Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Fedt-vand Phantoms for magnetisk resonans validering: en fleksibel og skalerbar protokol

Published: September 7, 2018 doi: 10.3791/57704

Summary

Formålet med dette arbejde er at beskrive en protokol for at skabe en praktisk fedt-vand phantom, som kan tilpasses til at producere phantoms med varierende fedt procenter og diskenheder.

Abstract

Da er udviklet nye metoder til billede fedtvæv, bliver metoder til at validere sådanne protokoller stadig vigtigere. Spøgelser, eksperimentelle reproduktioner af et væv eller organ af interesse, giver en billig og fleksibel løsning. Dog uden adgang til dyre og specialiseret udstyr, konstruere stabil phantoms med højt fedt fraktioner (fx., > 50% fedtfraktionen niveauer som dem set i brunt fedtvæv) kan være vanskelig på grund af den hydrofobiske karakter af lipider. Dette arbejde præsenterer en detaljeret, lave omkostninger protokol for at skabe 5 x 100 mL phantoms med fedt brøkdele af 0%, 25%, 50%, 75% og 100% ved hjælp af grundlæggende lab forsyninger (kogeplade, bægre, osv.) og let tilgængelige komponenter (destilleret vand, agar, vandopløselige overfladeaktivt stof, natriumbenzoat, gadolinium-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) kontraststof, jordnøddeolie, og olie-opløselige overfladeaktivt stof). Protokollen var designet til at være fleksibel. Det kan bruges til at oprette phantoms med forskellige fedt fraktioner og en bred vifte af diskenheder. Fantomer lavet med denne teknik blev evalueret i den feasibility-undersøgelse, som sammenlignede fedtfraktionen værdier fra fedt-vand magnetisk resonans at målværdierne i de beregnede spøgelser. Denne undersøgelse givet en konkordans korrelationskoefficienten af 0.998 (95% konfidensinterval: 0.972-1,00). Sammenfattende viser disse undersøgelser nytte af fedt phantoms til validering af fedtvæv imaging teknikker på tværs af en vifte af klinisk relevante væv og organer.

Introduction

Interessen for kvantificering af fedtvæv og triglycerid indhold ved hjælp af Billeddannende modaliteter, såsom magnetisk resonans imaging (MR), strækker sig over mange felter. Forskningsområder omfatter undersøgelse af hvidt og brunt fedtvæv depoter og ektopisk opbevaring af lipid i organer og væv som lever1, bugspytkirtlen2og skeletmuskulatur3. Da disse nye teknikker for fedt kvantificering er udviklet, metoder er nødvendige for at bekræfte, at billeddannelse parametre er gyldig for forskning og kliniske applikationer.

Spøgelser, eksperimentelle reproduktioner af et væv eller organ, giver en low-cost, fleksibel og kontrolleret værktøj til at udvikle og validere billeddiagnostiske teknikker4. Specifikt, kan spøgelser konstrueres til at bestå af fedt og vand i forholdet eller fedt volumenfraktion (FF) sammenlignes med væv af klinisk interesse. Klinisk, FF værdier i væv og organer kan variere meget: FF i brunt fedtvæv falder mellem 29,7% og 93,9%5; den gennemsnitlige leveren FF i steatose patienter er 18,1 ± 9,0%6; pancreas FF i voksne i risiko for type 2 diabetes varierer mellem 1,6% og 22,2%7; og i nogle tilfælde på forhånd sygdom, patienter med Duchennes muskeldystrofi kan have FF værdier på næsten 90% i nogle muskler8.

Fordi ikke-polære molekyler såsom lipider ikke opløses i opløsninger af polære molekyler såsom vand, forbliver at skabe stabile phantoms med et højt mål FF udfordrende. For FF op til kan 50%, mange eksisterende metoder bruges til at oprette fat vand phantoms9,10,11,12. Andre metoder, at opnår højere FFs typisk kræver dyrt udstyr såsom en homogeniseringsapparat eller en ultralyd celle disruptor13,14. Selv om disse teknikker give en køreplan for høj FF phantoms, begrænse udstyr begrænsninger og varierende mængder af eksperimentelle detaljer bestræbelserne på at skabe reproducerbare og robust fedt vand spøgelser.

