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 arbeidet har fått støtte fra Carlsbergstiftelsen (CF17-0778; CF18-0658), Lundbeck Foundation (R324-2019-1470; R346-2020-1210), Velux Foundations (00022458), A.P. Møller Foundation for the Advancement of Medical Science, EUs Forsknings- og innovasjonsprogram Horizon 2020 under Marie Skłodowska-Curie grant agreement (Nr. 754513) og Aarhus University Research Foundation.

Protokollen nedenfor ble utført med tillatelse fra Det danske inspektør for dyreforsøk i det danske mat-, landbruks- og fiskeridepartementet, Dansk Veterinær- og Matforvaltning (Tillatelsesnummer 2016-15-0201-00835).
1. Anestesi og ultralyd medium
<ol><li>Bedøv forskningsdyret. MERK: Type og dose passende anestesi er svært artsavhengig. Generelt er immersion-baserte bedøvelser som MS-222 (etyl 3-aminobenzoat metansulfonsyre), benzokain (etyl 4-aminobenzoat) og propofol (2,6-diisopr...

<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 avbildning ved hjelp av strømningsforbedret ultralyd gir en ny metode for ikke-invasiv avbildning av øyets vaskulatur som gir flere fordeler i forhold til dagens teknikker, men har sine iboende begrensninger. Den viktigste fordelen med strømningsforbedret ultralyd er evnen til å generere okulære angiografier med en dybdeskarphet som overskrider retinal pigment epitel, noe som begrenser dybdeskarpheten i optiske teknikker. Ved ultralydavbildning bestemmes romlig oppløsning og dybdeskarphet til slutt av ult...

Den høye metabolismen på vertebrat netthinnen pålegger en iboende avveining mellom to kontrasterende behov; høye blodmengder og en lysvei blottet for blodårer. For å unngå synsforstyrrelser av perfusing røde blodlegemer, mottar netthinnen til alle vertebrater oksygen og næringsstoffer via et ark med kapillærer bak fotoreseptorene, choriocapillaris1,2,3. Imidlertid pålegger denne enkeltkilden av næringsstoffer og oksygen en diffusjonsbegrensning på tykkelsen på netthinnen4,5, så mange visuelt aktive arter har en rekke forseggjorte vaskulære nettverk for å gi ekstra blodtilførsel til dette metabolsk aktive organet6. Disse vaskulære sengene inkluderer blodkar som parfymerer de indre netthinnelagene i pattedyr og noen fisk4,7,8,9,10, blodkar på den indre (lysvendte) siden av netthinnen som finnes i mange fisk, reptiler og fugler4,11,12,13, og motstrøms vaskulære ordninger av fisken choroid, choroid rete mirabile, som gjør det mulig for generering av super-atmosfærisk oksygen delvis trykk14,15,16,17,18,19,20. Til tross for at disse ekstra ikke-koroidale banene for retinal næringsforsyning spiller en viktig rolle i å drive metabolske krav til overlegen visjon4, er den tredimensjonale anatomien til disse vaskulære strukturene dårlig forstått, noe som begrenser vår forståelse av den morfologiske utviklingen av virveldyrøyet.
Tradisjonelt har retinal blodtilførsel blitt studert ved hjelp av optiske teknikker, for eksempel fundus oftalmoskopi. Denne kategorien teknikker gir høy gjennomstrømning ikke-destruktiv informasjon om ikke-choroidal blodkar anatomi i høyoppløselig21 og er derfor lett brukt i klinisk diagnose av abnormiteter i retinal kar struktur22. Imidlertid absorberer netthinnepigmentepitelet det overførte lyset og begrenser synsdybden i disse optiske teknikkene, og gir redusert informasjon om koroidstruktur og funksjon uten bruk av kontrastmiddel21. Lignende dybdebegrensninger har erfaring med optisk koherenstomografi (OCT). Denne teknikken kan generere høyoppløselige fundus angiografier ved hjelp av lysbølger på den tekniske bekostning av dybdepenetrasjon23, mens den forbedrede dybdeavbildningen OCT kan visualisere choroiden på bekostning av retinal bildekvalitet24. Magnetisk resonansavbildning overvinner de optiske begrensningene ved oftalmoskopi og OCT og kan kartlegge vaskulære lag i netthinnen, om enn ved lav oppløsning25. Histologi og mikrocomputert tomografi (μCT) opprettholder den høye oppløsningen av de optiske teknikkene og gir informasjon om heløyet vaskulær morfologi4, men begge teknikkene krever okulær prøvetaking og er derfor ikke mulig i klinikken eller sjeldne eller truede arter. For å overvinne noen av begrensningene i disse etablerte retinal imaging teknikker, studien her presenterer en ultralyd protokoll på bedøvede dyr, hvor blodbevegelsen er kartlagt i silico på en rekke like-spaced todimensjonale ultralyd skanninger som spenner over et helt øye ved å bruke en sammenlignbar teknikk som beskrevet tidligere for embryonal og kardiovaskulær imaging26,27, 28 og i OCT angiografi29. Denne tilnærmingen gjør det mulig for generering av ikke-invasive tredimensjonale dype okulære angiografier uten å bruke kontrastmiddel og åpner opp nye veier for kartlegging av blodstrømsfordeling i øyet på tvers av 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

