DE202009009799U1 - Device for the examination of live animals - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Untersuchung von lebenden Tieren mit einem Gehäuse (10), einer in dem Gehäuse angeordneten oder in das Gehäuse einbringbaren Messbühne (32) und wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten Strahlungsdetektor (20) zur Messung von aus dem Tier austretender Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Messbühne (32) zumindest abschnittsweise aus einer Folie (37) besteht und dass unterhalb der Messbühne ein Ultraschallmesskopf (52) angeordnet ist, welcher in Kontakt mit der Folie bringbar und relativ zum Boden bewegbar ist.Device for the examination of live animals comprising a housing (10), a measuring stage (32) arranged in the housing or insertable into the housing and at least one radiation detector (20) arranged in the housing for measuring radiation emerging from the animal, characterized in that the bottom of the measuring stage (32) at least partially consists of a film (37) and that below the measuring stage an ultrasonic measuring head (52) is arranged, which can be brought into contact with the film and movable relative to the ground.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung von lebenden Tieren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for the study of living Animals according to the preamble of claim 1.

In der medizinischen Forschung, insbesondere in der Tumorforschung, werden potentielle Medikamente zunehmend dadurch auf ihre Wirksamkeit untersucht, dass ihre Wirkung an lebenden Kleinsäugern, insbesondere Mäusen, in regelmäßigen Zeitabständen beobachtet wird. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dem zu untersuchenden Kleinsäuger transfizierte Tumorzellen zu injizieren, wobei diese transfizierten Tumorzellen ein Protein kodieren, welches Biolumineszenz oder Fluoreszenz zeigt. Die durch die Biolumineszenz oder Fluoreszenz erzeugten Photonen können mit geeigneten Messgeräten durch das Gewebe des lebenden Kleinsäugers hindurch gemessen und somit ein Bild des Tumors erzeugt werden. Wird eine solche Messung in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt, so lassen sich Rückschlüsse auf den Einfluss eines zugegebenen Medikamentes auf das Tumorwachstum, auf Metastasenbildung und so weiter ziehen. Eine solche Methode ist beispielsweise in der WO 1997/018841 A1 beschrieben. Ein Messgerät, mit dem eine Messung von Biolumineszenz- oder Fluoreszenzphotonen durchgeführt werden kann, wird von der Firma Berthold Technologies unter dem Namen „Nightowl” vertrieben.In medical research, particularly in tumor research, potential drugs are increasingly being evaluated for their effectiveness in monitoring their effect on live small mammals, especially mice, at regular intervals. In this case, it is possible, for example, to inject tumor cells transfected into the small mammal to be examined, whereby these transfected tumor cells encode a protein which shows bioluminescence or fluorescence. The photons produced by the bioluminescence or fluorescence can be measured with suitable measuring instruments through the tissue of the living mammal and thus an image of the tumor can be generated. If such a measurement is carried out at regular intervals, then conclusions can be drawn on the influence of an added drug on tumor growth, on metastasis and so on. Such a method is for example in the WO 1997/018841 A1 described. A measuring device, with which a measurement of bioluminescent or fluorescence photons can be carried out, is sold by Berthold Technologies under the name "Nightowl".

Um aus solchen Messungen das Höchstmaß an Information zu gewinnen, ist es häufig erforderlich, die Lage der inneren Organe des untersuchten Kleinsäugers durch eine weitere Messung zu bestimmen. Dies kann mittels einer separaten Ultraschallmessung erfolgen, wobei hierbei derzeit wie folgt vorgegangen wird: Der zu untersuchende, narkotisierte Kleinsäuger wird auf einen eine Messbühne aufweisenden, wechselbaren Träger gelegt, auf welchem zunächst manuell die Ultraschallmessung durchgeführt wird. Anschließend wird der wechselbare Träger in ein Messinstrument eingebracht, in welchem die optische Messung durchgeführt wird. Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, dass die inneren Organe beim Transport verrutschen können, so dass die Gesamtmessung keine optimalen Ergebnisse liefert.Around from such measurements the maximum amount of information To win, it is often necessary to know the location of the inner Organs of the examined small mammal by another To determine the measurement. This can be done by means of a separate ultrasound measurement The procedure is currently as follows: The to be examined, anesthetized small mammals is on a a measuring stage having, exchangeable carrier placed on which initially manually the ultrasonic measurement is carried out. Subsequently, the changeable Carrier placed in a measuring instrument in which the optical Measurement is performed. This procedure has the Disadvantage that the internal organs can slip during transport, so that the overall measurement does not give optimal results.

Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass die Qualität der Gesamtmessung verbessert wird.Of these, Based on the present invention has the object, a generic device to improve to that the quality of the overall measurement is improved.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved.

Erfindungsgemäß besteht der Boden der Messbühne, auf welche das Tier zur Messung aufgelegt wird, zumindest abschnittsweise aus einer Folie und unterhalb der Messbühne ist ein Ultraschallmesskopf angeordnet, welcher in Kontakt mit der Folie bringbar und relativ zum Boden bewegbar ist. Weiterhin ist in dem Gehäuse ein Strahlungsmessungsdetektor angeordnet, mit dessen Hilfe aus dem Tier austretende Strahlung gemessen werden kann.According to the invention the bottom of the measuring platform on which the animal is to measure is applied, at least in sections from a slide and below the measuring platform is arranged an ultrasonic measuring head, which brought into contact with the film and movable relative to the ground is. Furthermore, in the housing is a radiation measurement detector arranged, with the help of the animal emerging radiation can be measured.

Der Ultraschallmesskopf ist relativ zum Boden der Messbühne parallel zu diesem bewegbar. Zur Messung wird zunächst die den Boden bildende Folie mit etwas Wasser bedeckt und dann das zu messende Tier – welches in der Regel hierzu anästhesiert ist – auf die Folie gelegt. Das Wasser stellt einen hinreichenden Ultraschallkontakt her, so dass durch relatives Bewegen des Ultraschallmesskopfes zum Boden der Messbühne ein 3D-Ultraschallbild erzeugt werden kann. Die Messung mit dem Strahlungsdetektor kann zeitgleich oder zumindest ohne Bewegen des Tieres erfolgen, so dass das Bild, welches durch die Ultraschallmessung gewonnen wird, und das Bild, welches durch die Messung des Strahlungsdetektors gewonnen wird, zueinander deckungsgleich sind.Of the Ultrasonic measuring head is relative to the bottom of the measuring platform movable parallel to this. To measure is first cover the film forming the bottom with a little water and then the animal to be measured - which is usually anesthetized for this purpose is - put on the slide. The water provides a sufficient Ultrasonic contact ago, so that by relative movement of the ultrasonic probe to Bottom of the measuring stage to be generated a 3D ultrasound image can. The measurement with the radiation detector can be done at the same time or at least without moving the animal, leaving the picture, which is obtained by the ultrasonic measurement, and the image which obtained by the measurement of the radiation detector, to each other are congruent.

In bevorzugten Ausführungsformen nach den Ansprüchen 4 bis 6 ist der Strahlungsdetektor insbesondere zur Messung von Biolumineszenz-Strahlung eingerichtet.In preferred embodiments according to the claims 4 to 6 is the radiation detector in particular for the measurement of Bioluminescence radiation set up.

Es ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch auch möglich, andere Strahlungsmessungen, wie beispielsweise Positronenemissionsmessungen (PET) durchzuführen, so dass auch andere Strahlungsdetektoren einsetzbar sind.It However, with the device according to the invention also possible, other radiation measurements, such as Perform positron emission measurements (PET) so that also other radiation detectors can be used.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispielen. Hierbei zeigen:Further preferred embodiments will be apparent from the others Subclaims and from the now with reference to the figures illustrated embodiments. in this connection demonstrate:

1: einen schematisierten Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 FIG. 2 shows a schematic cross section through an exemplary embodiment of a device according to the invention, FIG.

2 die Draufsicht A-A aus 1, 2 the top view AA 1 .

