القياس الكمي للعضلات الهيكلية غير الغازية في الصغيرة باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق

التصوير المقطع المجهري هو تقنية فعالة من حيث التكلفة وغير جراحية لتحليل تكوين الجسم. إنه مفيد في دراسات فسيولوجيا العضلات ، مما يسمح أثناء التدخلات. يوفر microCT بيانات من نفس عدة مرات ويحسن جودة التحليل ويقلل من استخدام.

تعد أجهزة الكشف عن الأشعة السينية التي تعمل بحساب الفوتون ابتكارا في التصوير المقطعي المحوسب الصغير الذي سيمكن من التمايز الكمي للأنسجة باستخدام عوامل تباين مختلفة مرتبطة بمنصات الجسيمات النانوية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين تحديد المناطق التشريحية المختلفة بمحلول الباريوم. يشكل التدريب تحديا كبيرا في تحليل بيانات التصوير المقطعي المحوسب ، كما أن عدم وجود بروتوكولات متسقة للتصوير المقطعي المحوسب قبل السريري يمكن أن يعقد الحصول على الصور ، خاصة عند التعامل مع المواد الحيوية أو صور الورم ، حيث يمكن أن تظهر المناطق التشريحية قيم مختلفة في Hounsfield.

يوفر بروتوكولنا مسارا خطوة بخطوة ، ويسمح للمستخدم المدرب وغير المدرب بإجراء الحصول على بيانات microCT وتحليلها بنتائج مماثلة. نحن الآن نركز اهتمامنا على تحليل المقصورة العفوية للفأر المرتبطة بوظيفة العضلات الهيكلية والتفاعل الاجتماعي. نحن مهتمون أيضا بدراسة تمايز الخلايا الهيكلية في المختبر باستخدام نماذج 2D و 3D.

للبدء ، ضع الفأر المخدر على الماسح الضوئي microCT باستخدام سرير فأر متخصص. قم بتأمين الماوس بمخروط الأنف والشريط اللاصق لتقليل الحركة أثناء الفحص. ثم أدخل الماوس في جسر ماسح التصوير المقطعي المحوسب.

الحصول على فحوصات التصوير المقطعي المحوسب المجهري للجسم باستخدام نظام تصوير قبل السريري عالي الدقة. التقط ما مجموعه 1,024 إسقاطا مع وقت تعرض يبلغ 470 مللي ثانية لكل منها باستخدام دوران وضع الطيران بجهد 60 كيلو فولت وتيار 480 ميكروأمبير. اضبط النظام على تكبير 1.25 ، مما ينتج عنه مجال رؤية 94.72 ملم لوقت اكتساب إجمالي يبلغ 8.02 دقيقة.

التقط الصور باستخدام تجميع واحدة تلو الأخرى ، مما ينتج عنه دقة 2 ، 368 × 2 ، 240 بكسل. قم بإجراء مسح بنفس المعلمات على شبح أسطواني أكريليكي ، واستخرج وحدة Hounsfield أو قيم HU للهواء والماء باستخدام البرنامج المشار إليه. قم بتحويل الصور إلى ملفات DICOM وتصحيح قيم HU.

بعد الحصول على صور microCT للماوس ، افتح برنامج تحليل الصور وحدد موقع قائمة القطاعة ثلاثية الأبعاد في المنطقة العلوية اليسرى من الواجهة ، مظللة باللون الأزرق الرمادي. انقر فوق إضافة بيانات. عندما تظهر النافذة التي تحتوي على خيارين ، حدد الخيار الأول واختر الدليل لإضافته.

ثم انتقل إلى المجلد الذي يحتوي على صور DICOM المستهدفة وانقر فوقه. راقب الصور المعروضة عبر ثلاث شاشات ، تمثل مستويات تشريحية مختلفة ، إكليلية خضراء ، سهمية صفراء ، عرضية مثل الأحمر. في علامة التبويب العلوية ضمن الوحدات النمطية، حدد محرر الشرائح لفتح خيارات التقسيم.

بعد ذلك ، انقر فوق الزر الأخضر زائد إضافة لإنشاء مقاطع جديدة ، وتحديد نطاق HU لكل نوع من أنواع الأنسجة. الآن انقر نقرا مزدوجا فوق كل مقطع لتسميته وتلوينها وفقا للإعدادات المطلوبة. قم بتعيين نطاق HU لكل مقطع باستخدام وظيفة الحد.

لكل نوع من أنواع الأنسجة، أدخل قيم الأنسجة الخالية من الدهون ناقص 29 إلى 225، والأنسجة الدهنية ناقص 190 إلى 30 تحت الصفر، والعظام من 500 إلى 5,000. انقر فوق الزر تطبيق. بعد تعيين نطاقات HU، انقر فوق إظهار 3D لإنشاء عرض ثلاثي الأبعاد للأنسجة المجزأة.

في القائمة Segmentation، حدد أداة المقص لإزالة الكائنات غير المرغوب فيها. بالنسبة للمستويات التشريحية ، انقر فوق الزر تكبير العرض على الشريط الملون للمستوى المطلوب ، واستخدم تمرير الماوس للتنقل عبر التصوير المقطعي المحوسب. للعرض ثلاثي الأبعاد، استخدم زر الماوس الأيسر للتدوير وزر الماوس الأيمن للتكبير/التصغير.

بعد ذلك ، استخدم أداة المقص لتمييز الكائن غير المرغوب فيه وتطويقه لإزالته من الصورة. انقر فوق أيقونة تخطيط طريقة عرض الاستعادة للعودة إلى تخطيط النوافذ الأربع. بعد التجزئة، انتقل إلى القياس الكمي وإحصائيات المقطع لحساب الأحجام لكل شريحة.

انقر فوق تطبيق وانتظر حتى يقوم البرنامج بإنشاء جدول يحتوي على قيم لكل تجزئة، يعرض كلا من خريطة التسمية ووحدات تخزين السطح المغلق. استخدم قياسات الحجم التي يوفرها البرنامج بالسنتيمتر المكعب لتحويل هذه الأحجام إلى كتلة الأنسجة. ضع الكثافة المناسبة لكل نوع من أنواع الأنسجة ، 0.95 جرام لكل سنتيمتر مكعب للأنسجة الدهنية ، و 1.05 جرام لكل سنتيمتر مكعب للأنسجة الخالية من الدهون ، و 1.92 جرام لكل سنتيمتر مكعب للأنسجة الهيكلية.

لقياسات طول العظام ، ارجع إلى قائمة محرر الشرائح وقم بإخفاء مقاطع الأنسجة الدهنية والخالية من الدهون من خلال النقر على أيقونة العين بجوار كل جزء. بعد ذلك ، حدد خيار شريط الأدوات في الزاوية العلوية من القائمة الرئيسية. انقر على إنشاء خط جديد زر لقياس طول العظم في العرض ثلاثي الأبعاد.

تحديد العظم في إعادة البناء ثلاثية الأبعاد. انقر فوق أحد طرفي العظم ، ثم انقر فوق الطرف الآخر للسماح للبرنامج بقياس طوله. تم تقديم تجزئة الأنسجة الهيكلية والدهنية والخالية من الدهون من خلال مستويات إكليلية وسهمية وعرضية متسلسلة ، مما يدل بشكل فعال على تمييز الأنسجة الواضحة.

كشفت العروض ثلاثية الأبعاد عن هياكل تشريحية مفصلة ، حيث يمثل اللون الأزرق العظام ، والأصفر الذي يمثل الأنسجة الدهنية ، والأحمر الذي يمثل الأنسجة الخالية من الدهون. أظهر الأشخاص المسنون نسبة دهون أعلى في الجسم وكتلة خالية من الدهون مقارنة بالبالغين ، مما يوضح التغيرات المرتبطة بالعمر في تكوين الجسم.