الهجين التصوير μCT-FMT وتحليل الصور

نصف بروتوكول للتصوير الهجين ، يجمع بين التصوير المقطعي بوساطة التألق (FMT) والتصوير المقطعي المحوسب الدقيق (μCT). بعد الاندماج وإعادة البناء ، نقوم بإجراء تجزئة تفاعلية للأعضاء لاستخراج القياسات الكمية لتوزيع التألق.

التصوير المقطعي بوساطة التألق هو تقنية تصوير شديدة الحساسية لتقييم توزيع التألق كميا. في الفئران المخدرة ، تتوفر العديد من مجسات الفلورسنت المستهدفة ، والتي تسمح بتصوير تكوين الأوعية الدموية ، وموت الخلايا المبرمج ، والالتهابات ، وغيرها. في هذا الفيلم ، سنوضح كيف يتم إجراء التصوير الهجين باستخدام FMT و Micro City في معهدنا.

في الفصل الأول ، الأجهزة ، هذه هي F-M-T-F-M-T الخاصة بنا لتعني التصوير المقطعي الجزيئي الفلوري. التصوير المقطعي يعني أنه يتم إنشاء صور ثلاثية الأبعاد. FMT حساس للغاية للتصوير بالقرب من التألق في الفئران.

الآن يتم فتح اللوحة الأمامية لإظهار الجزء الداخلي من FMT. يوجد في الجزء السفلي ليزر مثبت على خادم ثنائي الأبعاد. ينبعث الليزر من الضوء في الماوس ، الذي يتم تثبيته في سرير ماوس شفاف جزئيا.

يوجد فوق سرير الماوس مجموعة من مصابيح LED كمصدر ضوئي بديل ، مما يسمح ل FMT بالعمل كجهاز تصوير انعكاس عادي. يتم تثبيت عجلة المرشح أسفل العدسة ، والتي تلتقط الضوء للكاشف أعلى الجهاز. هذا هو التصوير المقطعي المحوسب الصغير لدينا.

تم تجهيز التصوير المقطعي المحوسب الصغير بأنبوبين للأشعة السينية وكاشفين مسطحين ، مما يسمح بالحصول على عمليات مسح مزدوجة الطاقة. الفصل الثاني ، بروتوكول المسح بالتصوير المقطعي المحوسب الصغير FMT. تم تصميم كل من FMT و micro CT لتصوير الفئران قبل تخدير الفئران بفلور isof.

لمسح FMT ، يجب إزالة شعر الفأر ، والذي يعمل بشكل جيد مع كريم الرنجة. يمكن أن تصاب بعض سلالات الفئران بطفح جلدي من كريم ديها. لذلك ، يوصى بمراقبة الفئران بحثا عن تغيرات الجلد والاتصال بالطاقم البيطري للحصول على الرعاية إذا لزم الأمر.

أيضا ، اختبر التسامح على مجموعة صغيرة من أي سلالات جديدة من الفئران لتبدأ. لتجنب انخفاض حرارة الجسم ، يتم وضع الماوس على وسادة تدفئة. لحقن عامل التباين ، يتم وضع قسطرة في وريد الذيل بسبب صغر حجمها.

هذا صعب للغاية ويتطلب بعض الخبرة. إذا تدفق الدم مرة أخرى إلى القسطرة، يتم وضعها بشكل صحيح من خلال القسطرة. يمكن حقن عوامل التباين الفلورية وعوامل التباين المقطعية لتجنب التحميل الزائد للحجم.

على الأكثر. يجب حقن خمسة مليلتر لكل كيلوغرام من وزن الجسم ، مما يعني 150 ميكرولتر للفأر 30 جراما. للمسح الضوئي ، يتم وضع الماوس داخل سرير ماوس متعدد الوسائط.

قد يحتوي الماوس على بعض الرموز المرسومة على الذيل للتعرف عليه. من المهم تجنب مثل هذه الأشياء على الجذع لأنها قد تؤثر على المسح البصري. يتم إغلاق سرير الماوس وضبط العمق لتثبيت الماوس بإحكام في وضع ثابت.

كن حذرا وراقب التنفس لأن شد السرير كثيرا يمكن أن يخنق الماوس. تستخدم الفئران العارية بشكل شائع في أبحاث الأورام بسبب تثبيط المناعة. حقيقة أنهم عراة هو أحد الآثار الجانبية المحظوظة للطفرة الجينية.

لذلك ، يمكن حذف إجراء إزالة الشعر الشاق. يجب التحقق من أن الماوس يتنفس بشكل صحيح ، وإذا لزم الأمر ، يجب تعديل سرير الماوس وفقا لذلك. ثم يتم وضع سرير الماوس داخل التصوير المقطعي المحوسب الصغير.

يتم تبديل الأنابيب التي تنقل غاز الفلور ISO للحفاظ على تدفق الغاز داخل الجهاز. ثم يتم إغلاق micro C لتمكين التدريع بالأشعة السينية. سيبدأ micro C في المسح فقط إذا كان الغطاء مغلقا.

