تقييم الهيكل العالمي للرّيّة بعد الرحلات الفضائية باستخدام طريقة التصوير المقطعي المحوسبة الدقيقة (الدقيقة CT)

هنا نقترح طريقة لتقييم هيكل العين العالمي بعد الرحلات الفضائية باستخدام طريقة التصوير المقطعي بالكمبيوتر. وتتسبب بيئة الرحلات الفضائية، التي تشمل الجاذبية شبه الطبيعية والتعرض للإشعاع، في تغييرات فريدة في فسيولوجيا الإنسان، بما في ذلك تحولات السوائل. وتؤدي هذه التحولات السائلة إلى ارتفاع الضغط داخل الجمجمة وعُزيت كسبب رئيسي لمتلازمة العين العصبية المرتبطة بالرحلات الفضائية.

يؤثر التأثير الفسيولوجي لـ SANS على مكونات متعددة للعين ويشمل وذمة القرص البصري ، وتسطيح الكرة الأرضية ، وطيات المشيمية والشبكية ، وتحولات الخطأ الهايبرتي والانكساري ، وطبقات الألياف العصبية. في حين أن الخصائص الفسيولوجية لـ SANS موثقة بشكل جيد ، فإن الآليات التي تدفع SANS لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. من أجل الحصول على فهم أفضل لـ SANS ، يتم استخدام نماذج القوارض لتقنيات التصوير غير الغازية.

واحدة من هذه التقنيات هي الدقيقة CT، والتي تم استخدامها بنجاح لتقييم الهياكل التشريحية والعمليات المرضية في الحيوانات الصغيرة مثل الفئران. يمكن أن تحقق الأشعة المقطعية الدقيقة دقة صغيرة الحجم ، ومن خلال الجمع مع عامل التباين ، يمكن أن توفر تباينًا جيدًا للأنسجة الرخوة. يوفر التصوير المقطعي المجهري ميزة واضحة مقارنة بالأساليب التقليدية، بما في ذلك التشريح الإجمالي، والمجهر الضوئي، وفحص الأنسجة لعدم التسبب في ضرر للملامح الهندسية للعينات والعلاقات المكانية بين الهياكل.

في دراستنا الحالية، تعرضت الفئران للبيئة الفضائية لمدة 35 يوما على متن محطة الفضاء الدولية لتحديد ما إذا كانت البيئة الفضائية تسبب تلف العين عن طريق قياس البنية المجهرية لطبقات الشبكية، RPE، والمشيمية باستخدام الأشعة المقطعية الدقيقة. هنا أظهرنا كيف قمنا بإعداد عينات لتحليل الأشعة المقطعية الدقيقة. واستخدمت الفئران والعيون في غضون 38 زائد أو ناقص أربع ساعات بعد دفقة أسفل.

كانت العيون مُنَهَلة، والعيون اليسرى كانت ثابتة في أربعة بالمائة من شبه الفورموالديهيد ومخازن الفوسفات المالحة لمدة 24 ساعة. بعد التثبيت، كانت العينين المجففة في الإيثانول. لمنع المزيد من الانكماش ومفاجئة من عينة ثابتة، واستخدمت سلسلة متدرجة من حلول الإيثانول.

أولا، تم نقل العينات إلى 50٪ الإيثانول لمدة ساعة واحدة ثم زيادة تركيزات لمدة ساعة واحدة لكل منهما، 70، 80، 90، 96، و 100٪ بعد ذلك، كانت ملطخة العينين مع 10٪ الوزن لكل حجم حمض فوسفوليبيد لمدة ستة أيام. وأخيرا، تم غسل العينات في الإيثانول المطلق ثم وضعت في حاويات بلاستيكية فردية مطحنة اثنين مليئة بالإيثانول المطلق لمسحها. كما أضيفت لوحة قطنية لتثبيت العينة أثناء المسح.

بعد ذلك ، تم وضع العينة داخل جهاز تصوير سطح المكتب بالأشعة السينية Micro-CT SkyScan 1272 ماسحة لتقييم تلف شبكية العين. للمسح الضوئي، استخدمنا برنامج SkyScan 1272. بعد فتح البرنامج، نحن تركزت عينة لدينا في الإطار.

