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

Detta arbete har fått finansiering från Carlsbergstiftelsen (CF17-0778; CF18-0658), Lundbeckstiftelsen (R324-2019-1470; R346-2020-1210), Veluxstiftelserna (00022458), A.P. Møller Foundation for the Advancement of Medical Science, Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horizon 2020 enligt Marie Skłodowska-Curie-stipendieavtalet (nr 754513) och Århus universitets forskningsstiftelse.

Protokollet nedan utfördes med tillstånd från den danska inspektionen för djurförsök inom det danska ministeriet för livsmedel, jordbruk och fiske, Danska veterinär- och livsmedelsförvaltningen (tillståndsnummer 2016-15-0201-00835).
1. Anestesi och ultraljud medium
<ol><li>Bedöva forskningsdjuret. OBS: Typ och dos av lämplig anestesi är mycket artberoende. I allmänhet är nedsänkningsbaserade anestetika som MS-222 (etyl 3-aminobensoatmetanol), bensokain (etyl 4-aminobensoat...

<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>

Vaskulär bildbehandling med hjälp av flödesförbättrad ultraljud ger en ny metod för icke-invasiv avbildning av ögats vaskulatur som erbjuder flera fördelar jämfört med nuvarande tekniker men har sina inneboende begränsningar. Den främsta fördelen med flödesförbättrad ultraljud är förmågan att generera okulära angiografier med ett skärpedjup som överstiger näthinnepigmentet epitel, vilket begränsar skärpedjupet i optiska tekniker. Vid ultraljudsavbildning bestäms rumslig upplösning och skärpedj...

Den höga ämnesomsättningen på ryggradsdjuret näthinnan medför en inneboende kompromiss mellan två kontrasterande behov; höga blodflöden och en lätt väg utan blodkärl. För att undvika synstörningar av perfusing röda blodkroppar får näthinnan hos alla ryggradsdjur syre och näringsämnen via ett ark kapillärer bakom fotoreceptorerna, choriocapillaris1,2,3. Denna enda källa till näringsämnen och syre medför dock en diffusionsbegränsning för tjockleken på näthinnan4,5, så många visuellt aktiva arter har en mängd utarbetade kärlnätverk för att ge ytterligare blodtillförsel till detta metaboliskt aktiva organ6. Dessa kärlbäddar inkluderar blodkärl som perfusar de inre näthinnans lager hos däggdjur och vissa fiskar4,7,8,9,10, blodkärl på den inre (ljusvända) sidan av näthinnan som finns i många fiskar, reptiler och fåglar4,11,12,13 och motströms vaskulär arrangemang av fisken choroid, choroid rete mirabil, som möjliggör generering av super-atmosfäriska syre partiella tryck14,15,16,17,18,19,20. Trots att dessa ytterligare icke-choroidal vägar för retinal näringstillförsel spelar en viktig roll för att driva de metaboliska kraven för överlägsen vision4, är den tredimensionella anatomin av dessa vaskulär strukturer dåligt förstådd, vilket begränsar vår förståelse av ryggradsdjurets morfologiska utveckling.
Traditionellt har retinal blodtillförsel studerats med hjälp av optiska tekniker, såsom fundus oftalmoskopi. Denna kategori av tekniker ger hög genomströmning icke-destruktiva information om icke-choroidal blodkärl anatomi i högupplösta21 och används därför lätt i klinisk diagnos av avvikelser i retinal fartyg struktur22. Näthinnepigmentet epitel absorberar dock det överförda ljuset och begränsar synfältet i dessa optiska tekniker, vilket ger minskad information om choroidal struktur och funktion utan användning av kontrastmedel21. Liknande djupbegränsningar har erfarenhet av optisk koherenstomografi (OCT). Denna teknik kan generera högupplösta fundus angiographies med hjälp av ljusvågor på den tekniska kostnaden för djup penetration23, medan det förbättrade djupet imaging OCT kan visualisera choroid på bekostnad av retinal imaging kvalitet24. Magnetisk resonans imaging övervinner de optiska begränsningarna av oftalmoskopi och OCT och kan kartlägga vaskulär lager i näthinnan, om än med en låg upplösning25. Histologi och mikrokompatibel tomografi (μCT) upprätthåller den höga upplösningen av de optiska teknikerna och ger information om helögd vaskulär morfologi4, men båda teknikerna kräver okulär provtagning och är därför inte möjliga i kliniken eller sällsynta eller utrotningshotade arter. För att övervinna några av begränsningarna i dessa etablerade näthinneavbildningstekniker presenterar studien här ett ultraljudsprotokoll på sövda djur, där blodrörelser kartläggs i silico på en serie lika fördelade tvådimensionella ultraljudsundersökningar som spänner över ett helt öga genom att tillämpa en jämförbar teknik som tidigare beskrivits för embryonal och kardiovaskulär avbildning26,27, 28 och i OCT angiografi29. Detta tillvägagångssätt möjliggör generering av icke-invasiva tredimensionella djup okulär angiografier utan att använda ett kontrastmedel och öppnar nya vägar för kartläggning av blodflödesfördelningen inom ögat över 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

