Laser Doppler perfusjon bildebehandling i musen hindlimb

Summary

Her presenterer vi en protokoll som demonstrerer teknikken og nødvendige kontroller for Laser Doppler perfusjonsavbildning for å måle blodstrømmen i musens bakben.

Abstract

Blodstrømsgjenoppretting er et kritisk resultatmål etter eksperimentell bakbens iskemi eller iskemirefusjon. Laser Doppler perfusjonsavbildning (LDPI) er en vanlig, ikke-invasiv, repeterbar metode for å vurdere blodstrømsgjenoppretting. Teknikken beregner den totale blodstrømmen i prøvevevet fra Doppler-frekvensskiftet forårsaket når en laser treffer bevegelige røde blodlegemer. Målinger uttrykkes i vilkårlige perfusjonsenheter, slik at de kontralaterale ikke-intervenerte på benet vanligvis brukes til å kontrollere målinger. Måledybden er i området 0,3-1 mm; For hindlimb iskemi betyr dette at dermal perfusjon vurderes. Dermal perfusjon er avhengig av flere faktorer – viktigst av alt hudtemperatur og bedøvelsesmiddel, som må kontrolleres nøye for å resultere i pålitelige avlesninger. Videre kan hår- og hudpigmentering endre laserens evne til enten å nå eller trenge inn i dermis. Denne artikkelen demonstrerer teknikken til LDPI i musen hindlimb.

Introduction

Sårdannelse i huden med utilstrekkelig sårheling er en ledende årsak til amputasjoner hos mennesker¹. Tilstrekkelig sårheling krever høyere nivåer av arteriell perfusjon enn det som trengs for å opprettholde intakt hud, som er kompromittert hos pasienter med perifer arteriell sykdom^2,3,4. Flere andre revmatologiske tilstander og diabetes kan også føre til forstyrret og utilstrekkelig hudmikrosirkulasjon for å helbrede sår^5,6. Mange diabetespasienter har samtidig perifer arteriell sykdom, noe som gir dem spesielt høy risiko for amputasjon. Laser Doppler perfusjonsavbildning (LDPI) brukes i kliniske situasjoner for å evaluere hudens mikrosirkulasjon, samt i forskningssituasjoner for å evaluere blodstrøm og blodstrømsgjenoppretting etter eksperimentell bakbens iskemi, iskemi-reperfusjon og mikrokirurgiske klaffer⁷.

LDPI-systemet projiserer en laserstråle med lavt strømforbruk som avbøyes av et skannespeil for å bevege seg over en interesseregion. Dette adskiller seg fra Laser Doppler flowmetry, som gir en perfusjonsmåling for det lille vevsområdet i direkte kontakt med flowmetry sonde⁸. Når laserstrålen samhandler med å bevege blod i mikrovaskulaturen, gjennomgår den et Doppler-frekvensskift, som er foto oppdaget av skanneren og konvertert til vilkårlige perfusjonsenheter. Fordi LDPI er en lysbasert teknikk, er den begrenset når det gjelder penetrasjonsdybde til 0,3-1 mm, noe som betyr at dermal perfusjon for det meste vurderes⁷. Dermal strømning kan endres av hudtemperatur og det sympatiske nervesystemet, som kan påvirkes av ulike bedøvelsesmidler⁹. Målinger fra den optiske laseren påvirkes også av omgivelseslysforhold, hudpigmentering, og kan blokkeres av overlysende pels eller hår⁷.

LDPI er den mest brukte forskningsteknikken for å overvåke perfusjonsgjenoppretting etter iskemi fordi den ikke er invasiv, krever ikke kontrastadministrasjon, og har raske skannetider som tillater datainnsamling på flere dyr. Dette gjør det ideelt å bidra til å avgjøre om behandlinger rettet mot terapeutisk arteriogenese eller angiogenese er effektive i små dyremodeller. Blodstrømsgjenvinning etter bakbens iskemi målt ved LDPI korrelerer godt med sikkerhetsarterieutvikling når den vurderes på andre måter, for eksempel Mikrofilstøping eller mikro-CT^10,11. Målet med denne protokollen er å demonstrere vurderingen av bakbensperfusjon ved hjelp av LDPI.

Protocol

Dyreforsøk ble utført i henhold til en protokoll godkjent av University of Washington Institutional Animal Care and Use Committee. 1. Klargjøring av skanner Juster skannerhøyden slik at avstanden til det skannede motivet er ca. 30 cm. Slå på imageren og start den tilknyttede programvaren. Åpne måleprogrammet. Hvis programvaren kommuniserer riktig med skanneren, vises advarselen om at den infrarøde laseren slås på. Kalibrer ma…

Representative Results

Vellykket LDPI bør resultere i konsekvente gjentatte målskanninger, med ikke mer enn 100-150 perfusjonsenhetsvariasjon (tilsvarende omtrent 10% av den vanlige gjennomsnittlige perfusjonen for musens fotpute) mellom de tre skanningene (figur 2). Som vist i figur 2, hjelper gjentatte skanninger med å fastslå at musen er riktig likevektet slik at iskemisk / kontrollforholdet best gjenspeiler den underliggende blodstrømmen i motsetning til variasjon i dermal pe…

Discussion

Konsistent teknikk er avgjørende for å oppnå pålitelige resultater med LDPI. De samme bedøvelses- og temperaturinnstillingene, museposisjonen og interesseområdet bør brukes gjennom hele tidsforløpet. Ulike bedøvelsesmidler vil resultere i høyere eller lavere perfusjonsverdier⁹. Isofluran anestesi er praktisk på grunn av sin raske utbrudd og fremvekst samt generell sikkerhet. En konsekvent prosentandel av isofluran bør brukes som dybde av anestesi med dette vasodilatoriske middelet kan …

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