Bygger på disse tidligere teknikker, udviklet vi en metode til at konstruere omkostningseffektive og stabil fat vand spøgelser på tværs af en tilpasselig vifte af FF værdier. Denne protokol detaljer de nødvendige skridt for at gøre 5 x 100 mL fedt phantoms med FF værdier af 0%, 25%, 50%, 75% og 100% ved hjælp af en enkelt kogeplade. Det kan nemt justeres for at skabe forskellige mængder (10 til 200 mL) og fedt procenter (0 til 100%). Effekten af de fantom teknik blev evalueret i de feasibility undersøgelse sammenligner fedt-vand Mr FF værdier målværdier på FF i de beregnede spøgelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Forbered arbejdsstation og materialer

  1. Overholde alle laboratorium sikkerhedsregler. Bære øjenbeskyttelse og handsker. Læs det materiale sikkerhedsdatablad for hver af reagenserne, der anvendes og tage passende forholdsregler. Gennemgå materialer og udstyr listen, kemiske håndteringsprocedurerne og glasvarer forholdsregler.
    Advarsel: Denne protokol kræver brug af en kogeplade ved høje temperaturer. Være forsigtig og varmebestandige handsker, når interagere med hot beholdere og rør ikke ved overfladen af kogeplade.
  2. Ryd arbejdsområdet og rengøre overflader med desinfektionsmiddel. Vask dine hænder og sætte handsker på.
  3. Sterilisere alle instrumenter og indersiden af alle glas til at reducere den potentielle risiko for kontaminering og øge levetiden af phantom.
    Bemærk: Hvis phantom vil blive brugt til mere end et par dage, regelmæssigt rengøre overfladen på den færdige phantom med ethanol til at forhindre bakterievækst.

2. klargør en opløsning i vand

  1. Forberede arbejdsområdet til vand løsning. Placer følgende materialer og udstyr på bænken: uddannet cylinder, 400 mL bægerglas, røre bar, skala, 2 x vejer både, spatel, 2 x 1,0 mL sprøjter med nål, destilleret vand, gadolinium-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) kontraststof, vandopløselige overfladeaktivt stof, agar og natriumbenzoat.
    Bemærk: Sprøjter kan bruges med eller uden nåle. Men ved hjælp af nåle vil forbedre nøjagtigheden af målingen og undgår sprøjt, når indholdet bliver tilføjet til løsningerne, vand eller olie.
  2. Sted rør bar i et 400 mL bægerglas. Bruge en 100 eller 200 mL dimitterede cylinder til at måle 300 mL destilleret vand og hæld vand i bægerglasset. Bægerglasset anbringes på en kogeplade og sat på 90 ° C med en røre 100 rpm.
    Bemærk: Høje temperaturer bruges i denne protokol til at opnå hurtige resultater. Fordi løsningerne ikke er tilbage på kogeplade i lange perioder, afspejler sætpunkt temperatur for kogeplade ikke temperaturen af løsningen.
  3. Bruge en kalibreret skala til at måle 0,30 g natrium benzoate i en vejer båden. Tilføje natriumbenzoat til vand løsning.
  4. Bruge en sprøjte til at måle 0,6 mL af det vandopløselige overfladeaktive stof. Kontroller, at der ingen luftbobler. Hold nålen et par millimeter over midten af løsningen, og langsomt frigive det vandopløselige overfladeaktive stof for at undgå sprøjt på væggene i bægerglasset.
  5. Ved hjælp af en ren sprøjte, måle 0,24 mL af gadolinium-DTPA kontraststof. Føje det til bægerglasset, ved hjælp af samme teknik som i trin 2.4.
    Bemærk: Gadolinium-DTPA bruges til at justere fantomets Mr afslapning egenskaber til at matche dem af væv af interesse. Læseren kan justere mængden af tilsat gadolinium-DTPA modsvarer bedre afslapning egenskaber af væv af interesse.
  6. Måle 9,0 g agar i en vejer båden. Langsomt hæld agaren med en spatel i bægerglas med vand.
  7. Når alt er blevet føjet til vand løsning, hæve temperaturen i kogeplade til 350 ° C og omrøres bar hastighed til 1100 rpm i 5-10 min. til at smelte agaren.
    1. For at kontrollere, hvis agaren er smeltet, kort fjerne vand løsning fra kogeplade, stop under omrøring, og kontrollere farven på løsningen. Smeltet agar bør være klart (ingen streamers eller klumper) og gul eller gul i farven.
  8. Når agaren er helt smeltet, bruge en sprøjte eller Hæld ca 3,5 mL af vand i en lille hætteglas. Hvis analyseopløsningen angiver ikke eller adskiller efter 5-10 min, smeltes agaren ikke. Hæve temperaturen i kogeplade tilbage til 350 ° C og fortsat opvarmning løsningen.
  9. Gentag trin 2.8 indtil opløsning i vand i test hætteglas sæt korrekt.
  10. Forlade opløsningen i vand på kogeplade ved 50 ° C og 100 rpm. Rens arbejdsplads og forberede den olie løsning.
    1. Fjern følgende materialer fra bænken: skalere, 2 x vejer bådene, spatel, 2 x 1,0 mL sprøjter med nål (brugt), destilleret vand, gadolinium-DTPA kontraststof, vandopløselige overfladeaktivt stof, agar og natriumbenzoat.
    2. Placer følgende materialer og udstyr på bænken: 400 mL bægerglas (ren), rør bar (ren), 2,0 mL sprøjte med kanyle, jordnøddeolie og olie-opløselige overfladeaktivt stof.