Netthinnen i øyet er et av de mest energikrevende vevene i kroppen og krever dermed høye oksygentilførsel fra en rik blodtilførsel. Den kapillære lamina av choroid linjer den ytre overflaten av netthinnen og er den dominerende kilden til oksygen i de fleste virveldyr netthinner. Imidlertid er denne vaskulære sengen utfordrende å bilde med tradisjonelle optiske teknikker på grunn av sin posisjon bak den svært lysabsorberende netthinnen. Her beskriver vi en høyfrekvent ultralydteknikk med påfølgende strømningsforbedring til bildet dype vaskulære senger (0,5-3 cm) av øyet med høy romlig oppløsning. Denne ikke-invasive metoden fungerer bra i arter med nukleerte røde blodlegemer (ikke-pattedyr og fosterdyrmodeller). Det tillater generering av ikke-invasive tredimensjonale angiografier uten bruk av kontrastmidler, og det er uavhengig av blodstrømsvinkler med høyere følsomhet enn Doppler-baserte ultralydavbildningsteknikker.

Den strømningsforbedrede ultralydteknikken for å avbilde vaskulære senger i øyet kan påføres i en rekke arter og har for tiden blitt brukt i 46 forskjellige virveldyrarter (figur 1, tabell 1). Tilstedeværelsen av nukleerte røde blodlegemer i ikke-voksne pattedyr vertebrater gir positiv kontrast av flytende blod sammenlignet med statisk vev i cine opptak (Supplementary File 2). Men når det analyseres på ramme-for-ramme-basis, er det klare skillet me...

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 presenterer en ikke-invasiv ultralydteknikk for å generere tredimensjonale angiografier i øyet uten bruk av kontrastmidler.

