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

Dit werk heeft financiering ontvangen van de Carlsberg Foundation (CF17-0778; CF18-0658), de Lundbeck Foundation (R324-2019-1470; R346-2020-1210), de Velux Foundations (00022458), de A.P. Møller Foundation for the Advancement of Medical Science, het Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma van de Europese Unie onder de Marie Skłodowska-Curie-subsidieovereenkomst (nr. 754513) en de Aarhus University Research Foundation.

Het onderstaande protocol is uitgevoerd met toestemming van de Deense inspectie voor dierproeven binnen het Deense ministerie van Voedsel, Landbouw en Visserij, Deense veterinaire en voedseladministratie (vergunningsnummer 2016-15-0201-00835).
1. Anesthesie en echografie medium
<ol><li>Verdoof het onderzoeksdier. OPMERKING: Type en dosis van geschikte anesthesie zijn sterk soortafhankelijk. Over het algemeen zijn op onderdompeling gebaseerde anesthetica zoals MS-222 (ethyl 3-aminobenzoaat...

<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>

Vasculaire beeldvorming met behulp van flow-enhanced echografie biedt een nieuwe methode voor niet-invasieve beeldvorming van de vasculatuur van het oog die verschillende voordelen biedt ten opzichte van de huidige technieken, maar zijn intrinsieke beperkingen heeft. Het belangrijkste voordeel van flow-enhanced echografie is het vermogen om oculaire angiografieën te genereren met een scherptediepte die het retinale pigmentepitheel overschrijdt, wat de scherptediepte in optische technieken beperkt. In echografie worden r...

Het hoge metabolisme op het netvlies van de gewervelde dieren legt een intrinsieke afweging op tussen twee contrasterende behoeften; hoge bloedstroomsnelheden en een licht pad zonder bloedvaten. Om visuele verstoring van het perfuseren van rode bloedcellen te voorkomen, ontvangt het netvlies van alle gewervelde dieren zuurstof en voedingsstoffen via een vel haarvaten achter de fotoreceptoren, de choriocapillaris1,2,3. Deze enkele bron van voedingsstoffen en zuurstof legt echter een diffusiebeperking op tot de dikte van het netvlies4,5, dus veel visueel actieve soorten bezitten een verscheidenheid aan uitgebreide vasculaire netwerken om extra bloedtoevoer naar dit metabolisch actieve orgaan te bieden6. Deze vaatbedden omvatten bloedvaten die de interne retinale lagen doordrenken bij zoogdieren en sommige vissen4,7,8,9,10, bloedvaten aan de binnenkant (licht gericht) van het netvlies die bij veel vissen, reptielen en vogels worden aangetroffen4,11,12,13, en tegenstroom vasculaire arrangementen van het vischoroïde, de vaatvliesrete mirabile, dat de vorming van superatmosfeer zuurstof partiële drukken14,15,16,17,18,19,20 mogelijk maakt. Ondanks het feit dat deze extra niet-choroïdale paden voor retinale nutriëntentoevoer een essentiële rol spelen bij het voeden van de metabolische vereisten van superieur zicht4, is de driedimensionale anatomie van deze vasculaire structuren slecht begrepen, waardoor ons begrip van de morfologische evolutie van het gewervelde oog wordt beperkt.
Traditioneel is retinale bloedtoevoer bestudeerd met behulp van optische technieken, zoals fundus oftalmoscopie. Deze categorie technieken biedt high-throughput niet-destructieve informatie over niet-choroïdale bloedvatanatomie in hoge resolutie21 en wordt daarom gemakkelijk gebruikt bij de klinische diagnose van afwijkingen in de retinale vaatstructuur22. Het retinale pigmentepitheel absorbeert echter het doorgelaten licht en beperkt de beelddiepte in deze optische technieken, waardoor minder informatie over de choroïdale structuur en functie wordt verkregen zonder het gebruik van contrastmiddel21. Vergelijkbare dieptebeperkingen worden ervaren in optische coherentietomografie (OCT). Deze techniek kan fundusangiografieën met hoge resolutie genereren met behulp van lichtgolven ten koste van dieptepenetratie23, terwijl de verbeterde dieptebeeldvorming OCT het vaatvlies kan visualiseren ten koste van de retinale beeldvormingskwaliteit24. Magnetische resonantie beeldvorming overwint de optische beperkingen van oftalmoscopie en OCT en kan vasculaire lagen in het netvlies in kaart brengen, zij het met een lage resolutie25. Histologie en microcomputed tomografie (μCT) handhaven de hoge resolutie van de optische technieken en geven informatie over vasculaire morfologie voor het hele oog4, maar beide technieken vereisen oculaire bemonstering en zijn daarom niet mogelijk in de kliniek of zeldzame of bedreigde soorten. Om enkele van de beperkingen van deze gevestigde retinale beeldvormingstechnieken te overwinnen, presenteert de studie hier een echografieprotocol op verdoofde dieren, waarbij de bloedbeweging in silico in kaart wordt gebracht op een reeks gelijk verdeelde tweedimensionale echografieën die een heel oog overspannen door een vergelijkbare techniek toe te passen zoals eerder beschreven voor embryonale en cardiovasculaire beeldvorming26,27, 28 en in OCT angiografie29. Deze aanpak maakt het mogelijk om niet-invasieve driedimensionale diepe oculaire angiografieën te genereren zonder een contrastmiddel te gebruiken en opent nieuwe wegen voor het in kaart brengen van de bloedstroomverdeling in het oog over soorten.

