ضعفت-الجمجمة وتقنيات النافذة القشرية لل<em> في الجسم الحي</em> البصرية بالاتساق التصوير المقطعي التصوير
Summary
نقدم وسيلة لخلق نافذة ضعيفة-الجمجمة القشرية (TSCW) في نموذج الفأر ل<em> في الجسم الحي</em> التصوير أكتوبر من القشرة المخية.
Abstract
التصوير المقطعي التماسك البصري (أكتوبر) هي تقنية التصوير الطبية الحيوية للقرار المكانية والزمانية عالية. مع نهجها مينيملي وقد استخدم على نطاق واسع في أكتوبر العيون والأمراض الجلدية، أمراض الجهاز الهضمي و 1-3. باستخدام نافذة ضعيفة-الجمجمة القشرية (TSCW)، ونحن توظيف الطيفية المجال أكتوبر (SD-OCT) طريقة كأداة لصورة القشرة في الجسم الحي. عادة، وقد استخدم فتح الجمجمة، لتصوير الأعصاب، حيث أنه يوفر أكثر براعة، ومع ذلك، فإن اتباع نهج أقل الغازية TSCW وسيلة فعالة للتصوير المدى الطويل في الدراسات العصبية. هنا، نقدم طريقة لخلق TSCW في نموذج الفأر لفي الجسم الحي التصوير أكتوبر من القشرة المخية.
Introduction
منذ بدء العمل به في أوائل عام 1990، وقد استخدم على نطاق واسع للتصوير أكتوبر البيولوجي للبنية الأنسجة وظيفة 2. أكتوبر يولد صور مقطعية عن طريق قياس صدى تأخير الوقت من 4 ضوء المرتدة عن طريق تنفيذ منخفضة مصدر الضوء الاتساق مع تداخل نيكلسون الألياف الضوئية 2،4. قدم للمرة الأولى SD-OCT، المعروف أيضا باسم فورييه مجال أكتوبر (FD-OCT)، في 1995 5 ويقدم طريقة التصوير متفوقة مقارنة مع التقليدية الوقت المجال أكتوبر (TD-OCT). في SD-OCT، يتم الاحتفاظ الذراع مرجع ثابتة مما أدى إلى سرعة عالية جدا وصورة عالية الدقة اقتناء 6-9.
في الوقت الحاضر، وقد استخدمت نماذج TSCW إلى حد كبير عن الجسم الحي في تطبيقات تصوير الدماغ اثنين من الفوتون المجهري بدلا من حج القحف التقليدية. وقد استخدمت هذه TSCW بالتزامن مع لوحة الجمجمة مخصص أو زلة غطاء الزجاج 10-13 لتوفير IMA إضافيةجينج الاستقرار. في دراساتنا، لاحظنا أن الملحقات مثل هذه ليست ضرورية للتصوير أكتوبر عند استخدام TSCW. ولذلك، فإن عدم وجود لوحة أو الجمجمة تغطية زلات الزجاج يسمح لمجموعة واسعة من حجم الإطار التصوير لأنها قد تتداخل مع الشعاع الضوئي وتغيير الصور أكتوبر
وقد ثبت A-ضعفت إعداد الجمجمة ليكون من المفيد في الدراسات التصويرية للدماغ باستخدام اثنين من الفوتون المجهري 10-13. في تجاربنا، ونحن الاستفادة من نظام SD-OCT لصورة القشرة في الجسم الحي من خلال TSCW. عادتنا الإعداد التصوير SD-OCT يحتوي على النطاق العريض، ومصدر الضوء المنخفض التماسك تتكون من اثنين من الثنائيات superluminescent (SLD) تركزت في 1295 نانومتر مع عرض النطاق الترددي من 97 نانومتر مما أدى إلى قرار محوري والجانبية من 8 ميكرومتر ميكرومتر و20، على التوالي 14 . مع جهاز التصوير الضوئي لدينا، ونحن نتصور أن التصوير من خلال TSCW لديها امكانات كبيرة في تحديد وتصور هياكل ووظائف في سالكثيفة ptically الدماغ الأنسجة.
Protocol
Representative Results
Discussion
التصوير مع وأكتوبر وضعفت الجمجمة، هي رواية للأعصاب التصوير تقنية فقط وقد تم التحقيق مؤخرا 15 و 16. في تجاربنا، أثبتنا جدوى SD-OCT التصوير من خلال TSCW في نموذج الفأر في الجسم الحي. من نتائجنا، وضعفت الجمجمة إلى حوالي 55 ميكرون ويتم الحصول على عمق الاختراق في حوالي 1…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل والدليل على اكتشاف UC منحة مفهوم والمعاهد الوطنية للصحة (R00 EB007241). فإن الكتاب أود أن أشكر أيضا جاكلين هوبارد لمساعدتها في هذه التجربة.