باستخدام الأزرار الموجودة على microct ، يمكن دفع الماوس إلى CT.At الصغير لكمبيوتر التحكم في المدينة الصغيرة ، ويتم الحصول على توبو غرام ويظهر ضبط إعدادات النوافذ لرؤية الماوس بشكل أفضل. يمكن إجراء فحص واحد أو أكثر من عمليات مسح ZUP. يشار إلى موقعهم بالمناطق الزرقاء الفاتحة.

عادة ما تكون عملية فحص ZUP واحدة إلى ثلاث فحوصات كافية. بعد بدء المسح ، يظهر التقدم بأشرطة تقدم زرقاء داكنة. يقوم التصوير المقطع المسطح الخاص بنا بفحوصات ZUP لاحقا ، والذي يختلف عن التصوير المقطعي المحوسب الحلزوني السريري.

باستخدام الأزرار ، يتم نقل سرير الماوس إلى الأمام. مرة أخرى ، يتم فتح غطاء التدريع وتبديل أنابيب التخدير. تتم إزالة الحامل بعناية من سرير الماوس ويتم سحب أنبوب التخدير.

هذا ضروري لأن AN و FMT لا يعتمدان على هذا الأنبوب الصغير. بدلا من ذلك ، تغمر الغرفة الصغيرة داخل FMT بغاز التخدير. الآن يتم إحضار سرير الماوس مع الماوس إلى FMT وإدخاله على كمبيوتر التحكم FMT.

يتم ضبط مجال رؤية المسح بالإضافة إلى كثافة أخذ العينات. عادة ما يتم استخدام حوالي 120 نقطة. يبدأ الفحص بعد الضغط على زر.

يكتسب التمرير الأول من FMT صورة إضاءة أو إثارة عبر لكل نقطة مصدر ليزر. في هذا الفيلم ، يتم عرضه في وضع التقديم السريع. عادة ما يستغرق الأمر حوالي خمس دقائق.

يمكنك أن ترى أن الضوء يمر عبر الجزء العلوي من الجسم أقل بكثير مقارنة بالجزء السفلي من الجسم. وذلك لأن الأعضاء ذات حجم الدم النسبي الأعلى، مثل القلب والكبد والكلى تكون أكثر في الجزء العلوي من الجسم. الدم هو الممتص الرئيسي لضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة.

يمتد التمرير الثاني من نفس نقاط المصدر بمرشح مختلف ، والذي يسمح فقط لضوء الفلورسنت بالمرور عبر الفصل الثالث ، الزيت التفاعلي والتجزئة. لدمج البيانات من كلا الجهازين. يتم استخدام العلامات المدمجة في سرير الماوس.

العلامات أيضا في صورة انعكاس حصلت عليها FMT. العلامات هي في الواقع ثقوب بسيطة ولا تحتاج إلى ملؤها بأي مضان أو عامل تباين التصوير المقطعي المحوسب. في معهدنا ، قمنا بتطوير برنامج يقوم باكتشاف العلامات والاندماج تلقائيا.

يتم تقدير شكل الماوس ، بالإضافة إلى خرائط الامتصاص والتشتت غير المتجانسة تلقائيا باستخدام بيانات التصوير المقطعي المحوسب الصغير كما هو موضح في منشورنا الأخير ل Theranostics. هذه المعلمات مهمة لإعادة بناء التألق الكمي. لقياس التوزيع الحيوي للتألق ، هناك حاجة إلى تجزئة الأعضاء.

نقوم بإنشاء مثل هذا التجزئة بشكل تفاعلي باستخدام برنامج يسمى imulitic preclinical تم تطويره في معهدنا في ما يلي. يظهر هذا التجزئة في التقديم السريع ويمكن للشخص المتمرس القيام به في حوالي 10 إلى 20 دقيقة. أولا ، يتم تحميل مجموعة بيانات CT.

يمكن فحصه في 3D باستخدام عرض سطح ISO. عن طريق تغيير إعدادات النوافذ ، يمكن تغيير قيمة ISO. على سبيل المثال ، لتصور عظام جسم الماوس بالكامل باستخدام سرير الماوس ، يتم تحميل التراكب.

تظهر إشارة هذا المثال في المثانة. الآن يتم إيقاف تشغيل تصور التراكب. للتركيز على التجزئة التشريحية.

في عمليات المسح الدقيقة الأصلية ، يمكن العثور على الرئة بسهولة بسبب التباين السلبي القوي مع الأنسجة الرخوة الأخرى. الهيكل الكبير داخل الرئة هو القلب. دعونا نقسم الرئة أولا.

يتم تقسيم جميع الفوكسل التي تقل عن قيمة معينة باستخدام العتبة. يظهر هذا باللون الأخضر. الرئة هي منطقة متصلة ، والتي يمكن فصلها باستخدام عملية التعبئة.

على غرار دلو الطلاء. في برنامج الرسم ، يمكن فصله عن الرئة عن طريق القطع والتعبئة. يمكن تقسيم الأعضاء المحدبة ، مثل المثانة ، عن طريق رسم خربشات لتحديد حدود العضو.