<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

Het netvlies in het oog is een van de meest energie-eisende weefsels in het lichaam en vereist dus hoge snelheden van zuurstofafgifte van een rijke bloedtoevoer. De capillaire lamina van het vaatvlies bekleedt het buitenoppervlak van het netvlies en is de dominante bron van zuurstof in de meeste gewervelde netvliezen. Dit vaatbed is echter een uitdaging om in beeld te brengen met traditionele optische technieken vanwege de positie achter het zeer lichtabsorberende netvlies. Hier beschrijven we een hoogfrequente echografietechniek met daaropvolgende flow-enhancement om diepe vaatbedden (0,5-3 cm) van het oog met een hoge spatiotemporale resolutie in beeld te brengen. Deze niet-invasieve methode werkt goed bij soorten met nucleated rode bloedcellen (niet-zoogdier- en foetale diermodellen). Het maakt het genereren van niet-invasieve driedimensionale angiografieën mogelijk zonder het gebruik van contrastmiddelen, en het is onafhankelijk van bloedstroomhoeken met een hogere gevoeligheid dan op Doppler gebaseerde ultrasone beeldvormingstechnieken.

De flow-enhanced ultrasone techniek om vaatbedden van het oog in beeld te brengen kan worden toegepast in een reeks soorten en is momenteel gebruikt bij 46 verschillende gewervelde soorten (figuur 1, tabel 1). De aanwezigheid van kernvormige rode bloedcellen in niet-volwassen gewervelde zoogdieren zorgt voor een positief contrast van stromend bloed in vergelijking met statisch weefsel in cine-opnames (aanvullend dossier 2). Wanneer het echter frame voor fram...

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

We presenteren een niet-invasieve ultrasone techniek voor het genereren van driedimensionale angiografieën in het oog zonder het gebruik van contrastmiddelen.

Diepe vasculaire beeldvorming in het oog met flow-enhanced echografie

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 ...