3 das in 1 Gezeigte in einem Beladezustand, 3 this in 1 Shown in a loading condition,

4 das in 3 Gezeigte nach Auflegen einer anästhesierten Maus auf die Messbühne, 4 this in 3 Shown after placing an anesthetized mouse on the measuring platform,

5 das in 4 Gezeigte bei geschlossenem Gehäuse, 5 this in 4 Shown with closed case,

6 das in 5 Gezeigte zu Beginn der Ultraschallmessung und 6 this in 5 Shown at the beginning of the ultrasonic measurement and

7 das in 6 Gezeigte im Verlauf der Ultraschallmessung. 7 this in 6 Shown in the course of the ultrasound measurement.

Die 1 zeigt in einem stark schematisierten Querschnitt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die 2 ist eine Draufsicht aus Richtung A-A in 1.The 1 shows in a highly schematic cross section an embodiment of a device according to the invention. The 2 is a plan view from direction AA in 1 ,

Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 10 mit einem Gehäuseboden 14, Seitenwänden 16 und einem Dach 18. Das Gehäuse 10 kann mithilfe einer Tür 16 verschlossen werden, so dass das Innere des Gehäuses 10 lichtdicht gegen die Umgebung abgeschirmt ist. Innerhalb des Gehäuses 10 ist ein Träger 30 gehalten und mittels der Antriebsräder 40, 42 horizontal in X-Richtung verfahrbar. Der Träger 30 weist zwei Bereiche auf, nämlich die Messbühne 32 und den hinteren Abschnitt 38, auf welchen die Antriebsräder 40, 42 wirken. Die Messbühne 32 besteht aus einem eine Ausnehmung 36 aufweisenden Rahmen 34 und einer in dem Rahmen 34 gespannten Folie 37, welche den Boden der Messbühne 32 bil det. Die Folie ist eine Kunststofffolie, beispielsweise aus Polypropylen und hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 100 und 300 μm.The device comprises a housing 10 with a caseback 14 , Side walls 16 and a roof 18 , The housing 10 can use a door 16 be closed, leaving the interior of the case 10 light-tight against the environment is shielded. Inside the case 10 is a carrier 30 held and by means of the drive wheels 40 . 42 horizontally movable in X-direction. The carrier 30 has two areas, namely the measuring stage 32 and the back section 38 on which the drive wheels 40 . 42 Act. The measuring stage 32 consists of a recess 36 having frames 34 and one in the frame 34 stretched film 37 , which is the bottom of the measuring platform 32 bil det. The film is a plastic film, for example made of polypropylene and preferably has a thickness between 100 and 300 microns.

Vorzugsweise ist die Folie beheizbar, so dass Sie auf etwa 37°C geheizt werden kann. Diese Beheizbarkeit kann durch dünne Heizdrähte erreicht werden, die durch die Folie verlaufen. Aus hygienischen Gründen ist die Folie weiterhin vorzugsweise wechselbar im Rahmen 34 gehalten, so dass für jede Messung eine neue Folie verwendet werden kann.Preferably, the film is heatable, so that it can be heated to about 37 ° C. This heatability can be achieved by thin heating wires that run through the film. For hygienic reasons, the film is still preferably changeable in the frame 34 held, so that for each measurement a new film can be used.

Auf der Innenseite des Daches 18 des Gehäuses ist ein Strahlungsdetektor 20 angeordnet. Dieser Strahlungsdetektor 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Detektor für optische Photonen, insbesondere eine CCD-Kamera oder ein Photomultiplier. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strahlungsdetektor 20 eine ortsauflösende CCD-Kamera. In anderen Anwendungsfällen kann der Strahlungsdetektor 20 auch ein Strahlungsdetektor für radioaktive Strahlung, insbesondere eine Positronenkamera sein, so dass eine PET-Messung durchgeführt werden kann.On the inside of the roof 18 of the housing is a radiation detector 20 arranged. This radiation detector 20 In the exemplary embodiment shown, a detector for optical photons, in particular a CCD camera or a photomultiplier. In a preferred embodiment, the radiation detector 20 a spatially resolving CCD camera. In other applications, the radiation detector 20 also be a radiation detector for radioactive radiation, in particular a positron camera, so that a PET measurement can be performed.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Strahlungsdetektor ortsfest am Dach 18 des Gehäuses 10 angeordnet und ortsauflösend. In anderen Anwendungen wäre es jedoch auch möglich, den Strahlungsdetektor 20 beweglich, insbesondere in X-Richtung, am Dach 18 anzuordnen und den Strahlungsdetektor 20 nach Art eines Scanners zu betreiben.In the exemplary embodiment shown, the radiation detector is stationary on the roof 18 of the housing 10 arranged and spatially resolved. In other applications, however, it would also be possible to use the radiation detector 20 movable, especially in the X direction, on the roof 18 to arrange and the radiation detector 20 to operate in the manner of a scanner.

