Fare Hindlimb Lazer Doppler Perfüzyon Görüntüleme
Summary
Burada, fare arkalığındaki kan akışını ölçmek için Lazer Doppler perfüzyon görüntüleme tekniğini ve gerekli kontrolleri gösteren bir protokol sunuyoruz.
Abstract
Kan akışı iyileşmesi deneysel hindlimb iskemi veya iskemi-reperfüzyondan sonra kritik bir sonuç ölçüsüdür. Lazer Doppler perfüzyon görüntüleme (LDPI), kan akışı iyileşmesini değerlendirmek için yaygın, noninvaziv, tekrarlanabilir bir yöntemdir. Teknik, örneklenen dokudaki genel kan akışını, bir lazerin hareketli kırmızı kan hücrelerine çarpması sonucu ortaya çıkan frekanstaki Doppler kaymasından hesaplar. Ölçümler rastgele perfüzyon üniteleri ile ifade edilir, bu nedenle bacak üzerinde müdahale edilmeyen kontrallateral genellikle ölçümleri kontrol etmeye yardımcı olmak için kullanılır. Ölçüm derinliği 0,3-1 mm aralığındadır; hindlimb iskemi için bu, dermal perfüzyonin değerlendirildiği anlamına gelir. Dermal perfüzyon çeşitli faktörlere bağlıdır – en önemlisi cilt sıcaklığı ve anestezik ajan, güvenilir okumalarla sonuçlanacak şekilde dikkatlice kontrol edilmelidir. Ayrıca, saç ve cilt pigmentasyonu lazerin dermis’e ulaşma veya nüfuz etme yeteneğini değiştirebilir. Bu makalede, fare arkalığındaki LDPI tekniği göstermektedir.
Introduction
Yetersiz yara iyileşmesi ile cilt ülserasyon, insan hastalarda amputasyonların önde gelen bir nedenidir1. Yeterli yara iyileşmesi, periferik arteriyel hastalığı olan hastalarda tehlikeye giren sağlam cildi korumak için gerekenden daha yüksek arteriyel perfüzyon gerektirir2,3,4. Diğer birkaç romatolojik durum ve diyabet de yaraları iyileştirmek için rahatsız ve yetersiz cilt mikroserkülasyonuna yol açabilir5,6. Birçok diyabetik hastada eşlik eden periferik arteriyel hastalık vardır ve bu da onları özellikle amputasyon riskiyle karşı karşıya bırakarak. Lazer Doppler perfüzyon görüntüleme (LDPI), klinik durumlarda cilt mikrosirkülasyonunu değerlendirmek için ve deneysel hindlimb iskemi, iskemi-reperfüzyon ve mikrocerrahi kapaklar7’densonra kan akışını ve kan akışı iyileşmesini değerlendirmek için araştırma durumlarında kullanılır.
LDPI sistemi, ilgi çekici bir bölge üzerinde hareket etmek için bir tarama aynası tarafından saptırılan düşük güçlü bir lazer ışını yansıtır. Bu, akış dektiyometrisiprobu 8ile doğrudan temas halinde olan küçük doku alanı için perfüzyon ölçümü sağlayan Lazer Doppler akış debimetrisinden farklıdır. Lazer ışını mikrovaskültürdeki hareketli kanla etkileşime girdiğinde, tarayıcı tarafından foto algılanan ve rastgele perfüzyon ünitelerine dönüştürülen bir Doppler frekans değişimine uğrar. LDPI ışık tabanlı bir teknik olduğundan, penetrasyon derinliği açısından 0,3-1 mm ile sınırlıdır, yani çoğunlukla dermal perfüzyon7. Dermal akış cilt sıcaklığı ve çeşitli anestezik ajanlardan etkilenebilecek sempatik sinir sistemi ile değiştirilebilir9. Optik lazerden yapılan ölçümler de ortam aydınlatma koşullarından, cilt pigmentasyonundan etkilenir ve aşırı kürk veya saç7ile engellenebilir.
