הדמיה μCT-FMT היברידי וניתוח תמונה

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.

טומוגרפיה מתווכת פלואורסצנטית היא טכניקת הדמיה רגישה ביותר להערכה כמותית של התפלגות הקרינה. בעכברים מורדמים קיימים בדיקות פלואורסצנטיות ממוקדות רבות, המאפשרות הדמיה של אנגיוגנזה, אפופטוזיס, דלקת ואחרות. בסרטון זה נראה כיצד מתבצעת הדמיה היברידית עם FMT ומיקרו סיטי במכון שלנו.

בפרק הראשון, המכשירים, זהו ה-F-M-T-F-M-T שלנו מייצג טומוגרפיה מולקולרית פלואורסצנטית. טומוגרפיה פירושה שנוצרות תמונות תלת-ממדיות. ה-FMT רגיש מאוד להדמיה ליד פלואורסצנטיות בעכברים.

כעת הפאנל הקדמי נפתח כדי להראות את החלק הפנימי של ה- FMT. בתחתית נמצא לייזר המותקן על שרת דו-ממדי. הלייזר פולט אור לעכבר, המוחזק במיטת עכבר שקופה חלקית.

מעל מיטת העכבר נמצא מערך של נוריות LED כמקור אור חלופי, המאפשר ל-FMT לפעול כמכשיר הדמיית החזר רגיל. גלגל המסנן מותקן מתחת לעדשה, הלוכד את האור לגלאי על גבי המכשיר. זהו המיקרו CT שלנו.

המיקרו CT מצויד בשני צינורות רנטגן ושני גלאים שטוחים, המאפשרים רכישת סריקות אנרגיה כפולה. פרק שני, פרוטוקול סריקת מיקרו CT FMT. גם FMT וגם מיקרו CT בנויים לדמות עכברים לפני שעכברי הדמיה מורדמים עם איזוף פלואור.

לצורך סריקת FMT יש להסיר את שיער העכבר, שעובד היטב עם קרם הרינג. זנים מסוימים של עכברים יכולים לפתח פריחות מקרם הדהא. לכן, מומלץ לעקוב אחר העכברים לאיתור שינויים בעור ולפנות לצוות הווטרינרי לטיפול במידת הצורך.

כמו כן, בדוק את הסבילות על אצווה קטנה של כל זני עכברים חדשים מלכתחילה. כדי למנוע היפותרמיה, העכבר מונח על כרית חימום. כדי להזריק חומר ניגוד, קטטר מוחדר לווריד הזנב בשל גודלו הקטן.

זה די קשה ודורש קצת ניסיון. אם הדם זורם בחזרה לתוך הצנתר, הוא מונח כראוי דרך הצנתר. ניתן להזריק חומרי ניגוד פלואורסצנטיים וחומרי ניגוד CT כדי למנוע עומס יתר בנפח.

לכל היותר. יש להזריק חמישה מיליליטר לק"ג משקל גוף, כלומר 150 מיקרוליטר לעכבר של 30 גרם. לצורך סריקה, העכבר ממוקם בתוך מיטת עכבר רב-מודאלית.

ייתכן שלעכבר יש כמה סמלים מצוירים על הזנב לצורך זיהוי. חשוב להימנע מדברים כאלה על פלג הגוף העליון מכיוון שהם עלולים להשפיע על הסריקה האופטית. מיטת העכבר סגורה והעומק מותאם כדי להחזיק את העכבר בחוזקה במצב קבוע.

היזהר ופקח על הנשימה גורם להידוק המיטה יותר מדי יכול לחנוק את העכבר. עכברים עירומים משמשים בדרך כלל למחקר אונקולוגי בשל הדיכוי החיסוני שלהם. העובדה שהם עירומים היא תופעת לוואי מבורכת של המוטציה הגנטית.

לכן ניתן להשמיט את הליך הסרת השיער המייגע. יש לבדוק שהעכבר נושם כראוי, ובמידת הצורך יש להתאים את מיטת העכבר בהתאם. ואז מיטת העכבר מונחת בתוך המיקרו ct.

הצינורות המובילים את גז הפלואור ISO מוחלפים כדי לשמור על זרימת הגז בתוך המכשיר. לאחר מכן המיקרו C נסגר כדי לאפשר את מיגון הרנטגן. המיקרו C יתחיל לסרוק רק אם המכסה סגור.

באמצעות הכפתורים במיקרו ct, ניתן להניע את העכבר לתוך המיקרו CT.At מחשב הבקרה של המיקרו סיטי, נרכש טופו גרם ומראה שהגדרות החלונות מותאמות כדי לראות טוב יותר את העכבר. ניתן לבצע סריקת ZUP אחת או יותר. מיקומם מסומן על ידי האזורים הכחולים בהירים.