Unterhalb der Messbühne 32 ist eine Ultraschallmesseinrichtung 50 angeordnet. Diese besteht aus einem Ultraschallmesskopf 52 und einer Halterung 54 für diesen Ultraschallmesskopf 52. Die Halterung für den Ultraschallmesskopf 54 ist horizontal, hier nämlich auch in X-Richtung, verfahrbar und der Ultraschallmesskopf 52 ist gegenüber seiner Halterung 54 vertikal in Z-Richtung verfahrbar.Below the measuring stage 32 is an ultrasonic measuring device 50 arranged. This consists of an ultrasonic measuring head 52 and a holder 54 for this ultrasonic measuring head 52 , The holder for the ultrasonic measuring head 54 is horizontal, here namely in the X direction, movable and the ultrasonic probe 52 is opposite to its holder 54 vertically movable in Z-direction.

Mit Bezug auf die 3 bis 7 wird nun die Arbeitsweise der eben beschriebenen Vorrichtung erläutert. Die 3 zeigt einen Beladezustand. Hier wird die Messbühne 32 durch Betätigung der Antriebsräder 40, 42 bei geöffneter Tür 12 ganz oder teilweise aus dem Gehäuse 10 ausgeschoben. In diesem Zustand wird auf die Folie 37, welche den Boden der Messbühne 32 bildet Wasser aufgegeben, so dass eine Wasserschicht W mit einer Tiefe von wenigen Millimetern entsteht. Anschließend wird, wie dies in 4 gezeigt ist, das zu messende Tier, hier nämlich eine Maus M, in anästhesiertem Zustand auf die Folie 37 aufgelegt. Anschließend wird durch Antrieb der Antriebsräder 40, 42 die Messbühne 32 ins Innere des Gehäuses 10 gebracht und die Tür 12 verschlossen, so dass das Innere des Gehäuses 10 lichtdicht verschlossen ist.With reference to the 3 to 7 Now, the operation of the device just described will be explained. The 3 shows a loading condition. Here is the measuring stage 32 by operation of the drive wheels 40 . 42 with the door open 12 wholly or partly from the case 10 ejected. In this condition will be on the slide 37 , which is the bottom of the measuring platform 32 forms water abandoned, so that a water layer W is formed with a depth of a few millimeters. Subsequently, as in 4 is shown, the animal to be measured, namely a mouse M, in anesthetized state on the slide 37 hung up. Subsequently, by driving the drive wheels 40 . 42 the measuring stage 32 inside the case 10 brought and the door 12 closed, leaving the interior of the case 10 is sealed light-tight.

Nun beginnt der Messvorgang, bei welchem zum einen aus der Maus M austretende Strahlung, im gezeigten Ausführungsbeispiel Biolumineszenz-Strahlung, mit dem Strahlungsdetektor 20 gemessen und zum anderen mittels des Ultraschallmesskopfes 52 ein Ultraschallbild der Maus M erzeugt wird. Hierzu wird, wie dies in 6 gezeigt ist, der Ultraschallmesskopf 52 zunächst vertikal nach oben bewegt, bis er in Kontakt mit der Unterseite der Folie 37 kommt, so dass der Ultraschallmesskopf 52 über die Folie 37 und die sich auf der Folie befindende Wasserschicht W in Ultraschallkontakt mit der Maus M kommt. Die Halterung 54 für den Ultraschallmesskopf 52 wird nun horizontal in -X-Richtung bewegt, so dass die gesamte Maus M abgescannt wird, und ein dreidimensionales Ultraschallbild erzeugt werden kann. In einem Datenverarbeitungsschritt können dann die Bilder, welche vom Strahlungsdetektor 20 und die, die vom Ultraschallmesskopf 52 erzeugt werden, überlagert werden, so dass die mit dem Detektor 20 gemessenen Strahlungsquellen im Inneren der Maus M eindeutig den jeweiligen inneren Organen zugeordnet werden können.Now begins the measurement process, in which on the one hand out of the mouse M radiation, in the illustrated embodiment, bioluminescence radiation, with the radiation detector 20 measured and on the other by means of the ultrasonic measuring head 52 an ultrasound image of the mouse M is generated. For this, as in 6 is shown, the ultrasonic probe 52 First, move vertically upwards until it is in contact with the bottom of the slide 37 comes, so the ultrasonic probe 52 over the foil 37 and the water layer W on the film comes in ultrasonic contact with the mouse M. The holder 54 for the ultrasonic measuring head 52 is now moved horizontally in the -X direction, so that the entire mouse M is scanned, and a three-dimensional ultrasound image can be generated. In a data processing step, the images taken by the radiation detector 20 and those coming from the ultrasonic probe 52 be generated, superimposed, so that with the detector 20 measured radiation sources inside the mouse M can be clearly assigned to the respective internal organs.