LDPI, iskemi sonrası perfüzyon iyileşmesini izlemek için en sık kullanılan araştırma tekniğidir, çünkü invaziv değildir, kontrast yönetimi gerektirmez ve birden fazla hayvanda veri toplanmasına izin vermek için hızlı tarama sürelerine sahiptir. Bu, terapötik arteriogenez veya anjiogenez amaçlayan tedavilerin küçük hayvan modellerinde etkili olup olmadığını belirlemeye yardımcı olmak için idealdir. LDPI ile ölçülen hindlimb iskemi sonrası kan akışıiyileşmesi,Microfil döküm veya mikro-CT10, 11gibi diğer yollarla değerlendirildiğinde kollateral arter gelişimi ile iyiilişkilidir. Bu protokolün amacı, LDPI kullanılarak hindlimb perfüzyonunun değerlendirilmesini göstermektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
LDPI ile güvenilir sonuçlar elde etmek için tutarlı teknik kritik öneme sahiptir. Tüm zaman dilimi boyunca aynı anestezi, sıcaklık ayarları, fare konumu ve ilgi alanı kullanılmalıdır. Farklı anestezik ajanlar daha yüksek veya daha düşük perfüzyon değerlerine neden olur9. Isofluran anestezisi, hızlı başlaması ve ortaya çıkmasının yanı sıra genel güvenliği nedeniyle uygundur. Bu vazodilatör ajan ile anestezi derinliği olarak tutarlı bir izofluran yüzdesi deri per…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma VA Puget Ses Sağlık Merkezi’ndeki tesis ve kaynakların kullanımı ile gerçekleştirilmiştir. Çalışma yazarın eseridir ve Gazi İşleri Bakanlığı’nın veya Abd hükümetinin konumunu veya politikasını yansıtmak zorunda değildir. Dr Tang şu anda VA (Merit 5 I01 BX004975-02) aracılığıyla finanse ediliyor.
Materials
| Black nonreflective material | Fabric store, black neoprene recommended by company | ||
| F/air cannister | A.M. Bickford Inc | 80120 | |
| Homeothermic blanket with rigid metal probe | Harvard Apparatus | Also comes with flexible probe, but this is less durable | |
| Isoflurane Anesthesia machine | Drager | Multiple manufacturers | |
| Isoflurane induction chamber | VetEquip | 941444 | 2 L chamber |
| Moor laser Doppler perfusion imager | Moor Instruments | MoorLDI2-IR | Higher resolution imager (MoorLDI2-HIR) |
| Mouse Anesthesia nose cone | Multiple manufacturers | ||
| Nair | Nair | ||
| Oxygen tank | Multiple manufacturers | ||
| Surgilube | Multiple distributors |
References
- Varma, P., Stineman, M. G., Dillingham, T. R. Epidemiology of limb loss. Physical Medicine and Rehabilitation Clinics of North America. 25 (1), 1-8 (2014).
- Farber, A. Chronic Limb-Threatening Ischemia. New England Journal of Medicine. 379 (2), 171-180 (2018).
- Abularrage, C. J., et al. Evaluation of the microcirculation in vascular disease. Journal of Vascular Surgery. 42 (3), 574-581 (2005).
- Houben, A., Martens, R. J. H., Stehouwer, C. D. A. Assessing Microvascular Function in Humans from a Chronic Disease Perspective. Journal of the American Society of Nephrology. 28 (12), 3461-3472 (2017).
- Mahe, G., Humeau-Heurtier, A., Durand, S., Leftheriotis, G., Abraham, P. Assessment of skin microvascular function and dysfunction with laser speckle contrast imaging. Circulation: Cardiovascular Imaging. 5 (1), 155-163 (2012).
- Murray, A. K., Herrick, A. L., King, T. A. Laser Doppler imaging: a developing technique for application in the rheumatic diseases. Rheumatology (Oxford). 43 (10), 1210-1218 (2004).
- Greco, A., et al. Repeatability, reproducibility and standardisation of a laser Doppler imaging technique for the evaluation of normal mouse hindlimb perfusion. Sensors (Basel). 13 (1), 500-515 (2012).
- Sonmez, T. T., et al. A novel laser-Doppler flowmetry assisted murine model of acute hindlimb ischemia-reperfusion for free flap research. PLoS One. 8 (6), 66498 (2013).
- Gargiulo, S., et al. Effects of some anesthetic agents on skin microcirculation evaluated by laser Doppler perfusion imaging in mice. BMC Veterinary Research. 9, 255 (2013).