Dyp vaskulær avbildning i øyet med strømningsforbedret 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 Ultrasound-teknikken lar oss avbilde øyets vaskulatur i tre dimensjoner, uten bruk av kontrastmidler. Den største fordelen med denne teknikken er stabiliteten til å avbilde vesture, bak pigmentert netthinne, noe som er utfordrende med flere optiske bildeteknikker. Vi demonstrerer denne teknikken i gullfisk, men den kan brukes på alle arter med nukleerte røde blodlegemer, slik at forskere kan få innsikt i øynene funksjonell evolusjon.Denne teknikken kan brukes av forskere med grunnleggende opplæring i ultralydavbildning og dyrehåndtering. Etter å ha bekreftet et optimalt nivå av anestesi, plasser dyret i en holdning som gir direkte tilgang ovenfra, til øyet. Plasser et passende ultralydmedium på dyrets øye.Hvis skalerte øyelokk dekker øyet, fortreng disse forsiktig med en bomullspinne. For akvatiske dyr fungerer vann godt som et ultralydmedium, Deretter plasserer du ultralydtransduseren, medial til øyet, enten i en dorsal ventral eller rostral kaudal orientering, avhengig av ønsket bilderetning. I B-modus, med en maksimal dybdeskarphet, kan du se på den mediale og dypeste delen av øyet for å sikre at alle strukturer av interesse er synlige i bildefeltet.Oversett transduseren langsomt til hver side, mens du inspiserer sanntidsbildene. Kontroller at alle interessestrukturer er synlige i bildefeltet. Hvis ikke, bytt til en svinger med lavere frekvens og større dybdeskarphet.Juster bildedybde, dybdeforskyvning, bildebredde og antall plassering av brennsoner for å dekke ønsket interesseområde i alle tre romlige dimensjoner. Deretter angir du bildefrekvensen i området 50 til 120 bilder per sekund. Deretter justerer du 2D-forsterkningen til et nivå, slik at de anatomiske strukturene bare er synlige i B-modus-oppkjøpet for å øke signal-til-støy-forholdet i den påfølgende strømningsforbedrede rekonstruksjonen.Hvis du vil skaffe deg et bilde med forbedret 2D-flyt i én enkelt stykkeposisjon, oversetter du svingeren til denne posisjonen og fortsetter med å flyte forbedret bilderekonstruksjon. For å skaffe et 3D-opptak av en hel interesseregion, oversett svingeren til en ekstrem av interesseområdet. For å bestemme den nøyaktige posisjonen til den ekstreme enden, øk 2D-forsterkningen kort.Etter at svingeren er plassert riktig, senk 2D-forsterkningen før opptak, for å sikre maksimalt signal-til-støy-forhold i den påfølgende strømningsforbedrede rekonstruksjonen. For hvert trinn eller stykke i 3D-opptaket får du mer enn 100 bilder. Deretter, ved hjelp av en mikromanipulator eller innebygd svingermotor, kan du oversette svingeren over hele interesseområdet, i trinn på enten 25 eller 50 mikrometer, og gjenta oppkjøpet av mer enn 100 rammer for hvert trinn.For strømningsforbedret bildekonstruksjon eksporterer du opptakene til DICOM-filformatet. Hvis du vil lage ett enkelt bilde med forbedret flyt basert på et større enn 100 bilder sceneopptak, beregner du standardavviket på pikselnivå ved hjelp av denne formelen, og gjentar beregningen for hvert stykke i 3D-opptaket. Hvis du vil automatisere standardavviksberegning og bilderekonstruksjonsprosess for flere stykker i en 3D-registrering, utfører du denne operasjonen i satsvis modus ved hjelp av ImageJ og makroskriptet, som finnes i tekstmanuskriptet.Kombiner alle rekonstruerte bilder i én bildestakk ved hjelp av kommandoen Bilder som skal stables i ImageJ. Deretter angir stykketykkelsen fra trinnstørrelsen som brukes under anskaffelsen, ved hjelp av kommandoen Egenskaper , og lagrer bildestakken som en 3D TIFF-fil. Tilstedeværelsen av nukleerte røde blodlegemer i ikke-ad voksne pattedyr vertebrater, gir positiv kontrast av flytende blod, sammenlignet med statisk vev i sceneopptak.Men når nå analysert ramme for ramme, er det klare skillet mellom blod og omkringliggende vev mindre åpenbart. Denne blodstrømsforbedringsprosedyren kompilerer i hovedsak et flertidspunktopptak i 2D-rom, til et enkelt bilde, hvor i den iboende signalverdien svingninger i piksler, plassert i flytende blod, scorer et høyere standardavvik, enn omkringliggende statisk vev, og gir positiv kontrast. I 3D-anskaffelser kan flere parallelle stykker med kjent avstand kombineres til 3D-bildedata.Den kan brukes til tredimensjonal volumgjengivelse og anatomisk modellering. Doppler-basert ultralydavbildning gir også muligheten til spesifikt bildeblodstrøm, men med mindre følsomhet enn denne metoden. Denne strømningsforbedrede ultralydprosedyren muliggjør blodstrømavbildning i en rekke arter med nukleerte røde blodlegemer.Dype okulære vaskulære senger, som choroid rete mirabile i noen fisk, kan avbildes hvis de er til stede i arten. Metoden er begrenset av fraværet av nukleerte røde blodlegemer hos pattedyr, der strømningsforbedringsprosedyren produserer en viss grad av blodstrømkontrast, men ikke så tydelig som hos arter med nukleerte røde blodlegemer. Strømningsforbedret ultralyd er følsom for bevegelsesstøy.Åndedrettsbevegelser kan føre til uskarphet i bilder og artefakter, for eksempel forbedring av vevskant. Prospektiv eller retrospektiv gating kan brukes til å justere for bevegelsesstøy. For både 2D- og 3D-oppkjøp er det avgjørende å begrense bevegelsesartefakter forårsaket av dyrets bevegelse, på grunn av utilstrekkelig anestesi på ustabil svinger satt opp.Utviklingen av denne teknikken, banet vei for ikke-invasiv in vivo undersøkelse av dype vaskulære nettverk i øyet til det store flertallet av vertebrater, som har nukleerte 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

Funksjonell Imaging av brunt fett 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

Leve Imaging av apoptotiske Cell Lagersalg 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 av Murine Coronary vaskulære glatte 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

Implantering av Electrospun vaskulære Grafts med optimalisert strukturen i en rotte modell

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

Evaluere vaskulær Hyperpermeability-inducing agenter i huden med Miles analysen

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 ...