בדרך כלל מספיקות סריקת ZUP אחת עד שלוש. לאחר תחילת הסריקה, ההתקדמות מוצגת עם פסי התקדמות בצבע כחול כהה. המיקרו CT השטוח שלנו סורק סריקות ZUP לאחר מכן, וזה שונה מ-CT ספירלי קליני.

בעזרת הכפתורים מעבירים את מיטת העכבר לחזית. שוב, מכסה המיגון נפתח וצינורות ההרדמה מוחלפים. המחזיק מוסר בזהירות ממיטת העכבר וצינור ההרדמה נשלף החוצה.

זה הכרחי מכיוון שה-AN וה-FMT אינם תלויים בצינור הקטן הזה. במקום זאת, התא הקטן בתוך ה-FMT מוצף בגז הרדמה. כעת מיטת העכבר עם העכבר מובאת ל-FMT ומוכנסת למחשב הבקרה של FMT.

שדה הסריקה של view מותאם כמו גם צפיפות הדגימה. בדרך כלל משתמשים בסביבות 120 נקודות. הסריקה מתחילה לאחר לחיצה על כפתור.

המעבר הראשון של ה-FMT רוכש תמונת תאורת טרנס או עירור עבור כל נקודת מקור לייזר. בסרט זה, הוא מוצג במצב מהיר קדימה. בדרך כלל זה לוקח בערך חמש דקות.

אתם יכולים לראות שהרבה פחות אור עובר דרך פלג הגוף העליון בהשוואה לפלג הגוף התחתון. הסיבה לכך היא שהאיברים עם נפח דם יחסי גבוה יותר, כמו לב, כבד וכליות נמצאים יותר בפלג הגוף העליון. דם הוא הסופג העיקרי לאור אינפרא אדום קרוב.

המעבר השני פועל מאותן נקודות מקור עם מסנן אחר, שמאפשר רק לאור הפלואורסצנטי לעבור דרך פרק שלישי, שמן אינטראקטיבי ופילוח. כדי למזג את הנתונים משני המכשירים. משתמשים בטושים המובנים במיטת העכבר.

הסמנים נראים גם בתמונת השתקפות שנרכשה על ידי ה-FMT. הסמנים הם למעשה חורים פשוטים ואין צורך למלא אותם בשום חומר ניגוד פלואורסצנטי או CT. במכון שלנו פיתחנו תוכנה המבצעת את זיהוי הסמנים וההיתוך באופן אוטומטי.

צורת העכבר, כמו גם מפות קליטה ופיזור הטרוגניות מוערכות אוטומטית באמצעות נתוני המיקרו CT כפי שמתואר בפרסום האחרון שלנו Theranostics. פרמטרים אלה חשובים לשחזור פלואורסצנטי כמותי. כדי למדוד את ההתפלגות הביולוגית של הקרינה, יש צורך בפילוח איברים.

אנו מייצרים פילוח כזה באופן אינטראקטיבי באמצעות תוכנה בשם imulitic preclinical שפותחה במכון שלנו בהמשך. פילוח כזה מוצג בפאסט פורוורד ואדם מנוסה יכול לבצע אותו בסביבות 10 עד 20 דקות. ראשית, מערך נתוני ה-CT נטען.

ניתן לבדוק אותו בתלת-ממד באמצעות עיבוד משטח ISO. על ידי שינוי הגדרות החלונות, ניתן לשנות את ערך ה-ISO. לדוגמא, כדי לדמיין עצמות של כל גוף העכבר עם מיטת העכבר, אז הכיסוי נטען.

האות עבור דוגמה זו מופיע בשלפוחית השתן. כעת הדמיית שכבת העל כבויה. להתרכז בסגמנטציה האנטומית.

בסריקות מיקרו מקומיות, הריאה נמצאת בקלות בשל הניגוד השלילי החזק לרקמה הרכה האחרת. המבנה הגדול בתוך הריאה הוא הלב. בואו נפלח תחילה את הריאה.

כל הווקסלים מתחת לערך מסוים מפולחים באמצעות סף. זה מופיע בירוק. הריאה היא אזור מחובר, אותו ניתן להפריד באמצעות פעולת מילוי.

בדומה לדלי הצבע. בתוכנית צביעה ניתן להפריד את הריאה על ידי חיתוך ומילוי. ניתן לפלח איברים קמורים, כמו שלפוחית השתן, על ידי ציור שרבוטים כדי לתאר את גבולות האיבר.

יש להוסיף שרבוטים נוספים עד להשגת דיוק מספיק. ניתן לפלח איברים שאינם קמורים, כמו המעי, חתיכה אחר חתיכה. הכבד מופיע כאזור הומוגני ובעל מבנה מורכב יותר.