1010
Gehäusecasing
1212
Türdoor
1414
Gehäusebodencaseback
1616
SeitenwandSide wall
1818
Dachtop, roof
2020
Strahlungsdetektorradiation detector
3030
Trägercarrier
3232
Messbühnemeasuring stage
3434
Rahmenframe
3636
Ausnehmungrecess
3737
Foliefoil
3838
hinterer Abschnittrear section
40, 4240 42
Antriebsräderdrive wheels
44, 4644 46
Achsenaxes
5050
UltraschallmesseinrichtungUltrasonic measuring device
5252
UltraschallmesskopfUltrasound probe
5454
Halterung für Ultraschallmesskopfbracket for ultrasonic measuring head
MM
Mausmouse
WW
Wasserschichtwater layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 1997/018841 A1 [0002] WO 1997/018841 A1 [0002]

Claims (12)

Vorrichtung zur Untersuchung von lebenden Tieren mit einem Gehäuse (10), einer in dem Gehäuse angeordneten oder in das Gehäuse einbringbaren Messbühne (32) und wenigstens einem in dem Gehäuse angeordneten Strahlungsdetektor (20) zur Messung von aus dem Tier austretender Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Messbühne (32) zumindest abschnittsweise aus einer Folie (37) besteht und dass unterhalb der Messbühne ein Ultraschallmesskopf (52) angeordnet ist, welcher in Kontakt mit der Folie bringbar und relativ zum Boden bewegbar ist.Device for testing live animals with a housing ( 10 ), arranged in the housing or can be introduced into the housing measuring stage ( 32 ) and at least one radiation detector arranged in the housing ( 20 ) for measuring radiation emerging from the animal, characterized in that the bottom of the measuring stage ( 32 ) at least in sections from a film ( 37 ) and that below the measuring stage, an ultrasonic measuring head ( 52 ) which is brought into contact with the film and movable relative to the ground. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsdetektor (20) relativ zur Bühne bewegbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the radiation detector ( 20 ) is movable relative to the stage. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsdetektor (20) ortsaufgelöst misst.Device according to claim 1, characterized in that the radiation detector ( 20 ) is spatially resolved. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) lichtdicht ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 10 ) is formed light-tight. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsdetektor (20) ein Photomultiplier ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the radiation detector ( 20 ) is a photomultiplier. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsdetektor (20) eine CCD-Kamera ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the radiation detector ( 20 ) is a CCD camera. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Messbühne (32) wasserdicht ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom of the measuring stage ( 32 ) is waterproof. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (37) beheizbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the film ( 37 ) is heated. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (37) eine Kunststoffolie ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the film ( 37 ) is a plastic film. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (37) aus Polypropylen besteht.Device according to claim 9, characterized in that the film ( 37 ) consists of polypropylene. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (37) eine Dicke zwischen 100 und 300 μm aufweist.Device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the film ( 37 ) has a thickness between 100 and 300 microns. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (37) wechselbar angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the film ( 37 ) is arranged changeable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997018841A1 (en) 1994-07-01 1997-05-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Non-invasive localization of a light-emitting conjugate in a mammal

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