Näthinnan i ögat är en av de mest energikrävande vävnaderna i kroppen och kräver därför hög syretillförsel från en rik blodtillförsel. Kapillär lamina av choroid linjer den yttre ytan av näthinnan och är den dominerande källan till syre i de flesta ryggradsdjur näthinnor. Denna vaskulär säng är dock utmanande att avbilda med traditionella optiska tekniker på grund av sin position bakom den mycket ljusabsorberande näthinnan. Här beskriver vi en högfrekvent ultraljud teknik med efterföljande flöde-förbättring att bild djupa vaskulär sängar (0,5-3 cm) av ögat med en hög spatiotemporal upplösning. Denna icke-invasiva metod fungerar bra hos arter med nukleära röda blodkroppar (icke-däggdjurs- och fosterdjurmodeller). Det möjliggör generering av icke-invasiva tredimensionella angiografier utan användning av kontrastmedel, och det är oberoende av blodflödesvinklar med högre känslighet än Doppler-baserade ultraljudsavbildningstekniker.

Den flödesförbättrade ultraljudstekniken för att avbilda kärlbäddar i ögat kan appliceras i en rad olika arter och har för närvarande använts i 46 olika ryggradsdjur (figur 1, tabell 1). Förekomsten av nukleära röda blodkroppar i ryggradsdjur som inte är vuxna och däggdjur ger positiv kontrast till strömmande blod jämfört med statisk vävnad i cine-inspelningar (Kompletterande fil 2). Men när den analyseras bildruta för bildruta är den t...

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 presenterar en icke-invasiv ultraljud teknik för att generera tredimensionella angiografier i ögat utan användning av kontrastmedel.