- Ankri-Eliahoo, G., Weitz, K., Cox, T. C., Tang, G. L. p27(kip1) Knockout enhances collateralization in response to hindlimb ischemia. Journal of Vascular Surgery. 63 (5), 1351-1359 (2016).
- McEnaney, R. M., Shukla, A., Madigan, M. C., Sachdev, U., Tzeng, E. P2Y2 nucleotide receptor mediates arteriogenesis in a murine model of hind limb ischemia. Journal of Vascular Surgery. 63 (1), 216-225 (2016).
- Padgett, M. E., McCord, T. J., McClung, J. M., Kontos, C. D. Methods for Acute and Subacute Murine Hindlimb Ischemia. Journal of Visualized Experiments. (112), e54166 (2016).
- Niiyama, H., Huang, N. F., Rollins, M. D., Cooke, J. P. Murine model of hindlimb ischemia. Journal of Visualized Experiments. (23), e1035 (2009).
- Chalothorn, D., Faber, J. E. Strain-dependent variation in collateral circulatory function in mouse hindlimb. Physiological Genomics. 42 (3), 469-479 (2010).
- Helisch, A., et al. Impact of mouse strain differences in innate hindlimb collateral vasculature. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 26 (3), 520-526 (2006).
- Faber, J. E., et al. Aging causes collateral rarefaction and increased severity of ischemic injury in multiple tissues. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 31 (8), 1748-1756 (2011).
- Forrester, K. R., Stewart, C., Tulip, J., Leonard, C., Bray, R. C. Comparison of laser speckle and laser Doppler perfusion imaging: measurement in human skin and rabbit articular tissue. Medical & Biological Engineering & Computing. 40 (6), 687-697 (2002).
- Briers, J. D. Laser Doppler, speckle and related techniques for blood perfusion mapping and imaging. Physiological Measurement. 22 (4), 35-66 (2001).
- Heeman, W., Steenbergen, W., van Dam, G., Boerma, E. C. Clinical applications of laser speckle contrast imaging: a review. Journal of Biomedical Optics. 24 (8), 1-11 (2019).
- Nguyen, T., Davidson, B. P. Contrast Enhanced Ultrasound Perfusion Imaging in Skeletal Muscle. Journal of Cardiovascular Imaging. 27 (3), 163-177 (2019).
- Zaccagnini, G., et al. Magnetic Resonance Imaging Allows the Evaluation of Tissue Damage and Regeneration in a Mouse Model of Critical Limb Ischemia. PLoS One. 10 (11), 0142111 (2015).
- Penuelas, I., et al. PET as a measurement of hindlimb perfusion in a mouse model of peripheral artery occlusive disease. Journal of Nuclear Medicine. 48 (13), 1216-1223 (2007).
- Jia, Y., Qin, J., Zhi, Z., Wang, R. K. Ultrahigh sensitive optical microangiography reveals depth-resolved microcirculation and its longitudinal response to prolonged ischemic event within skeletal muscles in mice. Journal of Biomedical Optics. 16 (8), 086004 (2011).
- Turaihi, A. H., et al. Combined Intravital Microscopy and Contrast-enhanced Ultrasonography of the Mouse Hindlimb to Study Insulin-induced Vasodilation and Muscle Perfusion. Journal of Visualized Experiments. (121), e54912 (2017).
- Liu, C., et al. Enhanced autophagy alleviates injury during hindlimb ischemia/reperfusion in mice. Experimental and Therapeutic Medicine. 18 (3), 1669-1676 (2019).
- Liu, D. L., Svanberg, K., Wang, I., Andersson-Engels, S., Svanberg, S. Laser Doppler perfusion imaging: new technique for determination of perfusion and reperfusion of splanchnic organs and tumor tissue. Lasers in Surgery and Medicine. 20 (4), 473-479 (1997).
- Jing, Y., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat. Journal of Visualized Experiments. (135), e56243 (2018).
- Zhang, D., Li, S., Wang, S., Ma, H. An evaluation of the effect of a gastric ischemia-reperfusion model with laser Doppler blood perfusion imaging. Lasers in Medical Science. 21 (4), 224-228 (2006).
- Fitzal, F., et al. Circulatory changes after prolonged ischemia in the epigastric flap. Journal of Reconstructive Microsurgery. 17 (7), 535-543 (2001).