3. olie løsning

  1. Placere et nyt rør bar i en ren 400 mL bægerglas. Bruge et måleglas at måle 300 mL af jordnøddeolie og hældes i bægerglasset. Fjerne bægerglasset indeholdende vand løsning og bægerglasset olie løsning bruges på en kogeplade. Indstillet til 90 ° C med en røre 100 rpm i 1 minut.
    Bemærk: jordnøddeolie er brugt fordi det har en lignende Kernemagnetisk resonans spektrum i forhold til triglycerider i menneskers fedtvæv15.
    1. Efterlad ikke olie på kogeplade uden opsyn. Hvis olien bliver for varm og begynder at ryge, fjerne den fra kogeplade og reducere temperaturen før tilbage olien til kogeplade.
  2. Måle 3,0 mL af det olie-opløselige overfladeaktive stof med en ren sprøjte. Ved hjælp af samme teknik beskrevet i trin 2.4, tilføje i olie-opløselige overfladeaktivt over i bægerglasset. Angiv kogeplade til 150 ° C og 1100 rpm i 5 min at fuldt blande olie løsning.
  3. Tage olie løsningen ud for kogeplade og rense arbejdsområde under forberedelse for at skabe phantom.
    1. Fjern følgende materialer fra bænken: 2,0 mL sprøjte med kanyle (brugt), jordnøddeolie og olie-opløselige overfladeaktivt stof.
    2. Placer følgende materialer og udstyr på bænken: 250 mL Erlenmeyerkolbe, omrøres bar (ren), volumetrisk pipetter, volumetriske pipette indehaveren og 5 x 120 mL glas.

4. Opret Phantom Emulsion

  1. Forberede de vand og olie løsninger volumetriske pipetter. Pipetter bør kun anvendes med deres respektive løsning til at undgå krydskontaminering.
    1. Matche størrelsen af pipette til diskenhed i protokollen. For eksempel, brug 2 x 50 mL målekolbe pipetter (50 mL vand løsning + 50 mL olie løsning) for at oprette en 100 mL phantom med et mål FF 50% fedt.
  2. Placere vand løsning på kogeplade og angive kogeplade til 300 ° C og 1100 rpm. Efter 4-5 min, sluk omrøreren.
  3. Du bruger en målekolbe afpipetteres, kontrollere hvis vand løsning er klar til udvinding af delvis fylde pipetten med en lille mængde (5-10 mL) af løsningen og frigive tilbage i bægerglasset. Hvis vand løsning kan nemt fjernes og løsladt uden overdreven rester i pipetten, gå videre til næste trin, ellers, lade det på kogeplade og tjekke igen i 2-3 min.
    Bemærk: Komponenterne i vand løsningen er mere modtagelige for indstilling og adskillelse, så det er bedst at holde vand løsning, omrøring og/eller varme så ofte som muligt. Hvis vand løsning ikke er opvarmet og omrøres før overførsel, vil det være meget vanskeligt at måle præcise mængder på grund af agar tendens til at stivne når afkølet.
  4. Forsigtigt tilføje en ren rør bar til en 250 mL Erlenmeyerkolbe. Tage vand løsning ud for kogeplade, måle den korrekte mængde (tabel 2), og overføre det til erlenmeyerkolben.
  5. Placer olie løsningen på kogeplade og sat på 90 ° C og 1100 omdr. / min. til at sikre, at løsningen er homogen. Efter 1-2 min, fjerne olie løsning fra kogeplade og erstatte det med erlenmeyerkolben.
  6. Måle korrekt mængde olie løsning (tabel 2) og tilsættes langsomt vand løsning i erlenmeyerkolben.
  7. Når alle olie løsning er blevet tilføjet, hæve temperaturen til 300 ° C og vedligeholde omrøring på 1100 rpm. Rør de kombinerede løsninger for 4-5 min (der bør være vortex fra baren rør). Emulsion skal være hvid, med en cremet konsistens.
  8. Bruge en magnetisk røre bar retriever for at fjerne rør bar.
    NOTE: Rør bar retriever bør bruges til at fjerne rør barer fra alle fremtidige emulsioner. Ren det grundigt mellem hver brug.
  9. Bruge varmebestandige handsker til omhyggeligt hæld blandingen i Erlenmeyerkolben i en ren 120 mL glaskrukke. Langsomt hæld blandingen ned side af glaskrukke til at forhindre bobler i blandingen, da det køler.
  10. Rengør Erlenmeyer-kolbe og røre bar, så Gentag trin 4.2-4.8, justerer mængder af vand og olie løsninger, indtil alle spøgelser er oprettet.
    Bemærk: Sørg for, at glasset er cool før rengøring.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Hvis vand løsning er blevet forberedt korrekt, skal en lille mængde af løsningen stivne hurtigt i en test hætteglas (figur 1, venstre). Hvis løsningen adskiller (figur 1, højre), skal løsningen være forberedt igen (som anvist i trin 3.8 i protokollen). Hvis emulsion adskiller (eksempler i figur 2, venstre og højre), phantom er ikke levedygtige og skal kasseres. Når dette sker, er det normalt fordi emulsion ikke nåede en tilstrækkelig høj temperatur.

