kapillærer bag fotoreceptorerne, choriocapillaris1,2,3. Denne ene kilde til næringsstoffer og ilt pålægger imidlertid en diffusionsbegrænsning for tykkelsen af nethinden4,5, så mange visuelt aktive arter besidder en række udførlige vaskulære netværk for at give yderligere blodforsyning til dette metabolisk aktive organ6. Disse vaskulære senge omfatter blodkar, der perfuserer de indre retinale lag hos pattedyr og nogle fisk4,7,8,9,10, blodkar på den indre (lysvendte) side af nethinden, der findes i mange fisk, krybdyr og fugle4,11,12,13, og modstrømsvaskulære arrangementer af fiskekoroidet, choroid rete mirabile, der giver mulighed for generering af superatmosfæriske iltpartialtryk14,15,16,17,18,19,20. På trods af at disse yderligere ikke-choroidale veje til retinal næringsstofforsyning spiller en væsentlig rolle i brændstof til de metaboliske krav til overlegen vision4, er den tredimensionelle anatomi af disse vaskulære strukturer dårligt forstået, hvilket begrænser vores forståelse af den morfologiske udvikling af hvirveldyrøjet.
Traditionelt er retinal blodforsyning blevet undersøgt ved hjælp af optiske teknikker, såsom fundus oftalmoscopy. Denne kategori af teknikker giver ikke-destruktiv information med høj gennemstrømning om ikke-choroidal blodkaranatomi i høj opløsning21 og anvendes derfor let til klinisk diagnose af abnormiteter i retinal karstruktur22. Imidlertid absorberer retinalpigmentepitelet det transmitterede lys og begrænser synsdybden i disse optiske teknikker, hvilket giver reduceret information om choroidal struktur og funktion uden brug af kontrastmiddel21. Lignende dybdebegrænsninger opleves i optisk kohærenstomografi (OCT). Denne teknik kan generere fundusangiografier i høj opløsning ved hjælp af lysbølger på den tekniske bekostning af dybdeindtrængning23, mens den forbedrede dybdebilleddannelse OCT kan visualisere choroid på bekostning af retinal billeddannelseskvalitet24. Magnetisk resonansbilleddannelse overvinder de optiske begrænsninger ved oftalmoskopi og OCT og kan kortlægge vaskulære lag i nethinden, omend i en lav opløsning25. Histologi og mikrocomputertomografi (μCT) opretholder de optiske teknikkers høje opløsning og giver information om vaskulær morfologi med hele øjne4, men begge teknikker kræver okulær prøveudtagning og er derfor ikke mulige i klinikken eller sjældne eller truede arter. For at overvinde nogle af begrænsningerne ved disse etablerede retinale billeddannelsesteknikker præsenterer undersøgelsen her en ultralydsprotokol på bedøvede dyr, hvor blodbevægelse kortlægges i silico på en række lige store todimensionelle ultralydsscanninger, der spænder over et helt øje ved at anvende en sammenlignelig teknik som beskrevet tidligere til embryonal og kardiovaskulær billeddannelse26,27, 28 og i OLT-angiografi29. Denne tilgang giver mulighed for generering af ikke-invasive tredimensionelle dybe okulære angiografer uden brug af et kontrastmiddel og åbner nye muligheder for kortlægning af blodgennemstrømningsfordelingen i øjet på tværs af arter.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MS-222</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E10521-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzocaine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E-1501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol</td>
			<td>B Braun</td>
			<td> 
			12260470_0320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alfaxalon</td>
			<td>Jurox</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>50019100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound scanner</td>
			<td>VisualSonics</td>
			<td>Vevo 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

deep vascular imaging in the eye with flow-enhanced ultrasound

Nethinden i øjet er et af de mest energikrævende væv i kroppen og kræver derfor en høj ilttilførsel fra en rig blodforsyning. Choroidens kapillære lamina linjer den ydre overflade af nethinden og er den dominerende iltkilde i de fleste hvirveldyrs nethinden. Denne vaskulære seng er imidlertid udfordrende at afbilde med traditionelle optiske teknikker på grund af sin position bag den meget lysabsorberende nethinde. Her beskriver vi en højfrekvent ultralydsteknik med efterfølgende flowforbedring til billede af dybe vaskulære senge (0,5-3 cm) af øjet med en høj spatiotemporal opløsning. Denne ikke-invasive metode fungerer godt i arter med nukleerede røde blodlegemer (ikke-pattedyr og føtale dyremodeller). Det giver mulighed for generering af ikke-invasive tredimensionelle angiografer uden brug af kontrastmidler, og det er uafhængigt af blodgennemstrømningsvinkler med en højere følsomhed end Doppler-baserede ultralydsbilleddannelsesteknikker.