מכיוון שהוא מורכב ממספר אונות, ניתן לשמור את הפילוח בדיסק ולטעון אותו לתוכנית. באמצעות פילוח כזה ניתן להקצות את האות הפלואורסצנטי לאיברים. התוכנית מחשבת את הכמויות הללו ושומרת אותן כגיליון נוסף לסריקות אורכיות, יש לבצע את הפילוח עבור כל נקודת זמן מחדש, מכיוון שהמרווחים בדרך כלל ארוכים מדי כדי לשמור על העכבר מורדם במצב קבוע.

לכן, הפילוח הוא משימה מייגעת אם מעורבים עכברים רבים ונקודות זמן רבות. כדי לכמת את התוצאות, טען שכבת-על ופילוח. לחץ על קבע הגדרות אצווה כדי לאפשר לתוכנית לזכור את ההגדרות הנוכחיות.

כעת, לחץ על סטטיסטיקת אצווה כדי לומר לתוכנית לחשב את הערכים עבור כל האזורים בכל סריקות המיקרו CT FMT. זה ייקח כמה שניות. לאחר מכן הנתונים הסטטיסטיים נשמרים בקובץ גיליון אלקטרוני אחד.

זה נוח מכיוון שהמשתמש לא צריך למזג עשרות קבצים בעצמו. על סמך קובץ זה ניתן לחשב את עקומות האיברים. פרק רביעי, תוצאות מייצגות.

כדי לבדוק שהאיחוי עובד כראוי, השתמשנו בפנטום ארוס. מעט אבקת טיטניום אקסיד נוספה לפיזור. כדי לממש צורה לא סדירה, חתכנו כמה חלקים.

כמה תכלילים קטנים מלאים בפלואורסצנטיות וחומר ניגוד CT נבנו לתוך הפנטום. מכיוון שה-FMT אינו יודע את הצורה האמיתית של האובייקט ומקבל צורה פשוטה, השחזור אינו מדויק עבור אובייקטים בעלי צורות לא סדירות. לכן, יישמנו שחזור נוסף המשתמש בצורה הנגזרת מנתוני המיקרו-עיר.

כפי שאתה יכול לראות, לוקליזציה של האות בפנטום טובה בהרבה. כדי לבדוק את הנתונים in vivo, בואו נעבור על נקודות הזמן של ההדמיה. זוהי הסריקה המוקדמת.

מה שאנחנו רואים זה בעצם רק רעש וחפצים. אם נעבור לנקודת הזמן הבאה, זו שלאחר ההזרקה, נראה הרבה יותר אות, אבל הגדרות החלונות קשות מדי. באמצעות תיבת הדו-שיח של החלונות, ניתן להתאים את הגדרות החלונות.

אנו רואים את רוב האות בשלפוחית השתן. אם נעבור לפעם הבאה, 0.2 שעות לאחר ההזרקה, נראה אות כלשהו מחוץ לעכבר. הסיבה לכך היא שהעכבר השתין את הקרינה על מיטת העכבר.

על ידי כוונון נוסף של החלונות, אנו יכולים לראות אות כלשהו בעמוד השדרה והברכיים. עכשיו בואו נלך לזמן 0.4 שעות לאחר ההזרקה, האות מהשתן נעלם עכשיו ואנו רואים פלואורסצנטיות בעמוד השדרה והברכיים לנקודות הזמן הבאות שש שעות ו-24 שעות לאחר ההזרקה. אנחנו רואים את אותו הדבר.

עכשיו בואו נעבור לאף הבא. הסריקה המוקדמת לא מציגה דבר באמצעות הגדרות חלונות אלה. הסריקה 15 דקות לאחר ההזרקה מראה אות חזק של שלפוחית השתן וכן הלאה.

במחקר זה, מצאנו ריכוזים גבוהים בשלפוחית השתן זמן קצר לאחר ההזרקה, כתוצאה מהפרשה כלייתית מהירה של בדיקה זו. יתר על כן, האות בעמוד השדרה עולה במהירות ונשאר יציב יחסית לאורך נקודות זמן ההדמיה המאוחרות יותר. פרק חמישי, סיכום.

לסיכום, אנו מראים פרוטוקול הדמיה רב-מודאלי המשלב את עוצמות הקרינה, טומוגרפיה מולקולרית וטומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת. נתוני המיקרו CT האנטומיים מאפשרים שחזור פלואורסצנטי משופר באמצעות צורת העכבר. יתר על כן, כדאי ליצור פילוח איברים, הדרושים כדי לחלץ מדידות כמותיות מנתוני התמונה.