Vellykket phantoms vil stivne til at danne en homogen blanding, som kan være afbildet og maalt via Mr. (Figur 3). En høj konkordans korrelationskoefficient (0.998; 95% konfidensinterval: 0.972-1,00) og inddragelse af linjen af identitet inden for 95% konfidensinterval bandet af regressionslinjen foreslår de gennemsnitlige Mr-observerede fedt signal brøkdel (FSF) værdier målt i en region af interesse i billederne ikke afviger væsentligt fra de kendte FF værdier i fedt-vand phantoms (figur 4).

Figure 1
Figur 1. Illustration af størknet (venstre) og adskilt (til højre) vand løsning test hætteglas. En lille test hætteglas skal udtages for at vurdere levedygtigheden af en opløsning i vand. Hvis vand løsning størkner (til venstre), fortsætte med næste trin i phantom konstruktion-protokollen. Hvis vand løsning adskiller (angivet af de to pile på de rigtige vial), vand opløsning skal forberedes igen, før det kan bruges til dannelsen af de fantom emulsion.

Figure 2
Figur 2. Eksempel på mislykkede phantom emulsioner. Inspicér visuelt phantom ca 10 min efter at hælde Bestem hvis emulsion bliver indstillet korrekt. Hvis phantom begynder at adskille (venstre) eller vises inhomogene (tilhøjre), skal phantoms være genskabt.

Figure 3
Figur 3. Skematisk fremstilling af en række phantoms og deres respektive magnetisk resonans imaging (MR) resultater. Billederne viser lille farveforskelle i de beregnede phantoms (0%, 25%, 50%, 75% og 100%; top). Proton-density fedt-signal-fraktion (FSF) maps afslører en homogen FSF måling svarende til target fedtindhold (i midten). Særskilt kant effekter på grund af glasbeholdere Tænkelig egenskaber er tilsyneladende på grænsen af hver FSF kort.

