Summary

Diluée-skull Technique fenêtre corticale pour<em> In Vivo</em> Tomographie par cohérence optique d'imagerie

Published: November 19, 2012
doi:

Summary

Nous présentons une méthode de création d'une fenêtre corticale amincie crâne (TSCW) dans un modèle de souris pour<em> In vivo</em> Imagerie OCT du cortex cérébral.

Abstract

Tomographie par cohérence optique (OCT) est une technique d'imagerie biomédicale de haute résolution spatio-temporelle. Grâce à son approche minimalement invasive OCT a été largement utilisé en ophtalmologie, dermatologie, gastro-entérologie et 1-3. En utilisant une fenêtre corticale amincie crâne (TSCW), nous employons domaine spectral OCT (SD-OCT) modalité comme un outil pour l'image du cortex in vivo. Communément, un crâne ouvert, a été utilisé pour la neuro-imagerie car il offre une plus grande polyvalence, cependant, une approche TSCW est moins invasive et est un moyen efficace pour l'imagerie à long terme dans les études de neuropathologie. Ici, nous présentons une méthode de création d'un TSCW dans un modèle de souris in vivo pour imagerie OCT du cortex cérébral.

Introduction

Depuis son introduction dans le début des années 1990, l'OCT a été largement utilisé pour l'imagerie biologique de la structure des tissus et la fonction 2. Octobre génère des images en coupe en mesurant le temps de retard d'écho de 4 lumière rétrodiffusée par la mise en oeuvre à faible cohérence source de lumière avec un interféromètre de Michelson à fibres optiques 2,4. SD-OCT, également connu sous le nom de domaine de Fourier PTOM (FD-OCT), a été introduit en 1995 5 et offre une modalité d'imagerie de qualité supérieure par rapport aux traditionnels dans le domaine temporel OCT (TD-OCT). Dans l'affaire SD-OCT, le bras de référence est maintenue stationnaire résultant en une vitesse élevée et ultra acquisition d'image à haute résolution 6-9.

À l'heure actuelle, les modèles TSCW ont été largement utilisés pour des applications in vivo d'imagerie cérébrale de microscopie à deux photons au lieu d'une craniotomie traditionnelle. Ces TSCW ont été utilisés simultanément avec une plaque de crâne personnalisée ou une lamelle de verre 10-13 à fournir d'autres imaGing stabilité. Dans nos études, nous avons constaté que des accessoires tels que ceux-ci ne sont pas nécessaires pour imagerie OCT quand un TSCW est utilisé. Par conséquent, l'absence d'une plaque de crâne ou des lamelles de verre permet une plus large gamme de taille de la fenêtre d'imagerie, car ils peuvent interférer avec le faisceau optique et modifier des images octobre

Une préparation amincie crâne s'est avérée avantageuse dans les études d'imagerie du cerveau en utilisant la microscopie à deux photons 10-13. Dans nos expériences, nous utilisons un système SD-OCT à l'image du cortex in vivo par un TSCW. La coutume SD-OCT installation d'imagerie contient une large bande, la source de lumière à faible cohérence constitué par deux diodes superluminescentes (SLD) centrés à 1295 nm avec une largeur de bande de 97 nm résultant en une résolution axiale et latérale de 8 um et 20 um, respectivement 14 . Avec notre appareil d'imagerie optique, nous prévoyons que l'imagerie à travers un TSCW a un grand potentiel dans l'identification et la visualisation des structures et des fonctions dans l'otissu cérébral ptically dense.

Protocol

1. Préparation chirurgicale CD 1 souris femelles âgées de 6-8 semaines ont été utilisés dans nos expériences. Anesthésier la souris avec une injection intrapéritonéale d'une combinaison de kétamine et de xylazine (80 mg / kg ketamine/10 mg / kg de xylazine). Placez la souris sur un tapis homéothermes afin d'assurer une température corporelle optimale à ~ 37 ° C Surveiller en permanence le niveau de l'anesthésie en testant les réflexes animal (par exemple, pincer…

Representative Results

Après avoir créé une fenêtre amincie sur le cortex cérébral du système vasculaire devrait maintenant être visuellement plus importante (Figure 1) et permettra une profondeur plus grande image (jusqu'à 1 mm). Le cortex droit est amincie à environ 55 um par rapport à un crâne normal mesuré à 140 um (figure 1) et fournit une plus grande clarté optique. Dilution supplémentaire à 10-15 um est possible 11 cependant pas nécessaire que l'utilisation de lamel…

Discussion

Imagerie par OCT et amincie crâne est un roman de neuro-imagerie technique qui n'a été que récemment enquêté sur 15, 16. Dans nos expériences, nous avons démontré la faisabilité de SD-OCT par un TSCW dans un modèle de souris in vivo. À partir de ces résultats, le crâne est amincie à environ 55 um et la profondeur de pénétration est obtenue à environ 1 mm avec une résolution d'image de 8 um et 20 um dans la direction axiale et latérale, respectivement. Dans le profil d'…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par la preuve UC Découverte de la subvention Concept et par le NIH (R00 EB007241). Les auteurs tiennent également à remercier Jacqueline Hubbard pour son aide dans cette expérience.

Materials

Materials Company Catalogue number Comments
Ketamine Phoenix Pharmaceuticals 57319-542-02  
Xylazine Akorn, Inc. 139-236  
Artificial Tears Ointment Rugby 0536-6550-91  
Nair Church & Dwight Co., Inc. 4010130  
Sterile Alcohol Prep Pad Kendall Healthcare 6818  
Cotton Tipped Applicators Fisherbrand 23-400-115  
Betadine Solution Swabstick Purdue Products 67618-153-01  
Saline Solution, .9% Phoenix Pharmaceuticals 57319-555-08  
Stereotactic Frame Stoelting    
High Speed Surgical Hand Drill Foredom   38,000 rpm
Carbide Round Bur Stoelting   0.75 mm
Dura-Green Stones Shofu   Shank: HP
Shape: BA1
CompoMaster Coarse & CompoMaster Polisher Shofu   Shape: Mini-Pt.
SpaceDrapes Braintree Scientific, Inc.    

References

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Szu, J. I., Eberle, M. M., Reynolds, C. L., Hsu, M. S., Wang, Y., Oh, C. M., Islam, M. S., Park, B. H., Binder, D. K. Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging. J. Vis. Exp. (69), e50053, doi:10.3791/50053 (2012).

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