في بروتوكول لدينا، ونحن لا تستخدم أي مرشح وتعيين المصفوفة لزيادة حجم بكسل إلى أربعة ميكرون. يستخدم تحديد المواقع الدقيقة للحفاظ على العينة التي تركز في الإطار. بعد ذلك، نقوم بفحص المعلمات لتحقيق أقصى قدر من عامل التباين داخل العينة لدينا ومعايرة الجهاز.

لإجراء المعايرة، نقوم بإزالة العينة من الماسح الضوئي، ونضبط معلمات المسح الضوئي. أثناء المعايرة، يتم فحص التصحيح المسطح. يجب أن يكون أكبر من 80٪ بعد المعايرة، يتم إعادة إدراج العينة في غرفة المسح.

قبل المسح الضوئي، يتم تسمية ملفات العينة. المعلمات المسح الضوئي هي كما يلي، وتناوب الخطوة 0.4، إطارات أربعة، حركة عشوائية 30، والتحقق من أن ضعف حجم بكسل يتم تعيينها إلى 4 ميكرون. ثم يتم بدء الفحص.

بعد المسح الضوئي، يتم استخدام NRecon لإعادة بناء العينة. أولا، نفتح الملفات من المسح الضوئي وعرض الصور المسح الخام. نحن ضبط ترتد من المدرج التكراري لتناسب داخل المنحنى.

بعد ذلك، ونحن تصحيح للقطعة الفنية تصلب شعاع. ثم نعدل القطعة الأثرية الممهدة وأخيرا، ونحن تصحيح للحد من قطعة أثرية حلقة.

بعد كل التصحيحات، أكدنا أن عيناتنا تناسب منطقتنا ذات الاهتمام. ثم يمكننا البدء في إعادة الإعمار. نحن نستخدم برنامج DataViewer لتصور الصور التي أعيد بناؤها في جميع المجالات الثلاثة.

للتحليل، يتم استخدام برنامج CTAn. يتم تحميل الصور التي أعيد بناؤها في البرنامج. تم استخدام العصب البصري ل deliminate المنطقة ذات الأهمية للتحليل.

عن طريق الحساب، استخدمنا شريحة الأوسط من المنطقة ذات الأهمية لأداء جميع القياسات للتحليل. وقد تم إجراء ثلاثة قياسات متكررة لحساب القياس الخطي للمنطقة. وقد أُخذت القياسات التالية الأنسجة العينية، وشبكية العين، وRPE، والمشيمية، وبين تحليلنا المقطعي المجهري (Micro-CT) أن المناطق المقطعية من شبكية العين، وRPE، وطبقة المشيمية كانت أقل بكثير في عينات الرحلات الفضائية مقارنة بالضوابط الأرضية.

يوفر التصوير المقطعي الدقيق تقنيات فعالة وغير مدمرة لحساب حجم التغييرات دون أي تلاعب. باستخدام عامل التباين ، فإنه يعزز جودة الصور الدقيقة CT ، والتي تساعدنا على الحصول على صورة واضحة ناجحة من إعادة الإعمار دون الهيكل البيني للعينة. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يظهر في البيانات الأصلية رقميا، وبالتالي زيادة في إمكانية الوصول إلى النتائج وإمكانية استنساخها.

وعلاوة على ذلك، الغرض الأساسي، فمن المقبول استخدام القياسات ثلاثية الأبعاد، ولكن تجزئة البنية الإجمالية ثلاثية الأبعاد يمكن أن تكون مفيدة لتوفير مخطط محدد للعينة بأكملها. وتشير نتائجنا إلى أن ظروف الرحلات الفضائية، ولا سيما التغيرات الجاذبية، قد تحفز الاستجابة الحادة والقصّر الأجل في العين. وعلاوة على ذلك، ينبغي أن يستخدم العمل في المستقبل بيانات حجمية لإجراء تحليلات أخرى تستفيد من قدرات التصوير المقطعي المجهري، حيث أنها استخدمت بنجاح لدراسة العديد من الأنسجة الطبيعية وعلم الأمراض.