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
- Bizheva, K., Unterhuber, A., Hermann, B., Povazay, B., Sattmann, H., Drexler, W. Imaging ex vivo and in vitro brain morphology in animal models with ultrahigh resolution optical coherence tomography. Journal of Biomedical Optics. 9, 719-724 (2004).
- Fujimoto, J. G. Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging. Nature Biotechnology. 21, 1361-1367 (2003).
- Wantanabe, H., Rajagopalan, U. M., Nakamichi, Y., Igarashi, K. M., Kadono, H., Tanifuji, M. Swept source optical coherence tomography as a tool for real time visualization and localization of electrodes used in electrophysiological studies of brain in vivo. Biomedical Optics Express. 2, 3129-3134 (2011).
- Huang, D., Swanson, E. A., Lin, C. P., Schuman, J. S., Stinson, W. G., Chang, W., Hee, M. R., Flottee, T., Gregory, K., Puliafito, C. A., Fujimoto, J. G. Optical coherence tomography. Science. 254, 1178-1181 (1991).
- Mitsui, T. Dynamic range of optical reflectometry with spectral interferometry. Japanese Journal of Applied Physics. 38, 6133-6137 (1999).
- de Boer, J. F., Cense, B., Park, B. H., Pierce, M. C., Tearney, G. J., Bouma, B. Improved signal-to-noise ratio in spectral-domain compared with time-domain optical coherence tomograhy. Optics Letters. 28, 2067-2069 (2003).
- de Boer, J. F. Ch. 5. Optical Coherence Tomography: Technology and Applications. , (2008).
- Choma, M. A., Sarunic, M. V., Yang, C., Izatt, J. A. Sensitivity advantage of swept source and fourier domain optical coherence tomography. Optics Express. 11, 2183-2189 (2003).
- Leitgeb, R. A., Drexler, W., Unterhuber, A., Hermann, B., Bajraszewski, T., Le, T., Stingl, A., Fercher, A. F. Ultrahigh resolution fourier domain optical coherence tomography. Optics Express. 12, 2156-2165 (2004).
- Drew, P. J., Shih, A. Y., Driscoll, J. D., Knutsen, P. M., Blinder, P., Davalos, D., Akassoglou, K., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull. Nature Methods. 7, 981-984 (2010).
- Shih, A. Y., Mateo, C., Drew, P. J., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse. J. Vis. Exp. 61, e3742 (2012).
- Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice. Nature Protocols. 5, (2010).
- Lu, M., Majewska, S., K, A., Gelbard, H. A. A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation. J. Vis. Exp. (43), e2059 (2010).
- Wang, Y., Oh, C. M., Oliveira, M. C., Islam, M. S., Ortega, A., Park, B. H. GPU accelerated real-time multi-functional spectral-domain optical coherence tomography system at 1300nm. Optics Express. 20, 14797-14813 (2012).
- Aguirre, A. D., Chen, Y., Fujimoto, J. F. Depth-resolved imaging of functional activation in the rat cerebral cortex using optical coherence tomography. Opt. Lett. 31, 3459-3461 (2006).
- Chen, Y., Aguirre, A. D., Ruvinskaya, L., Devor, A., Boas, D. A., Fujimoto, J. G. Optical coherence tomography (OCT) reveals depth-resolved dynamics during functional brain activation. Journal of Neuroscience Methods. 178, 162-173 (2009).
- Liang, C., Wierwille, J., Moreira, T., Schwartzbauer, G., Jafri, M. S., Tang, C., Chen, Y. A forward-imaging needle-type OCT probe for image guided stereotactic procedures. Opt Express. 19, 26283-26294 (2011).
- Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Gorczynska, I., Ruvinskaya, S., Wu, W., Fugimoto, J. G., Boas, D. A. Quantitative cerebral blood flow with optical coherence tomography. Optics Express. 18, 2477-2494 (2010).
- Galetta, K. M., Calabresi, P. A., Frohman, E. M., Balcer, L. J. Optical Coherence Tomography (OCT): imaging the visual pathway as a model for neurodegeneration. The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 8, 117-132 (2011).
- Seigo, M. A., Sotirchos, E. S., Newsome, S., Babiarz, A., Eckstein, C., Ford, E., Oakley, J. D., Syc, S. B., Frohman, T. C., Ratchford, J. N., Balcer, L. J., Frohman, E. M., Calabresi, P. A., Saidha, S. In vivo assessment of retinal neuronal layers in multiple sclerosis with maual and automated optical coherence tomography segementation techniques. J. Neurol. , (2012).
- Frohman, E. M., Fujimoto, J. G., Frohman, T. C., Calabresi, P. A., Cutter, G., Balcer, L. J. Optical coherence tomography: a window into the mechanisms of multiple sclerosis. Nature Clinical Practice. 4, 664-675 (2008).
- Gill, A. S., Rajneesh, K. F., Owen, C. M., Yeh, J., Hsu, M., Binder, D. K. Early optical detection of cerebral edema in vivo. J. Neurosurg. 114, 470-477 (2011).
