הדמיה מתקדמת דיפוזיה בהיפוקמפוס של חולדות עם פגיעה מוחית טראומטית מתון

עם פרוטוקול הדמיה דיפוזיה זה, ניתן לחקור שינויים מיקרו-מבניים בהיפוקמפוס של חולדה עם פגיעה מוחית טראומטית קלה שאחרת אינם נראים ב- MRI אנטומי. טכניקה זו יכולה לזהות שינויים במוח בעקבות טראומה קלה ומפושל אשר לא ניתן לזהות עם CT או MRI אנטומי. טכניקה זו מקלה על ניטור תהליך ההחלמה לאחר פגיעה מוחית טראומטית קלה באופן אובייקטיבי וכמותי.

טכניקת דימות וניתוח דיפוזיה זו יכולה להיות מיושמת גם בהפרעות אחרות המשפיעות על המוח, כגון דמנציה ותטרשת נפוצה, לא רק במחקרים פרה-קליניים אלא גם בבני אדם. בפרוטוקול זה, חשוב כי איכות סריקות דיפוזיה וצעדי תיקון הוא גבוה, ולכן הדרכה של טכנאים מנוסים ואנליסטים מוצע. מניחים את החיה על כרית חימום 37 מעלות צלזיוס לאחר אישור חוסר תגובה קמצוץ בוהן ב 12 שבועות, נקבה, Wistar H עכברוש ולהכניס קטטר לתוך וריד זנב בצדד.

להזריק 100 microliters של 2% לידוקאין מקומי לתוך הקרקפת מגולח וחיטוי ולעשות חתך קו האמצע לחשוף את הגולגולת. השתמש במספריים קטנים כדי להסיר את כל הממברנות העודפות ולשפשף ניצן כותנה על פני הגולגולת עד periosteum כבר לא קיים, ולאחר מכן להשתמש טיפה של דבק רקמות כדי לחבר קוטר 10 מילימטר, שלושה מילימטר עבה, דיסק מתכתי כ 1/3 מול ו 2/3 מאחורי bregma. עבור אינדוקציה פגיעה מוחית טראומטית, מניחים את החולדה על מיטה בהתאמה אישית עם מזרן קצף של קבוע קפיץ מסוים ומ מניחים את החולדה ישירות מתחת לצינור פלסטיק שקוף עם משקל פליז 450 גרם עם הקסדה אופקית ככל האפשר.

משוך את המשקל עד מטר אחד. עם ניסוי שני נוכח, לשחרר את המשקל ויש לי הניסוי השני להזיז את החולדה מן הצינור מיד לאחר הפגיעה כדי למנוע פציעה שנייה. משוך בעדינות את הקסדה מהגולגולת ולהשתמש גזה כדי לעצור כל דימום.

סגור את העור עם תפר ולהחיל ג'ל משככי כאבים מקומיים על החתך. מניחים את החולדה על המיטה של סורק CT ולנהל תכליתי, במינון נמוך CT סריקה כדי לשלול שברים בגולגולת, ולאחר מכן למקם את החולדה בכלוב נקי על כרית חימום 37 מעלות צלזיוס עם ניטור עד recumbency מלא לפני החזרת החיה לכלוב שלה. לפני ויום אחד לאחר אינדוקציה טראומה, לאשר חוסר תגובה קמצוץ בוהן בבעל החיים הניסיוני ולמקם את החיה על מיטת סורק MR במצב כיסוי ראש, נוטה.

החלק את סליל עוצמת הקול המרובע מעל הראש והקדם את מיטת הסורק לסורק. כדי להבטיח מיקום נכון, השג סריקת סיירת של 3 מטוסים המוגדרת כברירת מחדל. בסיום הסריקה, טען את הסריקה בהצגת התמונה וודא שהראש שוכב ישר ושמוח ממוקם במרכז המגנט והסליל.

רכוש תמונות משוקלללות T2 באמצעות הגדרות ברירת המחדל, למעט השדה, התצוגה וגודל המטריצה שיש להתאים לרזולוציה גבוהה יותר במישור של 109 על 109 מיקרומטרים. פתח את עורך הגיאומטריה והצב את חבילת הפרוסה במיקום הנכון, כולל הבולבוס של המוח והמוח הקטן וטען שלושה רצפי הד-פלנאר חדשים, משוקללי דיפוזיה, ספין-הד מתביית B_diffusion לפרוטוקול בקרת הסריקה. רכוש תמונות משוקללות דיפוזיה באמצעות הגדרות ברירת המחדל ופתח את הכרטיסיה עריכת סריקה.

הגדר את כיוון הפרוסה ל- axial ואת מספר הפרוסות ל- 25 כדי להשיג עובי פרוסה של 500 מיקרומטר ומרחק פרוסה פנימי של 600 מיקרומטרים ולתקן את כיוון הקריאה לשמאל-ימין. תחת הכרטיסיה גיאומטריה, התאם את הפרמטרים הגיאומטריים והתאם את שדה התצוגה וגודל המטריצה ל- 105 על 105 כדי להבטיח רזולוציה של 333 על 333 מיקרומטרים. לחץ על הכרטיסיה דיפוזיה בתוך הכרטיסיה מחקר עבור כל אחד משלושת מעטפות ההתפזרות והתאם את מספר כיווני ההיתוך ל- 32 עבור המעטפת הראשונה, 46 עבור המעטפת השנייה ו- 64 עבור המעטפת השלישית.