يجب إضافة المزيد من الخربشات حتى يتم الوصول إلى الدقة الكافية. يمكن تقسيم الأعضاء غير المحدبة ، مثل الأمعاء ، قطعة قطعة. يظهر الكبد كمنطقة متجانسة وله بنية أكثر تعقيدا.

نظرا لأنه يتكون من فصوص متعددة ، يمكن حفظ التجزئة على القرص وتحميلها في البرنامج. باستخدام مثل هذا التجزئة ، يمكن تعيين إشارة الفلورسنت للأعضاء. يقوم البرنامج بحساب هذه الكميات وحفظها كورقة إضافية لعمليات المسح الطولية ، ويجب إجراء التجزئة لكل نقطة زمنية مرة أخرى ، لأن الفواصل الزمنية عادة ما تكون طويلة جدا لإبقاء الماوس مخدرا في وضع ثابت.

لذلك ، يعد التجزئة مهمة شاقة إذا كان هناك العديد من الفئران والعديد من النقاط الزمنية. لتحديد النتائج كميا، قم بتحميل تراكب وتجزئة. انقر فوق تعيين إعدادات الدفعة للسماح للبرنامج بتذكر الإعدادات الحالية.

الآن ، انقر فوق إحصائيات الدفعات لإخبار البرنامج بحساب القيم لجميع المناطق في جميع عمليات فحص التصوير المتردد ب FMT الدقيقة. سيستغرق هذا بضع ثوان. ثم يتم حفظ الإحصائيات في ملف جدول بيانات واحد.

هذا مناسب لأن المستخدم لا يضطر إلى دمج عشرات الملفات بنفسه. بناء على هذا الملف ، يمكن حساب منحنيات الأعضاء. الفصل الرابع، النتائج التمثيلية.

لاختبار أن الاندماج يعمل بشكل صحيح ، استخدمنا شبح aros. تمت إضافة بعض مسحوق التيتانيوم exide للنثر. لتحقيق شكل غير منتظم ، قمنا بقطع بعض الأجزاء.

تم دمج العديد من الشوائب الصغيرة المملوءة بعامل التباين الفلوري والتصوير المقطعي المحوسب في الشبح. نظرا لأن FMT لا يعرف الشكل الحقيقي للكائن ويفترض شكلا مبسطا ، فإن إعادة البناء ليست دقيقة للكائنات ذات الأشكال غير المنتظمة. لذلك ، قمنا بتنفيذ إعادة بناء أخرى تستخدم الشكل المشتق من بيانات المدينة الصغيرة.

كما ترون ، فإن توطين الإشارة في الشبح أفضل بكثير. لفحص البيانات في الجسم الحي ، دعنا ننتقل إلى النقاط الزمنية للتصوير. هذا هو الفحص المسبق.

ما نراه هو في الأساس مجرد ضوضاء وقطع أثرية. إذا انتقلنا إلى النقطة الزمنية التالية ، تلك التي تلي الحقن ، فسنرى المزيد من الإشارة ، لكن إعدادات النوافذ صعبة للغاية. باستخدام مربع حوار النوافذ ، يمكنك ضبط إعدادات النوافذ.

نرى معظم الإشارة في المثانة. إذا ذهبنا إلى المرة القادمة ، بعد 0.2 ساعة من الحقن ، نرى بعض الإشارات خارج الماوس. وذلك لأن الفأر تبول التألق على فراش الفأر.

من خلال ضبط النافذة بشكل أكبر ، يمكننا رؤية بعض الإشارات في العمود الفقري والركبتين. الآن دعنا ننتقل إلى الوقت بعد 0.4 ساعة من الحقن ، اختفت الإشارة من البول الآن ونرى التألق في العمود الفقري والركبتين للمرة القادمة بعد ست ساعات و 24 ساعة من الحقن. نرى نفس الشيء.

الآن دعنا ننتقل إلى الأنف التالي. لا يظهر الفحص المسبق شيئا باستخدام إعدادات النوافذ هذه. يظهر الفحص بعد 15 دقيقة من الحقن إشارة قوية للمثانة وما إلى ذلك.

في هذه الدراسة ، وجدنا تركيزات عالية في المثانة البولية بعد فترة وجيزة من الحقن ، نتيجة للإفراز الكلوي السريع لهذا المسبار. علاوة على ذلك ، ترتفع الإشارة في العمود الفقري بسرعة وتظل مستقرة نسبيا طوال النقاط الزمنية للتصوير اللاحق. الفصل الخامس، الخاتمة.

في الختام ، نعرض بروتوكول تصوير متعدد الوسائط للجمع بين نقاط القوة في التألق والتصوير المقطعي الجزيئي والتصوير المقطعي بالحواسيب الدقيقة. تتيح بيانات التصوير المقطعي المحوسب الجزئي التشريحي إعادة بناء مضان محسنة باستخدام شكل الفأر. علاوة على ذلك ، من المفيد إنشاء تجزئة الأعضاء ، والتي تكون ضرورية لاستخراج القياسات الكمية من بيانات الصورة.