प्रवाह-संवर्धित अल्ट्रासाउंड के साथ आंख में गहरी संवहनी इमेजिंग
Summary
हम विपरीत एजेंटों के उपयोग के बिना आंखों में तीन आयामी एंजियोग्राफी उत्पन्न करने के लिए एक गैर-इनवेसिव अल्ट्रासाउंड तकनीक पेश करते हैं।
Abstract
आंख के भीतर रेटिना शरीर में सबसे अधिक ऊर्जा की मांग वाले ऊतकों में से एक है और इस प्रकार एक समृद्ध रक्त आपूर्ति से ऑक्सीजन वितरण की उच्च दर की आवश्यकता होती है। कोरॉइड की केशिका लामिना रेटिना की बाहरी सतह को रेखाबद्ध करती है और अधिकांश कशेरुक रेटिना में ऑक्सीजन का प्रमुख स्रोत है। हालांकि, यह संवहनी बिस्तर अत्यधिक प्रकाश-अवशोषित रेटिना के पीछे अपनी स्थिति के कारण पारंपरिक ऑप्टिकल तकनीकों के साथ छवि के लिए चुनौतीपूर्ण है। यहां हम एक उच्च-आवृत्ति अल्ट्रासाउंड तकनीक का वर्णन करते हैं, जिसमें बाद के प्रवाह-वृद्धि के साथ छवि गहरी संवहनी बेड (0.5-3 सेमी) आंख के गहरे संवहनी बेड (0.5-3 सेमी) एक उच्च स्पैटिओटेम्पोरल रिज़ॉल्यूशन के साथ होते हैं। यह गैर-इनवेसिव विधि न्यूक्लिएटेड लाल रक्त कोशिकाओं (गैर-स्तनधारी और भ्रूण पशु मॉडल) के साथ प्रजातियों में अच्छी तरह से काम करती है। यह इसके विपरीत एजेंटों के उपयोग के बिना गैर-इनवेसिव तीन-आयामी एंजियोग्राफी की पीढ़ी के लिए अनुमति देता है, और यह डॉपलर-आधारित अल्ट्रासाउंड इमेजिंग तकनीकों की तुलना में उच्च संवेदनशीलता के साथ रक्त प्रवाह कोणों से स्वतंत्र है।
Introduction
कशेरुक रेटिना पर उच्च चयापचय दो विपरीत जरूरतों के बीच एक आंतरिक ट्रेडऑफ़ लागू करता है; उच्च रक्त प्रवाह दर और रक्त वाहिकाओं से रहित एक हल्का पथ। लाल रक्त कोशिकाओं को प्रभावित करने की दृश्य गड़बड़ी से बचने के लिए, सभी कशेरुकियों के रेटिना को फोटोरिसेप्टर के पीछे केशिकाओं की एक शीट के माध्यम से ऑक्सीजन और पोषक तत्व प्राप्त होते हैं, कोरियोकैपिलारिस 1,2,3। हालांकि, पोषक तत्वों और ऑक्सीजन का यह एकल स्रोत रेटिना 4,5 की मोटाई के लिए एक प्रसार सीमा लगाता है, इसलिए कई नेत्रहीन सक्रिय प्रजातियों के पास इस चयापचय सक्रिय ऑर्गन 6 को अतिरिक्त रक्त आपूर्ति प्रदान करने के लिए विभिन्न प्रकार के विस्तृत संवहनी नेटवर्क होते हैं। इन संवहनी बिस्तरों में स्तनधारियों और कुछ मछलियों में आंतरिक रेटिना परतों को प्रभावित करने वाली रक्त वाहिकाएं शामिल हैं4,7,8,9,10, रेटिना के भीतरी (प्रकाश-सामना करने वाले) पक्ष पर रक्त वाहिकाएं कई मछलियों, सरीसृपों और पक्षियों में पाई जाती हैं4,11,12,13, और मछली कोरॉइड की प्रतिकरावर्ती संवहनी व्यवस्था, कोरॉइड रेटेट mirabile, कि सुपर वायुमंडलीय ऑक्सीजन आंशिक दबाव 14,15,16,17,18,19,20 की पीढ़ी के लिए अनुमति देता है. इसके बावजूद कि रेटिना पोषक तत्वों की आपूर्ति के लिए ये अतिरिक्त गैर-कोरॉइडल पथ बेहतर दृष्टि 4 की चयापचय आवश्यकताओं को बढ़ावा देने में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं, इन संवहनी संरचनाओं की तीन आयामी शरीर रचना विज्ञान को खराब तरीके से समझा जाता है, कशेरुकी आंखों के रूपात्मक विकास की हमारी समझ को सीमित करता है।
