Name: הדמיה μCT-FMT היברידי וניתוח תמונה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 45 s
Description: למדו הדמיה היברידית של FMT ו-µCT לניתוח תפלורסצנטי כמותי בעכברים מואנשים. שיטה זו משלבת נתונים אנטומיים ותפקודיים לחקר תהליכים ביולוגיים במדעי המוח.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים למארק ויילר לביצוע ניסויי הפנטום. עבודה זו נתמכה על ידי המועצה האירופית למחקר (ERC גרנט החל 309,495: NeoNaNo), המדינה הפדרלית הגרמנית של נורדריין וסטפליה (NRW; High-Tech.NRW/EU-Ziel 2-Programm (EFRE); ForSaTum), גרמנית מחקר של משרד לחינוך ומחקר (BMBF) (כבד תוכניות מימון וירטואלי (0,315,743), LungSys (0315415C), LungSys2 (0316042F), Photonik Forschung Deutschland (13N13355)), האוניברסיטה אאכן RWTH (אני 3 קרן זרע TM), ופיליפס (אאכן, גרמניה).

<ol><li>Hoffman, R. M., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcellular+imaging+in+the+live+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Subcellular imaging in the live mouse.</a> Nature Protocols. 1 (2), 775-782 (2006).</li>
<li>Ale, A., Ermolayev, V., Herzog, E., Cohrs, C., Angelis, M. H., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FMT-XCT%3A+in+vivo+animal+studies+with+hybrid+fluorescence+molecular+tomography-X-ray+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">FMT-XCT: in vivo animal studies with hybrid fluorescence molecular tomography-X-ray computed tomography.</a> Nature Methods. 9 (9), 615-620 (2012).</li>
<li>Eaton, V. L., Vasquez, K. O., Goings, G. E., Hunter, Z. N., Peterson, J. D., Miller, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+tomographic+imaging+of+near+infrared+imaging+agents+quantifies+disease+severity+and+immunomodulation+of+experimental+autoimmune+encephalomyelitis+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroinflammation%22%5BJournal%5D)">Optical tomographic imaging of near infrared imaging agents quantifies disease severity and immunomodulation of experimental autoimmune encephalomyelitis in vivo.</a> Journal of Neuroinflammation. 10 (138), (2013).</li>
<li>Lederle, W., Arns, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+of+annexin-based+apoptosis+imaging+in+the+assessment+of+antiangiogenic+therapy+effects%5BTitle%5D)+AND+%22EJNMMI+Research%22%5BJournal%5D)">Failure of annexin-based apoptosis imaging in the assessment of antiangiogenic therapy effects.</a> EJNMMI Research. 1 (26), (2011).</li>
<li>Ntziachristos, V., Tung, C. -H., Bremer, C., Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+molecular+tomography+resolves+protease+activity+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Fluorescence molecular tomography resolves protease activity in vivo.</a> Nature Medicine. 8 (7), (2002).</li>
<li>Hoffman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+multiple+uses+of+fluorescent+proteins+to+visualize+cancer+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Cancer%22%5BJournal%5D)">The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo.</a> Nature Reviews Cancer. 5 (10), 796-806 (2005).</li>
<li>Schulz, R. B., Ale, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+system+for+simultaneous+fluorescence+and+x-ray+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Hybrid system for simultaneous fluorescence and x-ray computed tomography.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 29 (2), 465-473 (2010).</li>
<li>Stuker, F., Baltes, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+small+animal+imaging+system+combining+magnetic+resonance+imaging+with+fluorescence+tomography+using+single+photon+avalanche+diode+detectors%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Medical+Imaging%22%5BJournal%5D)">Hybrid small animal imaging system combining magnetic resonance imaging with fluorescence tomography using single photon avalanche diode detectors.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 30 (6), 1265-1273 (2011).</li>
<li>Leblond, F., Davis, S. C., Valdés, P. A., Pogue, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preclinical+Whole-body+Fluorescence+Imaging%3A+Review+of+Instruments%2C+Methods+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Photochemistry+and+Photobiology+B%3A+Biology%22%5BJournal%5D)">Preclinical Whole-body Fluorescence Imaging: Review of Instruments, Methods and Applications.</a> Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 98 (1), 77-94 (2010).</li>
<li>Kunjachan, S., Gremse, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+optical+imaging+of+nanomedicine+biodistribution%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Noninvasive optical imaging of nanomedicine biodistribution.</a> ACS Nano. 7 (1), 252-262 (2013).</li>
<li>Radrich, K., Ale, A., Ermolayev, V., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+limited-projection-angle+fluorescence+molecular+tomography+using+a+co-registered+x-ray+computed+tomography+scan%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Improving limited-projection-angle fluorescence molecular tomography using a co-registered x-ray computed tomography scan.</a> Journal of Biomedical Optics. 17 (12), 126011(2012).</li>
<li>Freyer, M., Ale, A., Schulz, R. B., Zientkowska, M., Ntziachristos, V., Englmeier, K. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+automatic+segmentation+of+anatomical+structures+in+x-ray+computed+tomography+images+to+improve+fluorescence+molecular+tomography+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Fast automatic segmentation of anatomical structures in x-ray computed tomography images to improve fluorescence molecular tomography reconstruction.</a> Journal of Biomedical Optics. 15 (3), 036006(2010).</li>
<li>Gremse, F., Theek, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absorption+Reconstruction+Improves+Biodistribution+Assessment+of+Fluorescent+Nanoprobes+Using+Hybrid+Fluorescence-mediated+Tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Absorption Reconstruction Improves Biodistribution Assessment of Fluorescent Nanoprobes Using Hybrid Fluorescence-mediated Tomography.</a> Theranostics. 4 (10), 960-971 (2014).</li>