Figure 4
Figur 4. Scatterplot viser målt FSF værdier som en funktion af kendte FF værdier (blue point). Den sorte streg angiver identitet. Den blå stiplede linje angiver linje for bedste pasform. Det skraverede område angiver 95% konfidensinterval for estimaterne. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5. Skitse illustrerer højt niveau oversigt over protokollen. Øverst til venstre i diagrammet viser ingredienser, materialer og kogeplade indstillinger for at forberede en opløsning i vand, og øverste højre hjørne af diagrammet viser ingredienser, materialer og kogeplade indstillinger for at forberede den olie løsning. Bunden viser indstillingerne for kogeplade til at kombinere de olie og vand løsninger for at danne emulsionen. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Mængde Udstyr/materiale
300 mL Destilleret vand
9,0 g Agar
0,6 mL Vandopløselige overfladeaktivt stof
0,24 mL Gadolinium-DTPA kontraststof
0,3 g Natrium Benzoate
300 mL Jordnøddeolie
2,0 mL Olie-opløselige Surfacant
1 * Kogeplade m / omrører
3 Rør barer
2 400 mL bægerglas
1 250 mL Erlenmeyerkolbe
2 25 mL målekolbe afpipetteres
1 3,0 mL sprøjte
2 1,0 mL sprøjte
3 Sprøjte nåle
1 Spatel
1 Skala
2 Veje bådene
5 120 mL glas krukker
1 Varmebestandige handsker (par)
1 1-3 dram hætteglas
2 50 mL målekolbe afpipetteres
2 75 mL målekolbe afpipetteres

Tabel 1. Mængden af materialer og udstyr, der kræves 5 x 100 mL phantoms (0%, 25%, 50%, 75% og 100%).

Phantom vand/olie målinger
Fedtprocent Opløsning i vand Olie løsning
0% 100 mL 0 mL
25% 75 mL 25 mL
50% 50 mL 50 mL
75% 25 mL 75 mL
100% 0 mL 100 mL

Tabel 2. Målinger af olie og vand løsninger til at skabe 5 x 100 mL phantoms (0%, 25%, 50%, 75% og 100%).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi beskriver en robust metode til at oprette fat vand phantoms egnet til validering af de medicinske Billeddannende teknikker bruges til at kvantificere fedtvæv og triglycerid indhold in vivo. Ved at oprette to reservoirer (én for olie løsning) og én til vand løsning, blev der bygget stabil spøgelser med en bred vifte af FF værdier-herunder værdier på over 50% – uden behov for dyrt udstyr. Høj FF phantoms (> 50%) giver nytte for at sikre Billeddannende teknikker for fedt kvantificering er gyldig for væv eller organer, med høj FF værdier, såsom brunt fedtvæv5. Mr estimater af FSF var godt korreleret med de kendte FF værdier.

Når kun et enkelt kogeplade er tilgængelige (som beskrevet i denne protokol), er logistik til vedligeholdelse af varmen i hver løsning en primære bekymring. Uden opvarmning og omrøring, kan opløsningen vand køle og begynder at stivne. For at undgå dette, placere vand løsning på kogeplade (< 100 ° C ~ 100 rpm) når det er muligt og altid mellem blanding spøgelser. Vigtigere, bør både olie og vand løsninger være godt blandet når hver løsning er uddraget hen til oprette phantom. Altid sted den respektive løsning på kogeplade til mindst 30 s (< 100 ° C ~ 100 rpm) før udvinding løsningen. I sag ideel bør separat kogeplader anvendes til vand løsning, olie løsning og phantom emulsion. Følg de samme trin som beskrevet ovenfor for at oprette hver løsning. Når fuldt blandet, satte begge kogeplader til 50 ° C og 100 rpm at forhindre Størkningsinterval og afregning. Før udvinding løsningen fra bægerglasset, slukke omrøreren og vente på baren rør til helt op med at bevæge.

Mens den præcision og nøjagtighed af olie til vand-forholdet i emulsionen er kritisk, målinger af hver komponent i olie og vand-løsninger giver mulighed for mere fleksibilitet. På sit fundament er Mr-observerede FSF et mål for "fedt" versus "fedtfri" signaler i den samlede mængde; "fedtfri" kan derfor være ethvert stof, der bidrager til billedet signal intensitet (vand, agar, overfladeaktivt stof, osv.). Vi anbefaler stadig måle løsningskomponenter vand og olie så nøjagtigt som muligt, da disse proportioner fandtes for at skabe de mest stabile og repeterbare spøgelser. Små afvigelser af mængden af agar i opløsningen vand (fx., 8.9 i stedet for 9,0 g), dog bør ikke påvirke den overordnede FF emulsion hvis olie til vand løsning forholdet bevares. Måling af mængden af vand og olie løsninger over stuetemperatur kan også resultere i en lille fejl på grund af virkningerne af termisk ekspansion på mængden af hver komponent. Under hensyntagen til konto den volumetriske temperatur ekspansion koefficienter af vand og olie, som afspejles i deres tætheder16,17, og de relativt små ændringer i temperatur, anslår vi fejlen af den samlede FF på grund af termisk udvidelse at være mindre end 0,5%. Vi bemærker også muligheden for at relaxivity af gadolinium-DTPA for vand og lipider kan variere. Hvis så, og afhængigt af pulse sekvens parametre, kan kvantitative nøjagtigheden af Mr FSF målinger mindskes. Mr-observerede FSF kan også variere med den spektrale model bruges til at analysere dataene.