De Flow-Enhanced Ultrasound-techniek stelt ons in staat om de vasculatuur van het oog in drie dimensies in beeld te brengen, zonder gebruik te maken van contrastmiddelen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is de stabiliteit om het gewaad in beeld te brengen, achter het gepigmenteerde netvlies, wat een uitdaging is met verschillende optische beeldvormingstechnieken. We demonstreren deze techniek in goudvissen, maar het kan worden toegepast op alle soorten met kernvormige rode bloedcellen, waardoor onderzoekers inzicht kunnen krijgen in de functionele evolutie van de ogen.Deze techniek kan worden toegepast door onderzoekers met een basisopleiding in echografie en dierbehandeling. Na het bevestigen van een optimaal niveau van anesthesie, plaatst u het dier in een houding die directe toegang van bovenaf tot het oog mogelijk maakt. Plaats een geschikt echografiemedium op het oog van het dier.Als geschubde oogleden het oog bedekken, verplaats deze dan voorzichtig met een wattenstaafje. Voor waterdieren werkt water goed als een echografiemedium, plaats vervolgens de ultrasone transducer, mediaal naar het oog, in een dorsale ventrale of rostrale caudale oriëntatie, afhankelijk van de gewenste beeldoriëntatie. In de B-modus, met een maximale scherptediepte, beeld je het mediale en diepste deel van het oog af, om ervoor te zorgen dat alle interessante structuren zichtbaar zijn in het beeldveld.Vertaal de transducer langzaam naar elke kant, terwijl u de realtime beelden inspecteert. Zorg ervoor dat alle interessante structuren zichtbaar zijn in het afbeeldingsveld. Zo niet, schakel dan over naar een transducer met een lagere frequentie en grotere scherptediepte.Pas de beelddiepte, diepteverschuiving, beeldbreedte en het aantal positie van brandpuntszones aan om het gewenste interessegebied in alle drie de ruimtelijke dimensies te bestrijken. Stel vervolgens de framesnelheid in het bereik van 50 tot 120 frames per seconde in. Stel vervolgens de 2D-versterking in op een niveau, zodat de anatomische structuren slechts net zichtbaar zijn in de B-Mode-acquisitie om de signaal-ruisverhouding in de daaropvolgende stroomverbeterde reconstructie te verhogen.Als u een 2D-stroomverbeterd beeld wilt verkrijgen op een enkele segmentpositie, vertaalt u de transducer naar deze positie en gaat u verder met een stroomverbeterde beeldreconstructie. Om een 3D-opname van een hele regio van belang te verkrijgen, vertaalt u de transducer naar het ene uiterste van de regio van belang. Om de exacte positie van het uiterste uiteinde te bepalen, verhoogt u de 2D-versterking kort.Nadat de transducer correct is geplaatst, verlaagt u de 2D-versterking vóór de opname om een maximale signaal-ruisverhouding te garanderen in de daaropvolgende stroomverbeterde reconstructie. Verwerf voor elke stap of segment in de 3D-opname meer dan 100 frames. Vertaal vervolgens met behulp van een micromanipulator of ingebouwde transducermotor de transducer over het hele interessegebied, in stappen van 25 of 50 micrometer, en herhaal de verwerving van meer dan 100 frames voor elke stap.Voor een vloeiende beeldconstructie exporteert u de opnamen naar de DICOM-bestandsindeling. Als u één stroomverbeterde afbeelding wilt maken op basis van een scène-opname van meer dan 100 frames, berekent u de standaardafwijking op pixelniveau met behulp van deze formule en herhaalt u de berekening voor elk segment in de 3D-opname. Als u het standaarddeviatieberekenings- en beeldreconstructieproces voor meerdere segmenten in een 3D-opname wilt automatiseren, voert u deze bewerking uit in batchmodus met ImageJ en het macroscript, dat in het tekstmanuscript wordt geleverd.Combineer alle gereconstrueerde afbeeldingen in één afbeeldingsstapel met de opdracht Afbeeldingen om te stapelen in ImageJ. Geef vervolgens met de opdracht Eigenschappen de segmentdikte op van de stapgrootte die tijdens de acquisitie wordt gebruikt en sla de afbeeldingsstapel op als een 3D TIFF-bestand. De aanwezigheid van nucleated rode bloedcellen in niet-ad volwassen gewervelde zoogdieren, zorgt voor een positief contrast van stromend bloed, vergeleken met statisch weefsel in scène-opnames.Wanneer nu echter frame voor frame wordt geanalyseerd, is het duidelijke onderscheid tussen bloed en omringend weefsel minder duidelijk. Deze bloedstroomverbeteringsprocedure compileert in wezen een multi-time point-opname in 2D-ruimte, in een enkel beeld, waarbij in de inherente signaalwaarde fluctuatie in pixels, gepositioneerd in stromend bloed, een hogere standaarddeviatie scoort dan omringend statisch weefsel, waardoor positief contrast wordt geproduceerd. Bij 3D-acquisities kunnen meerdere parallelle segmenten met bekende spatiëring worden gecombineerd tot 3D-beeldgegevens.Het kan worden gebruikt voor driedimensionale volumeweergave en anatomische modellering. Doppler-gebaseerde echografie biedt ook de mogelijkheid om de bloedstroom specifiek in beeld te brengen, echter met minder gevoeligheid dan deze methode. Deze flow-enhanced ultrasone procedure maakt beeldvorming van de bloedstroom mogelijk in een reeks soorten met nucleaire rode bloedcellen.Diepe oculaire vaatbedden, zoals de vaatvliesrete mirabile bij sommige vissen, kunnen worden afgebeeld als ze in de soort aanwezig zijn. De methode wordt beperkt door de afwezigheid van nucleated rode bloedcellen bij zoogdieren, waarbij de flow-enhancement procedure een zekere mate van bloedstroomcontrast produceert, maar niet zo verschillend als bij soorten met nucleated rode bloedcellen. Flow-enhanced ultrasound is gevoelig voor bewegingsgeluid.Ademhalingsbewegingen kunnen beeldvervaging en artefacten veroorzaken, zoals verbetering van de weefselrand. Prospectieve of retrospectieve gating kan worden gebruikt om aan te passen aan bewegingsgeluid. Voor zowel 2D- als 3D-acquisities is het cruciaal om bewegingsartefacten te beperken die worden veroorzaakt door het bewegen van het dier, als gevolg van onvoldoende anesthesie op onstabiele transduceropstelling.De ontwikkeling van deze techniek maakte de weg vrij voor niet-invasief in vivo onderzoek van diepe vasculaire netwerken in het oog van de overgrote meerderheid van gewervelde dieren, die nucleated erytrocyten bezitten.

Research

JoVE Journal

Biology

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

Etikettering hESC &#39;s en hMSCs met ijzeroxide nanodeeltjes voor niet-invasieve in vivo Tracking met 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

Labeling stamcellen met fluorescente kleurstoffen voor niet-invasieve detectie met optische beeldvorming

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

Live-Imaging van gliale cel migratie in de Drosophila Eye verbeelding 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

In vivo beeldvorming van Deep Corticale lagen met behulp van een microprisma

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

Functionele Beeldvorming van bruin vet in Muizen met 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

Wonen Imaging van apoptotische cel Clearance tijdens<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

Isolatie van muizen coronaire vasculaire gladde spiercellen

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

Implantatie van Electrospun vaattransplantaten met geoptimaliseerde structuur in een Rat-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

Beoordelende vasculaire Hyperpermeability-inducerende stoffen in de huid met de Miles-test

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 ...

Assessment of Vascular Tone Responsiveness using Isolated Mesenteric Arteries with a Focus on Modulation by Perivascular Adipose Tissues

Beoordeling van de vasculaire Toon responsiviteit met behulp van geïsoleerde mesenterica slagaders met een focus op modulatie door Perivasculaire vetweefsel