परंपरागत रूप से, रेटिना रक्त की आपूर्ति का अध्ययन ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग करके किया गया है, जैसे कि फंडस ऑप्थाल्मोस्कोपी। तकनीकों की यह श्रेणी उच्च-रिज़ॉल्यूशन 21 में गैर-कोरॉइडल रक्त वाहिका शरीर रचना विज्ञान पर उच्च-थ्रूपुट गैर-विनाशकारी जानकारी प्रदान करती है और इसलिए रेटिना पोत संरचना 22 में असामान्यताओं के नैदानिक निदान में आसानी से उपयोग की जाती है। हालांकि, रेटिना वर्णक उपकला संचरित प्रकाश को अवशोषित करता है और इन ऑप्टिकल तकनीकों में दृश्य की गहराई को सीमित करता है, जो कंट्रास्ट एजेंट 21 के उपयोग के बिना कोरॉइडल संरचना और कार्य पर कम जानकारी प्रदान करता है। इसी तरह की गहराई सीमाओं को ऑप्टिकल सुसंगतता टोमोग्राफी (ओसीटी) में अनुभव किया जाता है। यह तकनीक गहराई प्रवेश 23 के तकनीकी खर्च पर प्रकाश तरंगों का उपयोग करके उच्च-रिज़ॉल्यूशन फंडस एंजियोग्राफी उत्पन्न कर सकती है, जबकि बढ़ी हुई गहराई इमेजिंग ओसीटी रेटिना इमेजिंग गुणवत्ता 24 की कीमत पर कोरॉइड की कल्पना कर सकती है। चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग नेत्रदर्शी और ओसीटी की ऑप्टिकल सीमाओं को दूर करती है और रेटिना में संवहनी परतों को मैप कर सकती है, हालांकि कम रिज़ॉल्यूशन 25 पर। हिस्टोलॉजी और माइक्रोकंप्यूटेड टोमोग्राफी (μCT) ऑप्टिकल तकनीकों के उच्च-रिज़ॉल्यूशन को बनाए रखते हैं और पूरे आंख संवहनी आकृति विज्ञान 4 पर जानकारी प्रदान करते हैं, लेकिन दोनों तकनीकों को ओकुलर सैंपलिंग की आवश्यकता होती है और इसलिए क्लिनिक या दुर्लभ या लुप्तप्राय प्रजातियों में संभव नहीं है। इन स्थापित रेटिना इमेजिंग तकनीकों की कुछ सीमाओं को दूर करने के लिए, यहां अध्ययन एनेस्थेटिक जानवरों पर एक अल्ट्रासाउंड प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है, जहां रक्त आंदोलन को समान रूप से-स्पेस वाले दो-आयामी अल्ट्रासाउंड स्कैन की एक श्रृंखला पर सिलिको में मैप किया जाता है, जो भ्रूण और हृदय इमेजिंग 26,27 के लिए पहले वर्णित एक तुलनीय तकनीक को लागू करके एक पूरी आंख को फैलाता है। 28 और OCT एंजियोग्राफी 29 में। यह दृष्टिकोण एक विपरीत एजेंट का उपयोग किए बिना गैर-इनवेसिव तीन-आयामी गहरी ओकुलर एंजियोग्राफी की पीढ़ी के लिए अनुमति देता है और प्रजातियों में आंखों के भीतर रक्त प्रवाह वितरण के मानचित्रण के लिए नए रास्ते खोलता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रवाह-संवर्धित अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके संवहनी इमेजिंग आंख के वास्कुलचर के गैर-इनवेसिव इमेजिंग के लिए एक नई विधि प्रदान करती है जो वर्तमान तकनीकों पर कई फायदे प्रदान करती है लेकिन इसकी आंतरिक सीम?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को कार्ल्सबर्ग फाउंडेशन (CF17-0778) से धन प्राप्त हुआ है; CF18-0658), लुंडबेक फाउंडेशन (R324-2019-1470; R346-2020-1210), वेलक्स फाउंडेशन (00022458), चिकित्सा विज्ञान की उन्नति के लिए एपी मोलर फाउंडेशन, मैरी स्कोडोस्का-क्यूरी अनुदान समझौते (नंबर 754513) के तहत यूरोपीय संघ के क्षितिज 2020 अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम, और आरहस यूनिवर्सिटी रिसर्च फाउंडेशन।
Materials
| MS-222 | Sigma | E10521-50G | |
| Benzocaine | Sigma | E-1501 | |
| Propofol | B Braun | 12260470_0320 |
|
| Alfaxalon | Jurox | NA | |
| Isoflurane | Zoetis | 50019100 | |
| Ultrasound scanner | VisualSonics | Vevo 2100 |
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