Selv om metoden beskrevet her er kun blevet brugt til at gøre phantoms mellem 10 200 mL, teknikken kan bruges til at producere mindre eller større volumen spøgelser. Især, det er vanskeligt at udtrække mængder af < 10 mL fra reservoirer på grund af viskositet af løsningerne. Lille volumen phantoms, kræver derfor overskydende emulsion hvorfra man kan trække den ønskede lydstyrke for at opretholde FF nøjagtigheden af den endelige phantom. For eksempel, nødvendiggør en 10 mL phantom med et mål på 10% FF en 10 mL udvinding fra et 100 mL emulsion. Når du opretter stor phantoms (> 100 mL), størrelsen af både røre bar og glasvarer skal skaleres op sammen (og forholdet mellem løsning til glasvarer kapacitet) til at skabe en vortex i løsningen, når omrøreren er indstillet til > 500 rpm. Emulsion sandsynligvis vil ikke opnå ensartethed uden en vortex.

Betragtning af kompleksiteten af skabe høj FF phantoms, kan små afvigelser fra protokollen have en dybtgående indvirkning på stabiliteten og kvaliteten af den endelige phantom. Miljøforhold, såsom temperatur, højde og fugtighed, kan ændre phantom udarbejdelse processen på en inkonsekvent måde og påvirke det endelige produkt. Mellemliggende kontrol af vand løsning giver mulighed for at opdage og afhjælpe disse mulige virkninger. Det er imidlertid muligt, at selv med strenge opmærksom protokoloplysninger, den endelige phantom kan adskille, og processen skal gentages.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer, at forskningen blev gennemført i mangel af nogen kommercielle eller finansielle forhold, der kan fortolkes som en potentiel interessekonflikt.

Acknowledgments

Finansiering støtte denne forskning blev ydet National Institutes of Health (NIH) og nationale Institut for Diabetes og Digestive og nyre sygdomme (NIDDK) / NIH R01-DK-105371. Vi takker Dr. Houchun (Harry) Hu for råd og forslag på fedt vand phantom skabelse.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Distilled Water Amazon B000P9BY38 Base of water solution
Agar Sigma Aldrich Incorporated A1296-100G Gelling agent
Water-Soluble Surfactant Sigma Aldrich Incorporated P1379-500ML Surfactant/emulsifying agent
Gadolinium-DTPA Contrast Agent Bayer Healthcare 50419-0188-01 Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent.
Sodium Benzoate Sigma Aldrich Incorporated 71300-250G Preservative
Peanut Oil Amazon 54782-LOU Base of oil solution
Oil-Soluble Surfactant Sigma Aldrich Incorporated S6760-250ML Surfactant/emulsifying agent
Hotplate w/ Stirrer Fisher Scientific 07-770-152
Stir bars (Egg-Shaped) Sigma Aldrich Incorporated Z127116-1EA
400 mL Beaker Sigma Aldrich Incorporated CLS1003400-48EA
250 mL Erlenmeyer Flask Sigma Aldrich Incorporated CLS4450250-6EA
25 mL Glass Volumetric Pipette Fisher Scientific 13-650-2P Quantity = 2
50 mL Glass Volumetric Pipette Fisher Scientific 13-650-2S Quantity = 2
75 mL Glass Volumetric Pipette Fisher Scientific 13-650-2T Quantity = 2
3.0 mL Syringe Sigma Aldrich Incorporated Z248002-1PAK
1.0 mL Syringe Sigma Aldrich Incorporated Z230723-1PAK
Spatula Sigma Aldrich Incorporated S3897-1EA
Scale (100g X 0.01g Resolution) Amazon AWS-100-BLK
Weigh Boats Sigma Aldrich Incorporated Z740499-500EA
120 mL Glass Jars McMaster Carr Supply Co 3801T73
Heat Resistant Gloves (pair) Amazon B075GX43MN
Syringe Needles Sigma Aldrich Incorporated Z192341-100EA
18" stir bar retriver Fisher Scientific 14-513-70
1 Dram Clear Glass Vial Fisher Scientific 03-339-25B