Den flowforstærkede ultralydsteknik til at afbilde vaskulære senge i øjet kan anvendes i en række arter og er i øjeblikket blevet anvendt i 46 forskellige hvirveldyrarter (figur 1, tabel 1). Tilstedeværelsen af nukleerede røde blodlegemer hos ikke-voksne pattedyrs hvirveldyr giver positiv kontrast af flydende blod sammenlignet med statisk væv i cineoptagelser (Supplerende fil 2). Men når den analyseres ramme for ramme, er den klare skelnen mellem bl...

Watch this Scientific Journal Video about Deep Vascular Imaging in the Eye with Flow-Enhanced Ultrasound at JoVE.com

Deep Vascular Imaging in the Eye with Flow-Enhanced Ultrasound

Vi præsenterer en ikke-invasiv ultralydsteknik til generering af tredimensionelle angiografer i øjet uden brug af kontrastmidler.

Dyb vaskulær billeddannelse i øjet med flow-forbedret ultralyd

The retina within the eye is one of the most energy-demanding tissues in the body and thus requires high rates of oxygen delivery from a rich blood ...

Flow-Enhanced Ultralydsteknikken giver os mulighed for at afbilde øjets vaskulatur i tre dimensioner uden brug af kontrastmidler. Den største fordel ved denne teknik er dens stabilitet til at afbilde vesturen bag den pigmenterede nethinde, hvilket er udfordrende med flere optiske billeddannelsesteknikker. Vi demonstrerer denne teknik i guldfisk, men den kan anvendes på alle arter med nukleerede røde blodlegemer, så forskere kan få indsigt i øjnenes funktionelle udvikling.Denne teknik kan anvendes af forskere med grundlæggende træning i ultralydsbilleddannelse og håndtering af dyr. Efter at have bekræftet et optimalt niveau af anæstesi, skal du placere dyret i en kropsholdning, der giver direkte adgang ovenfra til øjet. Placer et passende ultralydsmedium på dyrets øje.Hvis skalerede øjenlåg dækker øjet, skal du forskyde disse forsigtigt med en vatpind. For vanddyr fungerer vand godt som et ultralydsmedium, Placer derefter ultralydstransduceren, medial til øjet, i enten en dorsal ventral eller rostral kaudal orientering afhængigt af ønsket billedorientering. I B-tilstand, med en maksimal dybdeskarphed, skal du afbilde den mediale og dybeste del af øjet for at sikre, at alle strukturer af interesse er synlige i billedfeltet.Oversæt langsomt transduceren til hver side, mens du inspicerer realtidsbillederne. Sørg for, at alle strukturer af interesse er synlige i billedfeltet. Hvis ikke, skal du skifte til en transducer med en lavere frekvens og større dybdeskarphed.Juster billeddybde, dybdeforskydning, billedbredde og antal placering af brændvidder for at dække det ønskede område af interesse i alle tre rumlige dimensioner. Indstil derefter billedhastigheden i området fra 50 til 120 billeder i sekundet. Juster derefter 2D-forstærkningen til et niveau, således at de anatomiske strukturer kun lige er synlige i B-Mode-erhvervelsen for at øge signal-støj-forholdet i den efterfølgende flow-forbedrede rekonstruktion.Hvis du vil hente et 2D-flowforbedret billede i en enkelt udsnitsposition, skal du oversætte transduceren til denne position og fortsætte til flowforbedret billedrekonstruktion. For at erhverve en 3D-optagelse af en hel region af interesse skal du oversætte transduceren til en ekstrem af interesseområdet. For at bestemme den nøjagtige position af den ekstreme ende skal du øge 2D-forstærkningen kort.Når transduceren er placeret korrekt, skal du sænke 2D-forstærkningen inden optagelse for at sikre maksimalt signal /støj-forhold i den efterfølgende flowforstærkede rekonstruktion. For hvert trin eller udsnit i 3D-optagelsen skal du erhverve mere end 100 billeder. Derefter skal du ved hjælp af en mikromanipulator eller indbygget transducermotor oversætte transduceren over hele interesseområdet i trin på enten 25 eller 50 mikrometer og gentage erhvervelsen af mere end 100 rammer for hvert trin.For flow-forbedret billedkonstruktion skal du eksportere optagelserne til DICOM-filformatet. Hvis du vil producere et enkelt flowforbedret billede baseret på en sceneoptagelse med mere end 100 billeder, skal du beregne standardafvigelsen på pixelniveau ved hjælp af denne formel og gentage beregningen for hvert udsnit i 3D-optagelsen. Hvis du vil automatisere standardafvigelsesberegningen og billedgenopbygningsprocessen for flere udsnit i en 3D-optagelse, skal du udføre denne handling i batchtilstand ved hjælp af ImageJ og makroscriptet, der findes i tekstmanuskriptet.Kombiner alle rekonstruerede billeder i én billedstak ved hjælp af kommandoen Billeder, der skal stables i ImageJ. Derefter angiver udsnitstykkelsen fra den trinstørrelse, der blev brugt under anskaffelsen, ved hjælp af kommandoen Egenskaber, og gemmer billedstakken som en 3D TIFF-fil. Tilstedeværelsen af nukleerede røde blodlegemer hos ikke-ad voksne pattedyrs hvirveldyr giver positiv kontrast af flydende blod sammenlignet med statisk væv i sceneoptagelser.Men når den nu analyseres ramme for ramme, er den klare skelnen mellem blod og omgivende væv mindre indlysende. Denne blodgennemstrømningsforbedringsprocedure kompilerer i det væsentlige en flertidspunktoptagelse i 2D-rum til et enkelt billede, hvor i den iboende signalværdiudsving i pixels, placeret i flydende blod, scorer en højere standardafvigelse end omgivende statisk væv, hvilket giver positiv kontrast. I 3D-opkøb kan flere parallelle udsnit med kendt afstand kombineres til 3D-billeddata.Det kan bruges til tredimensionel volumengengivelse og anatomisk modellering. Doppler-baseret ultralydsbilleddannelse giver også mulighed for specifikt at afbilde blodgennemstrømning, dog med mindre følsomhed end denne metode. Denne flow-forbedrede ultralydsprocedure giver mulighed for billeddannelse af blodgennemstrømning i en række arter med nukleerede røde blodlegemer.Dybe okulære vaskulære senge, såsom choroid rete mirabile i nogle fisk, kan afbildes, hvis de er til stede i arten. Metoden er begrænset af fraværet af nukleerede røde blodlegemer hos pattedyr, hvor flowforbedringsproceduren producerer en vis grad af blodgennemstrømningskontrast, men ikke så tydelig som hos arter med nukleerede røde blodlegemer. Flow-forbedret ultralyd er følsom over for bevægelsesstøj.Åndedrætsbevægelser kan forårsage billedsløring og artefakter, såsom forbedring af vævsgrænsen. Prospektiv eller retrospektiv gating kan bruges til at justere for bevægelsesstøj. For både 2D- og 3D-erhvervelser er det afgørende at begrænse bevægelsesartefakter forårsaget af dyrets bevægelse på grund af utilstrækkelig anæstesi på ustabil transduceropsætning.Udviklingen af denne teknik banede vejen for ikke-invasiv in vivo-undersøgelse af dybe vaskulære netværk i øjet hos langt de fleste hvirveldyr, der besidder nukleerede erytrocytter.