<li>Cheong, W. -F., Prahl, S. A., Welch, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+the+optical+properties+of+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Quantum+Electronics%22%5BJournal%5D)">A review of the optical properties of biological tissues.</a> IEEE Journal of Quantum Electronics. 26 (12), 2166-2185 (1990).</li>
<li>Doleschel, D., Mundigl, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+near-infrared+imaging+of+the+erythropoietin+receptor+in+human+lung+cancer+xenografts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nuclear+Medicine%3A+Official+Publication%2C+Society+of+Nuclear+Medicine%22%5BJournal%5D)">Targeted near-infrared imaging of the erythropoietin receptor in human lung cancer xenografts.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 53 (2), 304-311 (2012).</li>
<li>Al Rawashdeh, W., Arns, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+tomography+of+MMP-activity+allows+a+sensitive+non-invasive+characterization+of+the+invasiveness+and+angiogenesis+of+SCC-xenografts%5BTitle%5D)+AND+%22Neoplasia%22%5BJournal%5D)">Optical tomography of MMP-activity allows a sensitive non-invasive characterization of the invasiveness and angiogenesis of SCC-xenografts.</a> Neoplasia. 16 (3), 235-246 (2014).</li>
<li>Kunjachan, S., Pola, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Passive+versus+Active+Tumor+Targeting+Using+RGD-+and+NGR-Modified+Polymeric+Nanomedicines%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Passive versus Active Tumor Targeting Using RGD- and NGR-Modified Polymeric Nanomedicines.</a> Nano Letters. 14 (2), 972-981 (2014).</li>
<li>Schober, A., Nazari-Jahantigh, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroRNA-126-5p+promotes+endothelial+proliferation+and+limits+atherosclerosis+by+suppressing+Dlk1%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">MicroRNA-126-5p promotes endothelial proliferation and limits atherosclerosis by suppressing Dlk1.</a> Nature Medicine. 20 (4), 368-376 (2014).</li>
<li>Aikawa, E., Nahrendorf, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteogenesis+associates+with+inflammation+in+early-stage+atherosclerosis+evaluated+by+molecular+imaging+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Osteogenesis associates with inflammation in early-stage atherosclerosis evaluated by molecular imaging in vivo.</a> Circulation. 116 (24), 2841-2850 (2007).</li>
<li>Gremse, F., Höfter, A., Schwen, L., Kiessling, F., Naumann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GPU-Accelerated+Sparse+Matrix-Matrix+Multiplication+by+Iterative+Row+Merging%5BTitle%5D)+AND+%22SIAM+Journal+on+Scientific+Computing%22%5BJournal%5D)">GPU-Accelerated Sparse Matrix-Matrix Multiplication by Iterative Row Merging.</a> SIAM Journal on Scientific Computing. , C54-C71 (2015).</li>
<li>Vasquez, K. O., Casavant, C., Peterson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Whole+Body+Biodistribution+of+Fluorescent-Labeled+Agents+by+Non-Invasive+Tomographic+Imaging%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Quantitative Whole Body Biodistribution of Fluorescent-Labeled Agents by Non-Invasive Tomographic Imaging.</a> PLoS ONE. 6 (6), e20594(2011).</li>
<li>Theek, B., Gremse, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+EPR-mediated+passive+drug+targeting+using+contrast-enhanced+functional+ultrasound+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Characterizing EPR-mediated passive drug targeting using contrast-enhanced functional ultrasound imaging.</a> Journal of Controlled Release. 182 (1), 83-89 (2014).</li>
<li>Hyde, D., Schulz, R., Brooks, D., Miller, E., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+dependence+of+hybrid+x-ray+computed+tomography%2Ffluorescence+molecular+tomography+on+the+optical+forward+problem%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Optical+Society+of+America.+A%2C+Optics%2C+Image+Science%2C+and+Vision%22%5BJournal%5D)">Performance dependence of hybrid x-ray computed tomography/fluorescence molecular tomography on the optical forward problem.</a> Journal of the Optical Society of America. A, Optics, Image Science, and Vision. 26 (4), 919-923 (2009).</li>
<li>Jacques, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+properties+of+biological+tissues%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Optical properties of biological tissues: a review.</a> Physics in Medicine and Biology. 58 (11), R37(2013).</li>
<li>Loening, A. M., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AMIDE%3A+a+free+software+tool+for+multimodality+medical+image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Imaging%22%5BJournal%5D)">AMIDE: a free software tool for multimodality medical image analysis.</a> Molecular Imaging. 2 (3), 131-137 (2003).</li>
<li>Gremse, F., Schulz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Qualitative+and+Quantitative+Data+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Small+Animal+Imaging%22%5BJournal%5D)">Qualitative and Quantitative Data Analysis.</a> Small Animal Imaging. , 363-378 (2011).</li>
<li>Baiker, M., Milles, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atlas-based+whole-body+segmentation+of+mice+from+low-contrast+Micro-CT+data%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Image+Analysis%22%5BJournal%5D)">Atlas-based whole-body segmentation of mice from low-contrast Micro-CT data.</a> Medical Image Analysis. 14 (6), 723-737 (2010).</li>
<li>Sevick-Muraca, E. M., Rasmussen, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+imaging+with+optics%3A+primer+and+case+for+near-infrared+fluorescence+techniques+in+personalized+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Molecular imaging with optics: primer and case for near-infrared fluorescence techniques in personalized medicine.</a> Journal of Biomedical Optics. 13 (4), 041303(2008).</li>
</ol>

פליקס Gremse הוא מייסד והבעלים של Gremse-IT, חברת סטארט-אפ שמציעה תוכנות ושירותים לניתוח תמונה רפואית בשיתוף פעולה עם פיליפס והמחלקה לניסויית הדמיה מולקולרית של האוניברסיטה אאכן RWTH.

אנו מתארים וליישם פרוטוקול הדמיה μCT-FMT multimodal. אנו משתמשים בFMT זמין מסחרי ושימוש נרחב והתקני μCT 3,11,15 - 17,21. בעוד הפרוטוקול מחייב FMT ספציפי, יכול להיות מוחלף על ידי μCT μCT אחר עם פונקציונליות דומה ופרמטרי סריקת השוואה, למשל, שדה הראייה צריך להיות גדול מספיק כדי לכסות את מיטת העכבר כולל הסמנים. FMT כבר בשימוש לניתוח biodistribution ללא שילוב עם μCT או MRI 21, לעומת זאת, נתונים אנטומיים מועיל להגדיל את שחזור כי הפילוח יכול להיות מבוסס על גבולות האיבר שנראים בנתונים μCT 10. בעוד מכשירי μCT-FMT משולבים פותחו 2,7, אלה אינם זמינים באופן מסחרי עדיין. יתר על כן, השימוש בשני מכשירים נפרדים מאפשרת צנרת, כלומר., CA העכבר הבאn הדמיה בμCT בעוד העכבר הראשון הוא עדיין בFMT, כדי להגדיל את התפוקה. כדי להפחית את עומס העבודה הידנית, אנו מבצעים איתור סמן אוטומטי והיתוך. יתר על כן, את צורת העכבר מפולח באופן אוטומטי ומידע זה באופן משמעותי משפר את 11,13,22 שחזור הקרינה. לשחזור הקרינה כמותי, יש צורך במפות קליטה ופיזור 13,23. אנו שואבים את מפת הפיזור על ידי פילוח האוטומטי של נתונים μCT והקצאת מקדמי פיזור ידועים של כמה סוגי רקמות (ריאות, עצמות, עור, שומן, ונותרו רקמות רכות) 24. בהמשך לכך, אנחנו לשחזר מפת קליטה מהנתונים הגולמיים האופטיים אשר חשוב במיוחד עבור איברי perfused היטב כמו הלב והכבד 13,20. סריקה כמה עכברים בנקודות זמן מרובים תוצאות במהירות במספר רב של ערכות נתונים כדי להיות מנותחת. לbiodisמחקרי tribution, כמה איברים צריכים להיות מפולחים לכל סריקת μCT-FMT. למרבה הצער, לא ניתן לעשות שימוש חוזר בפילוחים, כי העכבר הוא מיקומו חדש למיטת העכבר שוב ושוב. אנו משתמשים בכלי לפילוח אינטראקטיבי, שפותח במכון שלנו, לעומת זאת, כלים אחרים יכולים להיות גם מתאימים 25. אנו מייצרים פילוחי voxel-חכם, כי אלה שיתאימו יותר לאיברים מורכבים מצורות פשוטות כמו אליפסות וקוביות 26. פילוח כל-חיה אוטומטית יהיה שימושי כדי להפחית את עומס העבודה הידני 27 נוסף, אבל כלי פילוח אינטראקטיבי עדיין יידרש לתקן את שגיאות פילוח. יתר על כן, כלים פילוח אוטומטיים בקושי יכולים לצפות מקרים מיוחדים כגון פתולוגיות בצורה נכונה. מכיוון שאנו משתמשים בסריקות μCT ילידים, כמה איברים כמו הטחול הם קשים מאוד למגזר גם באופן ידני. סוכנים בניגוד יעזרו, אבל יש בעיות עם סבילות וקשה maintaiהפצת חומר ניגוד היציב na ברחבי ההדמיה האורך. המחקר שלנו מראה כי פנטום לוקליזציה האות משופרת בעת שימוש במידע בצורה לשיקום הקרינה. בvivo, שיפור דומה ניכר לנקודת הזמן המוקדם (15 דקות לאחר הזרקה), כאשר כמות גדולה של החללית כבר ב שלפוחית ​​שתן. הבדיקה מחייב hydroxyapatite מצטברת בעצמות ומפרקים. זה מדהים כמה מהר זה קורה, כלומר, האות היא כבר נראה בבירור בעמוד השדרה 15 דקות לאחר הזרקה. כנראה זו נגרמת על ידי המשקל המולקולרי הנמוך של הבדיקה, המאפשרת extravasation ודיפוזיה מהירים לאזורי היעד. הבדיקה נקשר קוולנטית לhydroxyapatite היעד שלה והבדיקה מאוגד מופרשת. לנקודות הזמן מאוחר יותר, בין 6 שעות ו -24 שעות לאחר הזרקה, עוצמת האות בעמוד השדרה נותרת יציבה יחסית, כנראה, משום שכמעט ולא מחדש אורכאבים עמוקים לתוך העכבר כדי להלבין את הקרינה. לצורך המחקר שלנו, השתמשנו בערוץ 750 ננומטר, מה שגורם הקרינה רקע נמוכה ניכרה כלסריקות שנרכשו לפני ההזרקה. באורכי גל נמוכים, ניתן לצפות יותר אות רקע 28. לסיכום, אנו מתארים פרוטוקול הדמיה multimodal למכשירי FMT וμCT זמינים מסחרי. אנו מראים כי השילוב מספק יתרונות לשיקום הקרינה. אנו מדגימים כיצד עקומות biodistribution מופקים מהכמות הגדולה של נתוני תמונה באמצעות פילוח איבר אינטראקטיבי ועיבוד אצווה. אנו מאמינים כי עבודה סטנדרטית זה יכול להיות מועיל לפיתוח תרופות ובדיקות הדמיה אחרת באמצעות בדיקות שכותרתו fluorescently.

טומוגרפיה תיווך הקרינה, טומוגרפיה הקרינה נקראת גם מולקולרית (FMT), היא טכניקה מבטיחה להעריך את הפצת הקרינה ברקמות מפוזרת, כגון עכברים מורדמים או אפילו רקמות גוף אדם, למשל, שדיים או מפרקי אצבע כמותית. בניגוד לשיטות מיקרוסקופיה לא פולשנית, המאפשרות הדמיה של מטרות שטחיות ברזולוציה subcellular 1, FMT מאפשר שחזור תלת ממדי של מקורות ניאון במעמקים של כמה סנטימטרים, אם כי ברזולוציה נמוכה יותר 2. בדיקות ניאון ממוקדות רבות זמינות לאנגיוגנזה תמונה, אפופטוזיס, דלקת, ואחרים 2-5. בדיקות חלקם activatable, למשל., על ידי מחשוף אנזים ספציפי המוביל לunquenching של fluorochromes. יתר על כן, ניתן הדמיה גני הכתב להביע חלבוני ניאון, למשל, כדי לעקוב אחר תאים סרטניים הגירה 6. FMT מאוד נהנה מהשילוב עם שיטה אנטומיים, למשל, μCT 2,7 או MRI 8. בעוד מכשירי FMT עצמאיים הם זמינים מסחריים 9, תמונות הקרינה קשות לפרש ללא מידע התייחסות אנטומיים. לאחרונה הצליחו להראות, כי נתוני תמונה אנטומית התמזגו מאפשרים ניתוח חזק יותר 10. גם נתונים אנטומיים יכולים לשמש כדי לספק ידע מוקדם, כגון צורה החיצונית של העכבר, וזה חשוב עבור מודלים אופטיים מדויקים וקרינת שחזור 11. יתר על כן, ניתן להעריך מפות פיזור וקליטה אופטיות באמצעות פילוח של סוגי רקמות ועל ידי הקצאת מקדמים ספציפיים כיתת 12,13. לאור האינפרה-אדום קרוב, המוגלובין הוא בולם העיקרי בעכברים, מלבד מלנין ופרווה 14. מאז ביחס נפח הדם משתנה אזורי לפי סדר גודל, מפת קליטה היא חשובה במיוחד עבור קוואןשחזור הקרינה titative 13. אחד יתרונות של שימוש במכשירי הדמיה לא פולשנית הוא שניתן הדמיה העכברים לאורך זמן, כלומר, בנקודות זמן שונות. זה חשוב להעריך את ההתנהגות הדינמית של בדיקות, כלומר, הצטברות היעד שלהם, biodistribution והפרשה 10,15, או להעריך את התקדמות המחלה 16. כאשר הדמיה כמה עכברים בנקודות זמן מרובים, כמות גדולה של ערכות נתונים תמונה עולה. כדי לאפשר השוואה, אלה צריכים להיות שנרכשו באופן שיטתי, כלומר, עם פרוטוקול מוגדר היטב ומתועד. המספר הגדול של סריקות מציב אתגר לניתוח תמונה, אשר נדרש כדי לחלץ מדידות כמותיות מנתוני התמונה. מטרת המחקר שלנו היא לספק תיאור מפורט של פרוטוקול ההדמיה μCT-FMT שהשתמשנו ומותאם לאורך מספר מחקרים 10,13,15,17,18. אנו מתאריםאיך ערכות נתונים נוצרות, מעובד, דמיינו, ונותח. זה בא לידי ביטוי באמצעות בדיקה הוקמה מולקולרית, OsteoSense, שנקשרה לhydroxyapatite 19, וניתן להשתמש בם למחלות עצם תמונה ושיפוץ 2. כל הנהלים הקשורים בעלי חיים אושרו על ידי ועדת ביקורת הממשלתית על טיפול בבעלי חיים.

<table><tbody><tr><td>FMT (טומוגרפיה מולקולרית פלואורסצנטית) FMT2500 LX</td><td>PerkinElmer</td><td>FMT2000</td><td>מכשיר לטומוגרפיה מולקולרית פלואורסצנטית</td></tr> <tr><td>ומיקרו; CT (מיקרו טומוגרפיה ממוחשבת) טומוסקופ Duo CT</td><td>הדמיה GmbH</td><td>טומוסקופ Duo</td><td>מכשיר לטומוגרפיה ממוחשבת</td></tr><tr><td>מיקרו מיטת עכבר מולטימודאלית</td><td>CT הדמיה GmbH</td><td>בונה ניסיוני</td><td>מחזיק בעלי חיים שקוף חלקית</td></tr><tr><td>IsoFlo (איזופלורן, USP)</td> <td>Abbott</td><td>05260-05</td><td>הרדמה באינהלציה איזופלורן</td></tr><tr><td>מערכת הרדמה לבעלי חיים קטנים</td><td>מכשיר הרווארד 726419</td><td></td><td>מערכת שולחנית מלאה איזופלורן</td></tr><tr><td>מזון עכבר ללא כלורופיל</td><td>Ssniff</td><td>E15051</td><td>מזון כלורופיל נמוך / פלואורסצנטי נמוך</td></tr><tr><td>OsteoSense 750EX</td><td>PerkinElmer</td><td>NEV10053EX</td><td>Animal FMT חומר ניגוד</td></tr><tr><td>Portex Fine Bore Polythene צינורות</td><td>סמית רפואי</td><td>800/100/120</td><td>צינור להזרקה</td></tr><tr><td>קטטר Sterican 30g</td><td>BBraun</td><td>4656300</td><td>מחט היפודרמית לצנתר</td></tr><tr><td>Imeron</td><td>Altana pharma</td><td>INLA F.1/0203/3.5337.69</td><td>חומר ניגוד CT לתכלילי הפנטום</td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Sigma</td><td>90-12-36-6</td><td>Agarose לייצור פנטום</td></tr><tr><td>TiO2</td><td>Applichem</td><td>A1900,1000</td><td>טיטניום אוקסיד כחומר פיזור פנטום</td></tr><tr><td>Trypan blue</td><td>Fluka</td><td>93595</td><td>Trypan blue להתאמת אור הפנטום התפשטות</td></tr><tr><td>Cy7</td><td>Lumiprobe</td><td>15020</td><td>פלואורוכרום עבור תכלילי הפנטום</td></tr><tr><td>Lipovenoes 20%</td> <td>Fresenius Kabi</td><td>3094740</td><td>תחליב שומנים, חומר פיזור לסוכני ניגודיות FMT</td></tr><tr><td>Definiens מפתח XD Server</td><td>Definiens AG</td><td>Server XD</td><td>פלטפורמת תוכנה לפילוח אוטומטי</td></tr><tr><td>Imalytics Preclinical</td><td>ExMI/Gremse-IT</td><td>גרסה 2.0.1</td><td>תוכנה להיתוך, שחזור וניתוח תמונות</td></tr><tr><td>NVIDIA Geforce Titan</td><td>Asus</td><td>GTXTITAN6GD5</td><td>כרטיס גרפי ממוחשב מתקדם, זיכרון 6GB</td></tr></tbody></table>

הדמיה μct-fmt היברידי וניתוח תמונה

Hybrid &#181;CT-FMT imaging and image analysis

טומוגרפיה תיווך הקרינה (FMT) מאפשרת קביעת אורך וכמותי של הפצת הקרינה in vivo וניתן להשתמש בו כדי להעריך את biodistribution של בדיקות חדשניות ולהעריך את התקדמות מחלה באמצעות בדיקות מולקולריות הוקמו או גני כתב. השילוב עם שיטה אנטומיים, למשל, טומוגרפיה ממוחשבת מיקרו (μCT), מועיל לניתוח תמונה ולשיקום הקרינה. אנו מתארים פרוטוקול להדמיה multimodal μCT-FMT כוללים צעדי עיבוד תמונה דרושים כדי לחלץ מדידות כמותיות. לאחר הכנת העכברים וביצוע ההדמיה, ערכות נתונים multimodal רשומות. בהמשך לכך, שחזור הקרינה משופר מתבצע, אשר לוקח בחשבון את הצורה של העכבר. לניתוח כמותי, פילוחי איבר נוצרים מבוססים על נתונים אנטומיים באמצעות כלי הפילוח האינטראקטיבי שלנו. לבסוף, מ&quot;ק biodistributionrves נוצרים באמצעות תכונת עיבוד אצווה. אנחנו מראים את תחולתה של השיטה על ידי הערכת biodistribution של בדיקה ידועה שנקשרה לעצמות ומפרקים.

אנחנו מוחלים פרוטוקול המתואר להעריך biodistribution של בדיקה, OsteoSense ממוקד, אשר נקשר לhydroxyapatite. 3 עכברים (C57BL / 6 APOE - / - Ahsg - / - עכברי כפולים נוקאאוט, 10 שבועות) הם צילמו לפני 15 דקות ו, 2 שעות, 4 שעות, 6 שעות, 24 שעות ולאחר הזרקת IV של 2 OsteoSense nmol. התוכנה שלנו מזוהה באופן אוטומטי הסמנים מובנים בתוך מיטת עכבר multimodal (איור 1, איור 2 א, ב), שאיפשר שילוב של נתונים אנטומיים μCT עם שחזור הקרינה שבוצע על ידי FMT (איור 2 ג, ד). מאז OsteoSense היא בדיקה עם משקל מולקולרי נמוך, הפרשת כליות מהירה ולכן אות גבוהה בשלפוחית ​​השתן צפוי. שילוב של שחזור הקרינה של FMT חשף בעיות כגון אות איבדה מחוץ לשלפוחית ​​השתן (איור 2 ג, ד). בעיות אלה מתרחשות עקב FMT לא יודע את הצורה האמיתית של העכבר ומניח צורת בלוק. Ouשחזור r קובע את הצורה מדויקת מנתוני μCT ויוצר פיזור וקליטה מפות 13 על מנת לאפשר שחזור הקרינה מדויק יותר עם ​​לוקליזציה אות טובה יותר, וזה בולט במיוחד לשלפוחית ​​השתן (איור 2E, F). כדי להקצות את הקרינה המשוחזרת לאזורים מתאימים, אנחנו אינטראקטיבי מפולחים כמה איברים באמצעות התוכנה שלנו (איור 3). לכל אחת מהסריקות 18, 7 אזורים היו מפולחים על בסיס נתוני μCT, כלומר., לב, ריאות, כבד, כליות, עמוד השדרה, מעי ושלפוחית ​​שתן. בהמשך לכך, התוכנה שימשה לחישוב ריכוז הקרינה הממוצע לכל אחד מהאזורים 126. למרבה המזל, התוכנה מספקת במצב אצווה, שמחשב את כל הערכים ושומר אותם בגיליון אלקטרוני יחיד. כדי להמחיש את הפצת הקרינה, הדמיות 3D נוצרו עבור כל נקודת זמן,באמצעות הגדרת חלונאית דומה (איור 4 א-ו). שימוש בערכי האיבר לכמת, biodistribution חושבו על ידי ממוצע ערכי איברים בשלושה העכברים (איור 4G). הסריקות מראש, שנרכשו לפני ההזרקה, הראו אות רקע זניחה. 15 דקות לאחר ההזרקה, האות החזק ביותר הופיע בשלפוחית ​​השתן, בגלל הפרשת הכליות מהירה. בנקודות הזמן שלאחר מכן, הבדיקה שנותרה הצטברה בעצמות ומפרקים. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig1.jpg" /> איור 1. מיטת מולטימודליות עכבר. () מיטת עכבר multimodal מכיל שני לוחות זכוכית אקריליק שחוזקה להחזיק את העכבר. ההידוק מותאם באמצעות שני ברגים. מיטת העכבר מכילה סמנים (חורים ריקים) להיתוך תמונה. גז הרדמה מסופק באמצעות צינור גמיש המקובע עם tקוף. מיטת העכבר (ב) מחוברת למחזיק מתכת ונערכה במרכז gantry μCT מסתובב. (ג) להימנע מפער בין מיטת עכבר ובעל המתכת, כי אחר, הסמנים ניתן להקצות באופן שגוי שהובילו להיתוך שגוי. צינור גז ההרדמה צריך להיות מחובר למחבר הצינור. (ד) מיטת העכבר צריכה להיות מוכנס לתוך FMT עם החזית הראשונה כדי לאפשר איחוי אוטומטי נכון. (ה) הסמנים גלויים למצלמה FMT, המשמשת לגילוי הסמן האוטומטי וההיתוך. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52770/52770fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig2.jpg" /> (A, B) מסומן איור 2. תמונת היתוך ושיקום. ואת הצורה החיצונית של mouse נקבעים על ידי אלגוריתם הפילוח האוטומטי. (C, D) 15 דקות לאחר ההזרקה של OsteoSense, כמות ניכרת של החללית כבר מופרשת לתוך שלפוחית ​​השתן. לאחר פיוזינג השחזור סופק על-ידי ספק עם נתוני μCT, הבעיות להיות גלויות. רוב האות מופיע מסביב לשלפוחית ​​השתן, אך לא בתוך שלפוחית ​​השתן וחלק האות אפילו מופיעה באוויר. זה קורה כי FMT מניח עכבר בצורת בלוק. (E, F) שחזור הקרינה המשופר שלנו, תוך שימוש בצורה של העכבר נגזר מנתוני μCT, תוצאות בלוקליזציה טובה יותר של הקרינה בתוך שלפוחית ​​השתן. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52770/52770fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig3.jpg" /> איור 3. האינטראקטיבי האיברים Segmentat<html> . יון () כדי לכמת את הפצת הקרינה, כמה איברים מפולחים: לב (אדום), ריאה (ורוד), כבד (חום), בטן (בז &#39;), עמוד השדרה (סגולה), כליות (צהובות), מעי (ירוק) , ושלפוחית ​​שתן (זהב). (ב) הריאות, אשר מאוד בניגוד לעומת הרקמה הסובבת, היא מפולחות באמצעות thresholding ומילוי אזור. איברים (ג) עגולים, כגון שלפוחית ​​השתן, כליות, לב ומפולחים באמצעות &quot;קשקושים&quot;. איברים (ד &#39;) עם צורה מורכבת יותר, למשל, כבד וקיבה מפולחים באופן הדרגתי באמצעות שרבוטים. למגזר עמוד השדרה, סף גבוה מוחל על קטע כל העצמות. אז כמה עצמות, למשל., הצלעות, נחתכות משם, עד שעמוד השדרה נשארה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52770/52770fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> בתוך עמודים = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig4.jpg" /> איור 4. biodistribution. כדי להעריך את biodistribution, העכברים נסרקים במספר נקודות זמן (AF). (א) הסריקה מראש, לפני הזריקה, תערוכות אות רקע מעט בערוץ 750 ננומטר. (ב) 15 דקות לאחר הזרקה, כמות ניכרת של החללית כבר בשלפוחית ​​השתן. (ג) בנקודת הזמן 2 שעות, העכבר השתין, וכתוצאה מכך חלק הקרינה מחוץ לעכבר. בנקודות זמן מאוחר יותר (DF), האות מופיעה בעיקר בעצמות ובמפרקים, כלומר., בעמוד השדרה והברכיים. (G) ריכוז הקרינה לכמת מוצג לאיברים שנבחרו.

אנו מתארים פרוטוקול להדמיה היברידית, המשלב טומוגרפיה בתיווך פלואורסצנטי (FMT) עם מיקרו טומוגרפיה ממוחשבת (μCT). לאחר היתוך ושחזור, אנו מבצעים פילוח איברים אינטראקטיבי כדי לחלץ מדידות כמותיות של התפלגות הקרינה.

הדמיה μCT-FMT היברידי וניתוח תמונה

Fluorescence-mediated tomography (FMT) enables longitudinal and quantitative determination of the fluorescence distribution in vivo and can be used to ...

טומוגרפיה מתווכת פלואורסצנציה היא טכניקת דימוג רגישה ביותר להערכה כמותית של התפלגות הפלואורסצנציה. בעכברים תחת הרדמה, קיימות גששים פלואורסצנטיים ממוקדים רבים, המאפשרים דימוג של אנגיוגנזה, אפופטוזיס, דלקת ותהליכים אחרים. בסרטון זה, נראה כיצד מבוצע דימוג היברידי באמצעות FMT ו-Micro CT במכון שלנו.בפרק הראשון, המכשירים, זהו ה-F-M-T-F-M-T, שפירושו fluorescence molecular tomography (טומוגרפיה מולקולרית פלואורסצנטית). טומוגרפיה פירושה שנוצרים תמונות בתלת-ממד. ה-FMT רגיש מאוד להדמיה של פלואורסצנציה פנימית בעכברים.כעת הפאנל הקדמי פתוח כדי לחשוף את פנים ה-FMT. בתחתית מותקן לייזר על גבי מפעיל 2D. הלייזר מקרין אור אל תוך העכבר, שמוחזק במיטת עכברים שקופה חלקית.מעל מיטת העכבר נמצא מערך של נורות LED כמקור אור חלופי, המאפשר ל-FMT לפעול כמכשיר רגיל להדמיית השתקפות. גלגל המסננים מותקן מתחת לעדשה, אשר לוכדת את האור עבור הגלאי בחלק העליון של המכשיר. זהו ה-micro ct שלנו.מכשיר ה-micro CT מצויד בשני צינורות רנטגן ושני גלאי פאנל שטוחים, המאפשרים ביצוע סריקות באנרגיה כפולה. פרק שני, פרוטוקול סריקת micro CT FMT. הן ה-FMT והן ה-micro CT מיועדים להדמיית עכברים; לפני ההדמיה, העכברים מושנים באמצעות isof fluorine.עבור סריקת ה-FMT, יש להסיר את פרוות העכבר, פעולה שמתבצעת ביעילות באמצעות קרם herring. חלק מזני העכברים עלולים לפתח פריחות כתוצאה משימוש בקרם deha. לפיכך, מומלץ לעקוב אחר שינויים בעור העכברים וליצור קשר עם צוות הווטרינריה לקבלת טיפול במידת הצורך.בנוסף, יש לבדוק תחילה את רמת הסבירות (tolerance) על קבוצה קטנה של כל זן חדש של עכברים. כדי למנוע היפותרמיה, העכבר מונח על פד חימום. להזרקת חומר ניגוד, מוחדר קטטר לווריד הזנב בשל גודלו הרב.תהליך זה הוא קשה למדי ודורש ניסיון מסוים. אם דם זורם חזרה אל תוך הקטטר, פירוש הדבר הוא שהקטטר ממוקם כראוי. ניתן להזריק חומרי ניגוד פלורסצנטיים וחומרי ניגוד ל-CT כדי למנוע עומס נפחי.יש להזריק לכל היותר 5 mL לכל קילוגרם ממשקל הגוף, כלומר 150 µL עבור עכבר במשקל 30 g. לצורך הסריקה, העכבר מונח בתוך מיטת עכברים רב-מודאלית.ייתכן שעל זנב העכבר שורטטו סימנים לצורך זיהוי. חשוב להימנע מסימונים own כאלה על הגוף, שכן הם עלולים להשפיע על הסריקה האופטית. מיטת העכבר סגורה והעומק הותאם כדי להחזיק את העכבר במיקום קבוע ובצורה הדוקה.היו זהירים ועקבו אחר הנשימה, שכן הידוק מוגז של המיטה עלול לחנוק את העכבר. עכברי נוד (Nude mice) משמשים בדרך כלל למחקרים אונקולוגיים בשל הדיכוי החסוני שלהם. העובדה שהם חסרי פרווה היא תופעת לוואי מזל של המוטציה הגנטית.לכן, ניתן לוותר על הליך הסרת הפרווה הממושך. יש לוודא שהעכבר נושם כראוי, ובמידת הצורך, יש להתאים את תושבת העכבר בהתאם. לאחר מכן, מניחים את תושבת העכבר בתוך ה-micro ct.הצינורות המעבירים את גז הפלואור של ה-ISO מופעלים כדי לשמור על זרימת הגז בתוך המכשיר. לאחר מכן, ה-micro C נסגר כדי לאפשר את מיגון קרני ה-X. ה-micro C יתחיל בסריקה רק כאשר המכסה סגור.באמצעות הכפתורים ב-micro CT, ניתן להניע את העכבר אל תוך המכשיר. במחשב הבקרה של ה-micro CT, משיגים תמונת topo gram שמוצגת על המסך, ומסדרים את הגדרות החלון (windowing settings) כדי לראות את העכבר בצורה טובה יותר. ניתן לקבוע סריקת ZUP אחת או יותר. מיקומן מסומן על ידי האזורים בצבע תכלת.בדרך כלל סריקות ZUP אחת עד שלוש מספיקות. לאחר תחילת הסריקה, ההתקדמות מוצגת באמצעות פסי התקדמות בצבע כחול כהה. מיקרו CT עם פאנל שטוח סורק סריקות ZUP באופן עקיבי, דבר השונה מ-CT ספירלי קליני.באמצעות הכפתורים, מיטת העכבר מוזזת קדימה. שוב, מכסה המגן נפתח וצינורות ההרדמה מוחלפים. המחזיק מוסר בזהירות ממיטת העכבר וצינור ההרדמה נמשך החוצה.דבר זה נחוץ מכיוון שה-AN וה-FMT אינם תלויים בצינור הקטן הזה. במקום זאת, התא הקטן בתוך ה-FMT מוצף בגז אלחוש. כעת מביאים את מיטת העכבר עם העכבר אל ה-FMT ומכניסים אותה למחשב הבקרה של ה-FMT.שדה הראייה של הסריקה מותאם, וכך גם צפיפות הדגימה. בדרך כלל נעשה שימוש בכ-120 נקודות. הסריקה מתחילה לאחר לחיצה על כפתור.במעבר הראשון של ה-FMT נרכשת תמונת תאורה חודרת (trans illumination) או תמונת עירור עבור כל נקודת מקור לייזר. בסרטון זה, הפעולה מוצגת במצב הקפנה מהירה. בדרך כלל הפעולה אורכת כחמש דקות.ניתן לראות כי הרבה פחות אור עובר דרך פלג הגוף העליון בהשוואה לפלג הגוף התחתון. זאת מכיוון שאיברים בעלי נפח דם יחסי גבוה יותר, כגון הלב, הכבד והכליות, מרוכזים יותר בפלג הגוף העליון. דם הוא הבולע העיקרי של אור בתחום האינפרא-אדום הקרוב.בסבב השני מריצים את אותן נקודות המקור עם מסנן שונה, המאפשר רק לאור פלואורסצנטי לעבור פרק שלוש, שמן אינטראקטיבי וסגמנטציה. כדי למזג את הנתונים משני המכשירים, נעשה שימוש בסמנים המובנים במיטת העכבר.הסמנים נראים גם בתמונת השתקפות שהתקבלה באמצעות ה-FMT. הסמנים הם למעשה חורים פשוטים ואינם דורשים מילוי בחומר פלואורסצנטי או בחומר ניגוד ל-CT. במכון שלנו, פיתחנו תוכנה המבצעת את זיהוי הסמנים והמיזוג באופן אוטומטי.