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Franz, D., et al. Association of proton density fat fraction in adipose tissue with imaging-based and anthropometric obesity markers in adults. Int J Obes. , 1-8 (2017).
  2. Chai, J., et al. MRI chemical shift imaging of the fat content of the pancreas and liver of patients with type 2 diabetes mellitus. Exp Ther Med. 11 (2), 476-480 (2016).
  3. Hogrel, J. Y., et al. NMR imaging estimates of muscle volume and intramuscular fat infiltration in the thigh: variations with muscle, gender, and age. Age (Omaha). 37 (3), 1-11 (2015).
  4. Hoskins, P. R. Simulation and Validation of Arterial Ultrasound Imaging and Blood Flow. Ultrasound Med Biol. 34 (5), 693-717 (2008).
  5. Hu, H. H., Perkins, T. G., Chia, J. M., Gilsanz, V. Characterization of human brown adipose tissue by chemical-shift water-fat MRI. Am J Roentgenol. 200 (1), 177-183 (2013).
  6. d'Assignies, G., et al. Noninvasive quantitation of human liver steatosis using magnetic resonance and bioassay methods. Eur Radiol. 19 (8), 2033-2040 (2009).
  7. Schwenzer, N. F., et al. Quantification of pancreatic lipomatosis and liver steatosis by MRI: comparison of in/opposed-phase and spectral-spatial excitation techniques. Invest Radiol. 43 (5), 330-337 (2008).
  8. Wokke, B. H., et al. Quantitative MRI and strength measurements in the assessment of muscle quality in Duchenne muscular dystrophy. Neuromuscul Disord. 24 (5), 409-416 (2014).
  9. Fischer, M. A., et al. Liver Fat Quantification by Dual-echo MR Imaging Outperforms Traditional Histopathological Analysis. Acad Radiol. 19 (10), 1208-1214 (2012).
  10. Hayashi, T., et al. Influence of Gd-EOB-DTPA on proton density fat fraction using the six-echo Dixon method in 3 Tesla magnetic resonance imaging. Radiol Phys Technol. , (2017).
  11. Hines, C. D. G., Yu, H., Shimakawa, A., McKenzie, C. A., Brittain, J. H., Reeder, S. B. T1 independent, T2* corrected MRI with accurate spectral modeling for quantification of fat: Validation in a fat-water-SPIO phantom. J Magn Reson Imaging. 30 (5), 1215-1222 (2009).
  12. Fukuzawa, K., et al. Evaluation of six-point modified dixon and magnetic resonance spectroscopy for fat quantification: a fat-water-iron phantom study. Radiol Phys Technol. , 1-10 (2017).
  13. Bernard, C. P., Liney, G. P., Manton, D. J., Turnbull, L. W., Langton, C. M. Comparison of fat quantification methods: A phantom study at 3.0T. J Magn Reson Imaging. , (2008).
  14. Poon, C., Szumowski, J., Plewes, D., Ashby, P., Henkelman, R. M. Fat/Water Quantitation and Differential Relaxation Time Measurement Using Chemical Shift Imagin Technique. Magn Reson Imaging. 7 (4), 369-382 (1989).
  15. Yu, H., Shimakawa, A., Mckenzie, C. a, Brodsky, E., Brittain, J. H., Reeder, S. B. Multi-Echo Water-Fat Separation and Simultaneous R2* Estimation with Multi-Frequency Fat Spectrum Modeling. Spectrum. 60 (5), 1122-1134 (2011).
  16. Peri, C. The extra-virgin olive oil handbook. , John Wiley & Sons, Ltd. Chichester, UK. (2014).
  17. Kell, G. S. Density, Thermal Expansivity, and Compressibility of Liquid Water from 0° to 150°C: Correlations and Tables for Atmospheric Pressure and Saturation Reviewed and Expressed on 1968 Temperature Scale. J Chem Eng Data. 20 (1), 97-105 (1975).

Tags

Medicin sag 139 spøgelser magnetisk resonans fedtvæv fedt-fraktion brunt fedtvæv fedt kvantificering
Fedt-vand Phantoms for magnetisk resonans validering: en fleksibel og skalerbar protokol
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bush, E. C., Gifford, A., Coolbaugh, More

Bush, E. C., Gifford, A., Coolbaugh, C. L., Towse, T. F., Damon, B. M., Welch, E. B. Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol. J. Vis. Exp. (139), e57704, doi:10.3791/57704 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter