כימות שרירי שלד לא פולשני בבעלי חיים קטנים באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת

microCT היא טכניקה חסכונית ולא פולשנית לניתוח הרכב הגוף. זה יתרון במחקרי פיזיולוגיה של השרירים, ומאפשר במהלך התערבויות. microCT מספק נתונים מאותה חיה מספר פעמים ומשפר את איכות הניתוח ומפחית את השימוש בבעלי חיים.

גלאי רנטגן לספירת פוטונים הם חידוש במיקרו-CT שיאפשר בידול כמותי של רקמות באמצעות חומרי ניגוד שונים הקשורים לפלטפורמות ננו-חלקיקים. זה יכול לשפר את הזיהוי של אזורים אנטומיים שונים עם תמיסת בריום. אימון מהווה אתגר משמעותי בניתוח נתוני מיקרו-CT, וגם היעדר פרוטוקולים עקביים ל-CT פרה-קליני יכול לסבך את רכישת התמונה, במיוחד כאשר עוסקים בביו-חומרים או בתמונות גידול, מכיוון שהאזורים האנטומיים יכולים להציג ערכי Hounsfield משתנים.

הפרוטוקול שלנו מספק מסלול שלב אחר שלב, מאפשר למשתמש מיומן ולא מאומן לבצע איסוף וניתוח נתוני microCT עם תוצאות דומות. כעת אנו ממקדים את תשומת הלב שלנו בניתוח תא ספונטני של עכבר הקשור לתפקוד שרירי השלד ואינטראקציה חברתית. אנו מעוניינים גם לחקור התמיינות של תאי שלד במבחנה באמצעות מודלים דו-ממדיים ותלת-ממדיים.

כדי להתחיל, מקם את העכבר המורדם על סורק המיקרו-CT באמצעות מיטת עכבר מיוחדת. אבטח את העכבר עם חרוט אף וסרט כדי למזער את התנועה במהלך הסריקה. לאחר מכן הכנס את העכבר לשער של סורק המיקרו-CT.

לרכוש סריקות מיקרו-CT של הגוף באמצעות מערכת הדמיה פרה-קלינית ברזולוציה גבוהה. לכוד בסך הכל 1,024 הקרנות עם זמן חשיפה של 470 מילי-שניות כל אחת באמצעות סיבוב מצב טיסה במתח של 60 קילו-וולט וזרם של 480 מיקרו-אמפר. הגדר את המערכת להגדלה של 1.25, וכתוצאה מכך שדה ראייה של 94.72 מילימטר לזמן רכישה כולל של 8.02 דקות.

צלם תמונות עם שילוב של אחד אחד, תוך הפקת רזולוציה של 2, 368 על 2, 240 פיקסלים. בצע סריקה עם אותם פרמטרים על פנטום גלילי אקרילי, וחלץ ערכי יחידת Hounsfield או HU עבור אוויר ומים באמצעות התוכנה המוזכרת. המירו את התמונות לקובצי DICOM ותקנו את ערכי ה-HU.

לאחר רכישת תמונות microCT של העכבר, פתח את תוכנת ניתוח התמונות ואתר את תפריט פורס התלת מימד באזור השמאלי העליון של הממשק, מודגש בצבע כחול-אפרפר. לחץ על הוסף נתונים. כאשר מופיע החלון עם שתי אפשרויות, בחר באפשרות הראשונה ובחר ספרייה להוספה.

לאחר מכן נווט לתיקיה המכילה את תמונות DICOM היעד ולחץ עליה. התבונן בתמונות המוצגות על פני שלושה מסכים, המייצגים מישורים אנטומיים שונים, עטרה כירוק, סגיטלי כצהוב ורוחבי כאדום. בכרטיסיה העליונה תחת מודולים, בחר את עורך פלחי השוק כדי לפתוח את אפשרויות הפילוח.

לאחר מכן, לחץ על כפתור הפלוס הירוק הוסף כדי ליצור מקטעים חדשים, המגדירים את טווח ה-HU עבור כל סוג רקמה. כעת לחץ פעמיים על כל קטע כדי לתת שם ולצבוע אותו בהתאם להגדרות הרצויות. הגדר את טווח ה-HU עבור כל קטע באמצעות פונקציית הסף.

עבור כל סוג רקמה, הזן את ערכי ה-HU, רקמה רזה מינוס 29 עד 225, רקמת שומן מינוס 190 עד מינוס 30 ועצם 500 עד 5,000. לחץ על לחצן החל. לאחר קביעת טווחי ה- HU, לחץ על הצג תלת-ממד כדי ליצור עיבוד תלת-ממדי של הרקמות המפולחות.

בתפריט Segmentation, בחר בכלי המספריים להסרת אובייקטים לא רצויים. למישורים אנטומיים, לחץ על כפתור התצוגה המקסימום בסרגל הצבעוני של המישור הרצוי, והשתמש בגלילת העכבר כדי לנווט בסריקת ה-CT. לעיבוד תלת-ממד, השתמשו בלחצן העכבר השמאלי לסיבוב ובלחצן העכבר הימני לשינוי גודל התצוגה.

לאחר מכן, השתמש בכלי המספריים כדי להדגיש את האובייקט הלא רצוי ולהקיף אותו כדי להסיר אותו מהתמונה. לחץ על סמל פריסת התצוגה לשחזור כדי לחזור לפריסה של ארבעת החלונות. לאחר הפילוח, נווט אל כימות וסטטיסטיקה של פלחים כדי לחשב נפחים עבור כל פלח.

לחץ על החל והמתן עד שהתוכנה תיצור טבלה עם ערכים עבור כל פילוח, המציגה הן את מפת התוויות והן את אמצעי האחסון של המשטח הסגור. השתמש במדידות הנפח המסופקות על ידי התוכנה בסנטימטרים מעוקבים כדי להמיר נפחים אלה למסת רקמה. החל את הצפיפות המתאימה לכל סוג רקמה, 0.95 גרם לסנטימטר מעוקב לרקמת שומן, 1.05 גרם לסנטימטר מעוקב לרקמה רזה ו-1.92 גרם לסנטימטר מעוקב לרקמת שלד.

למדידות אורך עצם, חזור לתפריט עורך הסגמנטים והסתר את מקטעי השומן והרקמה הרזה על ידי לחיצה על סמל העין ליד כל מקטע. לאחר מכן, בחר באפשרות סרגל הכלים בפינה העליונה של התפריט הראשי. לחצו על הלחצן 'צור קו חדש' למדידת אורך העצם בעיבוד התלת-ממדי.

זהה את העצם בשחזור התלת מימדי. לחץ על קצה אחד של העצם ולאחר מכן לחץ על הקצה השני כדי לאפשר לתוכנה למדוד את אורכה. פילוח של רקמות שלד, שומן ורזות הוצג באמצעות מישורים קורונליים, סגיטליים ורוחביים עוקבים, והדגים למעשה הבחנה ברורה בין רקמות.

הדמיות תלת מימד חשפו מבנים אנטומיים מפורטים, כאשר כחול מייצג עצם, צהוב מייצג רקמת שומן ואדום מייצג רקמה רזה. נבדקים קשישים הראו אחוז שומן גבוה יותר בגוף וירידה במסה רזה בהשוואה לנבדקים בוגרים, מה שממחיש שינויים הקשורים לגיל בהרכב הגוף.