צורת העכבר, כמו כן מפות בלידה ופיזור הטרוגניות, מוערכות באופן אוטומטי באמצעות נתוני ה-micro CT כפי שמתואר בפרסום האחרון שלנו ב-Theranostics. פרמטרים אלו חשובים לשחזור פלואורסצנציה כמותי. כדי למדוד את ההתפלגות הביולוגית של הפלואורסצנציה, נדרשת סגמנטציה של איברים.אנו יוצרים סגמנטציה כזו באופן אינטראקטיבי באמצעות תוכנה בשם imulitic preclinical שפותחה במכון שלנו, כפי שמוצג בהמשך. סגמנטציה כזו מוצגת בהמהירות מואצת, ואדם מנוסה יכול לבצע אותה בערך ב-10 עד 20 דקות. ראשית, טוענים את מערך נתוני ה-CT.ניתן לבחון זאת בתלת-ממד באמצעות רינדור של פני שווי-ערך (ISO surface). על ידי שינוי הגדרות החלון, ניתן לשנות את ערך ה-ISO. לדוגמה, כדי להציג את העצמות של גוף העכבר כולו יחד עם מיטת העכבר, טוען את השכבה העליונה (overlay).האות בדוגמה זו מופיע בשלפוחית השתן. כעת השכבה העליונה של ההדמיה כבויה, כדי להתמקד בסגמנטציה האנטומית.בסריקות microt של דגימות טבעיות, ניתן לאתר את הריאה בקלות בשל הניגוד השלילי החזק לרקמות הרכות האחרות. המבנה הגדול בתוך הריאה הוא הלב. נבצע תחילה סגמנטציה של הריאה.כל הווקסלים שמתחת לערך מסוים מופרדים באמצעות סף (thresholding). אלו מופיעים בצבע ירוק. הריאה היא אזור מחובר, שניתן להפרידו באמצעות פעולת מילוי.בדומה לכלי דלי הצבע. בתוכנת ציור, ניתן להפריד את הפח מהריאה באמצעות גזירה ומילוי. ניתן לבצע סגמנטציה של איברים קעורים, כגון שלפוחית השתן, על ידי שרטוט קווים חופשיים (scribbles) כדי להגדיר את גבולות האיבר.יש להוסיף שרטוטים נוספים עד להשגת דיוק מספק. ניתן לבצע סגמנטציה של איברים שאינם קמורים, כגון המעי, חלק אחר חלק. הכבד מופיע כאזור הומוגני ובעל מבנה מורכב יותר.מכיוון שזה מורכב ממספר אונות, ניתן לשמור את הסגמנטציה לדיסק ולהטעינה לתוכנה. באמצעות סגמנטציה כזו, ניתן לשייך את האות הפלואורסצנטי לאיברים. התוכנה מחשבת כמויות אלו ושומרת אותן כגיליון נוסף; עבור סריקות לונגיטודיות, יש לבצע את הסגמנטציה מחדש עבור כל נקודת זמן, מכיוון שהמרווחים בדרך כלל ארוכים מדי כדי להשאיר את העכבר תחת הרדמה בעמדה קבועה.לפיכך, הסגמנטציה היא משימה סיזיפית כאשר מעורבים עכברים רבים ונקודות זמן רבות. כדי לכמת את התוצאות, טענו שכבה עליונה (overlay) וסגמנטציה. לחצו על set Batch settings כדי שהתוכנה תזכור את ההגדרות הנוכחיות.כעת, לחצו על batch statistics כדי להורות לתוכנה לחשב את הערכים עבור כל האזורים בכל סריקות ה-micro CT FMT. פעולה זו תימשך מספר שניות. לאחר מכן, הסטטיסטיקות יישמרו בקובץ גיליון אלקטרוני אחד.דבר זה נוח כיוון שהמשתמש אינו נדרש למזג עשרות קבצים בעצמו. על בסיס קובץ זה, ניתן לחשב את עקומות האיברים. פרק ארבע, תוצאות מייצגות.כדי לבחון שהמיזוג פועל כראוי, השתמשנו בפנטום aros. הוספנו מעט אבקת titanium exide לצורך פיזור. כדי ליצור צורה לא סדירה, הסרנו חלקים מסוימים.מספר הכלות קטנות מלאות בחומר ניגוד לפלואורסצנציה ול-CT נבנו בתוך הפנטום. מכיוון שה-FMT אינו מכיר את הצורה האמיתית של האובייקט ומניח צורה מפושטת, השחזור אינו מדויק עבור אובייקטים בעלי צורות לא סדירות. לפיכך, יישמנו שחזור נוסף המשתמש בצורה הנגזרת מנתוני ה-micro city.כפי שניתן לראות, לוקליזציית האות בפנטום טובה בהרבה. כדי לבחון את הנתונים in vivo, נעבור על נקודות הזמן של הדימות. זהו הסריקה המוקדמת (pre-scan).כל מה שאנו רואים כעת הוא למעשה רק רעש וארטיפקטים. אם נעבור לנקודת הזמן הבאה, זו שלאחר ההזרקה, נראה אות חזק הרבה יותר, אך הגדרות החלון (windowing) קשיחות מדי. באמצעות דיאלוג הגדרות החלון, ניתן להתאים את הגדרות החלון.אנו רואים את מרבית האות בשלפוחית השתן. אם נעבור לנקודת הזמן הבאה, 0.2 שעות לאחר ההזרקה, נראה אות מחוץ לעכבר. זאת מכיוון שהעכבר השתיב את הפלואורסצנציה על מצע העכבר.על ידי התאמה נוספת של החלון (windowing), ניתן לראות אות מסוים בעמוד השדרה ובברכיים. כעת נעבור לנקודת זמן של 0.4 שעות לאחר ההזרקה; האות משקיים נעלם כעת, ואנו רואים פלואורסצנציה בעמוד השדרה ובברכיים בנקודות הזמן הבאות, שש שעות ו-24 שעות לאחר ההזרקה. אנו רואים את אותה התוצאה.כעת נעבור לאף הבא. הסריקה המקדימה אינה מראה דבר תחת הגדרות חלון אלו. הסריקה שבוצעה 15 דקות לאחר ההזרקה מראה אות חזק מהשלפוחית וכן הלאה.במחקר זה, מצאנו ריכוזים גבוהים בשלפוחית השתן זמן קצר לאחר ההזרקה, כתוצאה מההפרשה הכלית המהירה של גשושית זו. יתרה מכך, האות בעמוד השדרה עולה במהירות ונשאר יציב יחסית לאורך נקודות הזמן המאוחרות יותר של הדמיה. פרק חמישה, סיכום.לסיכום, הצגנו פרוטוקול דימות רב-מודאלי המשלב את היתרונות של פלואורסצנציה, טומוגרפיה מולקולרית ומיקרו-טומוגרפיה ממוחשבת. נתוני ה-micro CT האנטומיים מאפשרים שחזור פלואורסצנציה משופר באמצעות שימוש במבנה הגוף של העכבר. יתרה מכך, נתונים אלו מועילים ליצירת סגמנטציה של איברים, הנחוצה להפקת מדידות כמותיות מנתוני הדימות.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