Djup kärlavbildning i ögat med flödesförbättrat ultraljud

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 Ultraljud teknik gör det möjligt för oss att avbilda vaskulaturen i ögat i tre dimensioner, utan användning av kontrastmedel. Den största fördelen med denna teknik är dess stabilitet för att avbilda vesture, bakom den pigmenterade näthinnan, som är utmanande med flera optiska avbildningstekniker. Vi demonstrerar denna teknik i guldfisk men den kan tillämpas på alla arter med nukleära röda blodkroppar, så att forskare kan få insikt i ögonen funktionell utveckling.Denna teknik kan tillämpas av forskare med grundläggande utbildning i ultraljudsavbildning och djurhantering. Efter att ha bekräftat en optimal anestesinivå, placera djuret i en hållning som möjliggör direkt åtkomst ovanifrån till ögat. Placera ett lämpligt ultraljudsmedium på djurets öga.Om skalade ögonlock täcker ögat, förskjut dessa försiktigt med en bomullspinne. För vattenlevande djur fungerar vatten bra som ultraljudsmedium, Nästa, placera ultraljudsgivaren, mediala till ögat, i antingen en dorsal ventral eller rostral kaudal orientering, beroende på önskad bildorientering. I B-läge, med maximalt skärpedjup, avbilda den mediala och djupaste delen av ögat för att se till att alla strukturer av intresse är synliga i bildfältet.Översätt givaren långsamt till varje sida, samtidigt som du inspekterar realtidsbilderna. Kontrollera att alla strukturer av intresse är synliga i bildfältet. Om inte, byt till en givare med lägre frekvens och större skärpedjup.Justera bilddjup, djupförskjutning, bildbredd och antal placeringspositioner för fokuszoner för att täcka önskat område av intresse för alla tre rumsliga dimensioner. Ställ sedan in bildhastigheten i intervallet 50 till 120 bildrutor per sekund. Justera sedan 2D-förstärkningen till en nivå, så att de anatomiska strukturerna bara är synliga i B-Mode-förvärvet för att öka signal-brusförhållandet i den efterföljande flödesförbättrade rekonstruktionen.Om du vill skaffa en 2D-flödesförbättrad bild i en enda segmentposition översätter du givaren till den här positionen och fortsätter till flödesförbättrad bildrekonstruktion. För att få en 3D-registrering av en hel region av intresse, översätt givaren till en extrem av den intressanta regionen. För att bestämma den exakta positionen för den extrema änden, öka 2D-vinsten kort.När givaren har placerats korrekt sänker du 2D-förstärkningen före inspelning för att säkerställa maximal signal-brusförhållande i den efterföljande flödesförstärkt återuppbyggnaden. För varje steg eller segment i 3D-inspelningen får du fler än 100 bildrutor. Sedan, med hjälp av en mikromanipulatör eller inbyggd givaremotor, översätt givaren över hela intresseområdet, i steg på antingen 25 eller 50 mikrometer, och upprepa förvärvet av mer än 100 ramar för varje steg.För flödesförbättrad bildkonstruktion exporterar du inspelningarna till DICOM-filformatet. Om du vill skapa en enda flödesförbättrad bild baserad på en sceninspelning med mer än 100 bildrutor beräknar du standardavvikelsen på pixelnivå med den här formeln och upprepar beräkningen för varje segment i 3D-inspelningen. Om du vill automatisera standardavvikelseberäkningen och bildrekonstruktionsprocessen för flera segment i en 3D-inspelning utför du den här åtgärden i batchläge med ImageJ och makroskriptet, som anges i textmanuskriptet.Kombinera alla rekonstruerade bilder i en bildstapel med kommandot Bilder för att stapla i ImageJ. Med kommandot Egenskaper anger du sedan segmenttjockleken från den stegstorlek som användes vid anskaffningen och sparar bildstacken som en 3D TIFF-fil. Förekomsten av nukleära röda blodkroppar i icke-ad vuxna däggdjurs ryggradsdjur, ger positiv kontrast av flödande blod, jämfört med statisk vävnad i sceninspelningar.Men när den nu analyseras bildruta för ram är den tydliga skillnaden mellan blod och omgivande vävnad mindre uppenbar. Denna blodflödesförbättringsprocedur sammanställer i huvudsak en multi-time point-inspelning i 2D-rymden, till en enda bild, där i det inneboende signalvärdefluktuationerna i pixlar, placerade i strömmande blod, gör en högre standardavvikelse än omgivande statisk vävnad, vilket ger positiv kontrast. Vid 3D-förvärv kan flera parallella segment med känt avstånd kombineras till 3D-bilddata.Den kan användas för tredimensionell volymåtergivning och anatomisk modellering. Dopplerbaserad ultraljudsavbildning ger också möjlighet att specifikt avbilda blodflödet, men med mindre känslighet än denna metod. Denna flödesförbättrade ultraljudsprocedur möjliggör blodflödesavbildning i en rad arter med nukleära röda blodkroppar.Djupa okulära kärlbäddar, såsom choroid rete mirabile i vissa fiskar, kan avbildas om de finns i arten. Metoden begränsas av frånvaron av nukleära röda blodkroppar hos däggdjur, där flödesförbättringsproceduren ger en viss grad av blodflödeskontrast, men inte lika distinkt som hos arter med nukleära röda blodkroppar. Flödesförbättrat ultraljud är känsligt för rörelsebuller.Andningsrörelser kan orsaka bildoskärpa och artefakter, till exempel vävnadskantförbättring. Prospektiv eller retrospektiv gating kan användas för att justera för rörelsebuller. För både 2D- och 3D-förvärv är det viktigt att begränsa rörelseartefakter orsakade av djurets rörelse, på grund av otillräcklig anestesi på instabil givare som inrättats.Utvecklingen av denna teknik banade väg för icke-invasiv in vivo undersökning av djupa vaskulär nätverk i ögat på de allra flesta ryggradsdjur, som har nukleära erytrocyter.

Research

JoVE Journal

Biology

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

Märkning hESCs och hMSCs med nanopartiklar av järnoxid för icke-invasiv in vivo-spårning med MR

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

Märkning stamceller med fluorescerande färger för icke-invasiv Detection med optisk avbildning

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 avbildning av gliacellsmarkörer migration i 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

In vivo Imaging av Deep kortikala lager med en mikroprisma

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

Funktionell avbildning av brunt fett hos möss 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

Live avbildning av Apoptotic Cell Utförsäljning under<em&gt; Drosophila</em&gt; Embryogenesis

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 murin Coronary vaskulära glatta 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 av Electrospun vaskulär grafter med optimerad struktur i en råtta 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

Utvärderande vaskulär Hyperpermeability-inducerande medel i huden med Miles-analys

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 ...