Research

JoVE Journal

Biology

Labeling hESCs and hMSCs with Iron Oxide Nanoparticles for Non-Invasive in vivo Tracking with MR Imaging

In recent years, stem cell research has led to a better understanding of developmental biology, various diseases and its potential impact on regenerative ...

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Live Imaging of Glial Cell Migration in the Drosophila Eye Imaginal Disc

Glial cells of both vertebrate and invertebrate organisms must migrate to final target regions in order to ensheath and support associated neurons.  While ...

In vivo Imaging of Deep Cortical Layers using a Microprism

In vivo Imaging of Deep Cortical Layers using a Microprism

We present a protocol for in vivo imaging of cortical tissue using a deep-brain imaging probe in the shape of a microprism.  Microprisms are 1-mm in size ...

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Funktionel Imaging af brunt fedt i mus med FDG micro-PET/CT

Brown adipose tissue (BAT) differs from white adipose  tissue (WAT) by its discrete location and a brown-red color due to rich  vascularization and high ...

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

Levende Imaging af Apoptotisk Cell Clearance under<em&gt; Drosophila</em&gt; Embryogenese

The  proper elimination of unwanted or aberrant cells through apoptosis and  subsequent phagocytosis (apoptotic cell clearance) is crucial for normal  ...

Isolation of Murine Coronary Vascular Smooth Muscle Cells

Isolering af murint koronar vaskulær glat muskelceller

While the isolation and culture of vascular smooth muscle cells (VSMCs) from large vessels is well established, we sought to isolate and culture VSMCs ...

Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model

Implantation af Electrospun vaskulære Grafts med optimeret struktur i en rotte Model

Here, we present a protocol to fabricate macroporous PCL vascular graft and describe an evaluation protocol by using a rat model of abdominal aorta ...

Evaluating Vascular Hyperpermeability-inducing Agents in the Skin with the Miles Assay

Evaluering af vaskulære Hyperpermeability-fremkaldende stoffer i huden med Miles Assay

The primary function of the vascular endothelium in vertebrate organisms is to serve as a barrier between the blood and each tissue of the body, whereby ...