ניגודיות משופרת כלי שיט קטן בעל חיים הדמיה על ידי microCT היא מהירה, חסכונית תפוקה גבוהה טכניקה...

כלי משופר ניגודיות הדמיה באמצעות MicroCT

Non-הרסני להדמיה נפח יכולה להיות מושגת רק על ידי טכניקות טומוגרפית, מתוכם היעילה ביותר היא טומוגרפיה רנטגן מיקרו ממוחשבת (CT).

ברזולוציה גבוהה 3D הדמיה של Ex-Vivo דגימות ביולוגיות באמצעות מיקרו-CT

רזולוצית רנטגן טומוגרפיה ממוחשבת גבוהה (HRCT) היא טכניקת הדמיה לאבחון לא הרסנית שניתן להשתמש בו כדי ללמוד את המבנה והתפקוד של מערכת כלי דם צמח ב-3D. אנחנו מדגימים איך HRCT מאפשר חקר של רשתות העצה על פני מגוון רחב של רקמות צמח ומינים.

שימוש ברזולוציה גבוהה טומוגרפיה ממוחשבת כדי להמחיש את המבנה התל ממדים ופונקציה של הצמח vasculature

בשילוב הדמיה אופטית וμCT במודל של עכברים של זיהום שתל אורתופדים, ניצול זן מהונדס bioluminescent של Staphylococcus aureus, סיפק את היכולת noninvasively ואורכים כדי לפקח על הדינמיקה של זיהום החיידקים, כמו גם את התגובה הדלקתית המקבילה ושינויים אנטומיים ב עצם.

בשילוב<em&gt; בvivo</em&gt; אופטי וμCT הדמיה למעקב אחר זיהום, דלקת, ועצם אנטומיה בזיהום אורטופדיים שתל בעכברים

מטרת מחקר זה הייתה לשפר את הרישום שיתוף עבור התמונה פיוז'ן (אם) של נתונים מראש התערבותית CT עם fluoroscopy רנטגן בזמן אמת (XR) במהלך אאורטלי transfemoral שסתום אבי-העורקים (טבי) ההשתלה.

שיפור רישום של תלת-ממד CT Angiography עם הרנטגן Fluoroscopy פיוזן התמונה במהלך ההשתלה שסתום אבי העורקים Transcatheter

ניתחנו מידע משותף. מנתוני טומוגרפיה ממדית שיטת הרישום הרציפה תלת-ממדית למחצה מספקת את הקינמטיקה של העצם הנעה ביחס לעצם הנושא מנתוני טומוגרפיה ממוחשבת בארבעה מימדים.

4-מימדי ניתוח CT באמצעות 3D סדרתית-3D הרישום

תוכנית התגובה לנטידות של הונג קונג שילבה טומוגרפיה ממוחשבת שלאחר המוות, המספקת מידע רב ערך על הבריאות הביולוגית והפרופיל של בעלי החיים שנפטרו. מחקר זה מתאר 8 טכניקות עיבוד תמונה החיוניות לזיהוי והדמיה של ממצאים שלאחר המוות בceceans תקועים, אשר יסייעו רופאים, וטרינרים ואנשי תגובה נטושים ברחבי העולם כדי לנצל באופן מלא את המודאליות הרדיולוגית.

טכניקות עיבוד תמונה בטומוגרפיה ממוחשבת לאחר המוות: הערכה של בריאות ביולוגית ופרופיל בCeceans תקועים

פרוטוקול זה מציג אוסף של נתונים גיאומטריים סרקומר, סידן ומקרוסקופיים מ trabecula ex vivoמתכווצת באופן פעיל . מדידות סימולטניות אלה מתאפשרות על ידי שילוב של שלוש שיטות הדמיה.

ברייטפילד בו זמנית, פלואורסצנטיות והדמיה טומוגרפית קוהרנטית אופטית של התלקחות טרבקולה לב Ex Vivo

הדמיית אנגיוגרפיה ממוחשבת דינמית (CTA) מספקת ערך אבחון נוסף באפיון אנדולאקים אבי העורקים. פרוטוקול זה מתאר גישה איכותית וכמותית באמצעות ניתוח עקומת הנחתת זמן כדי לאפיין אנדולאקים. הטכניקה של שילוב הדמיית CTA דינמית עם פלואורוסקופיה באמצעות היתוך תמונה דו-ממדי-תלת-ממדי מודגמת להנחיית תמונה טובה יותר במהלך הטיפול.

אנגיוגרפיה ממוחשבת דינמית שנפתרה בזמן לאפיון אנדולאקים אבי העורקים והדרכה לטיפול באמצעות הדמיית היתוך דו-ממדית-תלת-ממדית

כאן אנו מציגים פרוטוקול הדמיה ניסיוני לכימות תפקוד הלב והמורפולוגיה באמצעות טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים ברזולוציה גבוהה/טומוגרפיה ממוחשבת לבעלי חיים קטנים. גם עכברים וגם חולדות נחשבים, דנים בדרישות השונות של חומרי ניגוד טומוגרפיה ממוחשבת עבור שני המינים.

טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים לבביים ברזולוציה גבוהה/טומוגרפיה ממוחשבת לבעלי חיים קטנים

השילוב של שיטות הדמיה מרובות נחוץ לעתים קרובות כדי להשיג הבנה מקיפה של פתופיזיולוגיה. גישה זו משתמשת בפנטום כדי ליצור טרנספורמציה דיפרנציאלית בין מערכות הקואורדינטות של שני אופנים, אשר מוחלת לאחר מכן לרישום משותף. שיטה זו מבטלת את הצורך fiducials בסריקות הייצור.

רישום משותף רב-מודאלי חוצה מכשירים וללא סמנים של שיטות הדמיה פרה-קלינית

למדו הדמיה היברידית של FMT ו-µCT לניתוח תפלורסצנטי כמותי בעכברים מואנשים. שיטה זו משלבת נתונים אנטומיים ותפקודיים לחקר תהליכים ביולוגיים במדעי המוח.

הדמיה μCT-FMT היברידי וניתוח תמונה

גלה סרטונים נוספים