Grootte, massa en samenstelling zijn cruciale eigenschappen van skeletspieren voor het bestuderen van spiergerelateerde en metabole ziektemechanismen1. Sarcopenie, cachexie, atrofie en myopathieën hebben gemeenschappelijke fenotypes: vermindering van de massa, verandering in samenstelling en verminderde spierfunctie 2,3,4,5. Het kwantificeren van de lichaamssamenstelling in een levend dier blijft echter zeer complex en technisch uitdagend6.
De primaire methodologieën voor in vivo beeldvorming en analyse van de lichaamssamenstelling zijn dual-energy röntgenabsorptiometrie (DXA), computertomografie (CT) en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). Deze methoden worden voornamelijk gebruikt om ziekten te screenen en te monitoren die leiden tot vermindering van de vetvrije massa 7,8,9,10,11. DXA is de gouden standaard voor de analyse van de lichaamssamenstelling vanwege de lagere kosten. DXA heeft echter een aanzienlijk nadeel ten opzichte van MRI en CT: het onvermogen om spier- en vetweefsel ruimtelijk op te lossen1.
MRI maakt gebruik van sterke magnetische velden en radiogolven om gedetailleerde beelden van de interne structuren van het lichaam te genereren12. Een van de belangrijkste voordelen ten opzichte van CT is de superieure contrastresolutie, waardoor een uitstekend onderscheid mogelijk is tussen verschillende typen zacht weefsel 1,13,14. In tegenstelling tot CT maakt MRI geen gebruik van ioniserende straling, waardoor het veiliger is voor herhaald gebruik15,16. MRI is echter duurder en minder toegankelijk, met langere scantijden en hogere onderhoudskosten13,17. MRI-instrumenten die zijn aangepast voor de analyse van kleine dieren zijn dus meestal niet beschikbaar.
Micro-CT is vergelijkbaar met conventionele CT, maar op maat gemaakt voor kleine structuren en biomedisch onderzoek18. Micro-CT is een geavanceerde, niet-invasieve radiologische beoordelingstechniek die gedetailleerde visualisatie van interne structuren in kleine diermodellen mogelijk maakt. Micro-CT gebruikt röntgenstralen om gedetailleerde beelden te maken van de interne structuren van het lichaam, waarbij wordt vertrouwd op de differentiële verzwakking van röntgenstralen door verschillende weefseltypen. Tijdens een micro-CT-scan ligt de muis op een tafel die langzaam door een cirkelvormig portaal beweegt. In het portaal draait een röntgenbuis rond de muis en zendt röntgenstralen uit vanuit verschillende hoeken. Detectoren aan de andere kant vangen deze röntgenstralen op nadat ze door het lichaam zijn gegaan18.
De software van de micro-CT-scanner verwerkt de gegevens vanuit deze meerdere hoeken om tweedimensionale dwarsdoorsnedebeelden (plakjes) van het lichaam te reconstrueren. Door middel van reconstructie kunnen deze plakjes worden gecombineerd om de interne anatomie volledig weer te geven19. De beelden die door micro-CT-scans worden geproduceerd, zijn gebaseerd op de verschillende gradaties van röntgenverzwakking door verschillende weefsels in het lichaam. Deze verzwakking wordt gekwantificeerd met behulp van Hounsfield Units (HU), een schaal die de radiodichtheid20,21 standaardiseert. De HU-schaal is fundamenteel voor segmentatie, omdat elke structuur een iets andere waarde heeft.
In dit artikel hebben we HU-waarden gebruikt om nauwkeurig onderscheid te maken tussen bot, mager weefsel en vetweefsel1. Door te verwijzen naar gevestigde HU-reeksen, zorgden we voor een nauwkeurige analyse en vergelijking van de lichaamssamenstelling. Hierin laten we zien hoe u afbeeldingen kunt verkrijgen met behulp van micro-CT en de toepassing ervan bij het visualiseren en kwantificeren van magere, vet- en skeletmassa.