שנה את מספר תמונות B0 לחמש עבור המעטפת הראשונה, חמש עבור המעטפת השניה ושבע עבור המעטפת השלישית, והתאם את הוראות ההדרגה עם קובצי כיוון מעבר צבע מותאמים אישית. התאם את ערך B לכיוון ל- 800 שניות למילימטר בריבוע עבור המעטפת הראשונה, 1, 500 שניות למילימטר בריבוע עבור הקליפה השנייה, ו- 2,000 שניות למילימטר בריבוע עבור הקליפה השלישית, ולאחר מכן פתח את עורך הגיאומטריה והצב את שדה המבט בין הבולבוס והקליפה המוחית המכילים רק את המוח הקטן כדי להפחית את החפץ ואת זמן הסריקה. עם השלמת פרוטוקול הסריקה, להעביר את החיה ממיטת הסורק לכלוב נקי עם כרית חימום 37 מעלות צלזיוס עם ניטור עד חקירה מלאה.

לעיבוד תמונה MRI דיפוזיה, לטעון את התמונות MRtrix3 ולבצע תיקון רעש ותיקון צלצול גיבס על תמונות משוקלל דיפוזיה בתוכנה. המירו את התמונות המשוקללות במשקל דיפוזיה בתצלומית T2 לפורמט NIFTI כמצוין. לביצוע תיקון לעיוותים של דימות הד-פלנארי, תנועה ואדי, בתפריט תוספים של ExploreDTI, בחרו 'תיקון' לעיוותים של תנועת נושא EC/EPI ובחרו בקובץ נתוני הדיפוזיה שנוסח מראש.

כדי לחשב את מדדי ההדמיה של טנזור דיפוזיה עבור כל חולדה, לחץ על תוספים וייצא דברים ל- NIFTI, ולאחר מכן בחר את המפות הפרמטריות של מודל ההדמיה של טנזור דיפוזיה וייצא את המפות הפרמטריות עבור מודלי תקינות המתיחה של קורטוזיס חומר לבן. כדי ליצור קובץ מסכה עבור ההיפוקמפוס של כל חולדה, לטעון את תמונת אניסוטרופיה שבר של החולדה במציג MRtrix ולחץ על כפתור הפלוס כדי ליצור אזור חדש של עניין. כדי לחלץ את מדדי ההיתוך של ההיפוקמפוס של החולדה, לייבא את קובץ המסכה שנוצר בתוכנת AMIDE ולפתוח את המפות הפרמטריות ואת תמונת המסכה של החולדה.

להוספת אזור העניין של קובץ המסיכה ל- AMIDE, בחרו בתדמית קובץ המסיכה, לחצו על 'עריכה', 'הוסף אזור עניין' ו'איזוקונטור תלת-מימדי' ותנו לאזור המעניין שם בעל משמעות. לחץ על אזור העניין המוצג בתדמית המסיכה ואשר כי אמצעי אחסון זה צריך להכיל רק voxels עם ערך של אחד. כדי לחשב את הערכים הממוצעים של מדדי ההיזור בהיפוקמפוס, לחץ על כלים וחשב את סטטיסטיקת אזור הריבית וציין את התמונות ואת אזור העניין שיש לכלול.

לאחר לחיצה על בצע, יופיע חלון מוקפץ עם הערכים המחושבים שניתן להשתמש בהם לניתוח סטטיסטי נוסף. בניסוי מייצג זה, לא היו ראיות לשבר בגולגולת כפי שהוערך על ידי הדמיית CT ותמונות T2 לא הראו שום חריגות באתר החבלה יום אחד לאחר הטראומה. כדי לבחון את איכות שלב הרישום השותף הלא נוקשה בין תמונת T2 לבין ערכת נתוני ההיזור, נוספה שכבת-על של תמונת T2 למפת אניסוטרופיית השבר המקודדת בצבע.

לאחר מכן ניתן היה לחשב את המפות הפרמטריות עבור אניסטרופיה חלקית, דיפוזיביות ממוצעת, דיפוזיביות אקסיאלית ומפות פרמטריות של דיפוזיה רדיאלית. בתוך אזור העניין, חישוב הערכים הממוצעים עבור ערכי קורטוזיס אקסיאליים, ממוצעים ורדיאליים, כמו גם ערכים עבור שבר המים האקסונאלי, דיפוזיות חוץ-אקסונאלית אקסונאלית ורדיאלית, וטורטואוזיות של שלמות דרכי החומר הלבן יכולות להתבצע גם כן. בניסוי מייצג זה, ניתוח מדדי דימות טנזור דיפוזיה גילה עלייה משמעותית בערכי אניסוטרופיה שבר וירידה בערכי דיפוזיביות בעקבות השפעה בקבוצת פגיעה מוחית טראומטית קלה.

מדדי קורטוזיס דיפוזיה הראו גם ירידה משמעותית בקורטוזיס רדיאלי בעקבות השפעה בעוד שלא נצפו שינויים בקורטוזיס האקסיאלי או הממוצע. באמצעות מודל שלמות מערכת החומר הלבן, ההתפזרות החוץ-אקסונאלית הרדיאלית הראתה ירידה משמעותית והטורטואוזיות הוכיחה עלייה משמעותית בקבוצת הפציעות המוחיות הטראומטיות הקלות יום אחד לאחר הפגיעה. במהלך ניתוח התמונה, חשוב לבדוק אם תבנית הנתונים מ- MRtrix הומרה ויובעה כראוי ל- ExploreDTI ושכל שלב תיקון בוצע כראוי.

במקום ניתוח מבוסס ROI, ניתן ליישם ניתוח voxel-by-voxel כדי לחקור שינויים במוח כולו. טכניקה זו היא בעלת ערך רב בתחום הדמיה מוחית והוא יכול להיות מיושם על הפרעות מוחיות אחרות, כמו גם, למשל דמנציה טרשת נפוצה.