Zastosowanie mikrorentgenowskiej tomografii komputerowej z preparatem kwasu fosfowolframowego do wizualizacji ludzkiej tkanki włóknisto-mięśniowej

Wykonujemy mikrotomografię komputerową z kwasem fosfowolframowym w celu zwiększenia kontrastu tkanek miękkich w nieinwazyjnym badaniu więzadła oporowego ludzkiego mięśnia okrężnego, delikatnej struktury w obrębie oczodołu. Protokół ten został zoptymalizowany, aby pomóc naukowcom w nieinwazyjnym badaniu ludzkich tkanek miękkich i jest prosty do wykonania przy rozsądnych kosztach. Aby uzyskać próbki, najpierw użyj kolorowej kredki, aby wskazać obszar cięcia na skórze do pobrania próbki.

Upewnij się, że zaznaczona linia rozciąga się przyśrodkowo do kampusu przyśrodkowego, bocznie do kampusu bocznego, wyżej do górnej granicy dolnej powieki i poniżej jednego centymetra poniżej linii od krawędzi oczodołu. Następnie za pomocą ostrza przeciąć tkanki twarzy wzdłuż zaznaczonej linii, upewniając się, że cięcie jest wystarczająco głębokie, aby końcówka ostrza dotykała kości. Pobrana próbka musi obejmować skórę, tkankę podskórną, mięśnie, tłuszcz i okostną.

Po pobraniu natychmiast utrwal próbkę w 10% formalinie na pięć do siedmiu dni w temperaturze pokojowej. Pod koniec okresu utrwalania pokrój próbkę na trzy kawałki o grubości od pięciu do siedmiu milimetrów. Użyj igły i czarnej nici, aby zszyć nadboczną stronę każdej próbki, tak aby można było określić kierunek próbki w późniejszych punktach czasowych.

Odwodnić próbkę w rosnącej serii stężeń etanolu przez jeden dzień na stężenie, pozostawiając próbki w 70% roztworze etanolu, aż do zabarwienia. Na tydzień przed zaplanowanym skanowaniem tomografii mikrokomputerowej dodaj 2,1 grama PTA do 210 mililitrów 70% etanolu i umieść roztwór na wytrząsarce z prędkością od 55 do 60 obrotów na minutę. Przygotuj trzy 70-mililitrowe plastikowe pojemniki na każdy pokrojony kawałek.

Gdy barwnik rozpuści się w roztworze alkoholu, napełnij pojemniki roztworem. Umieść jedną próbkę w każdym pojemniku z 1% PTA i potrząsaj próbkami z prędkością od 55 do 60 obrotów na minutę przez pięć do siedmiu dni. Po zakończeniu barwienia przechowuj próbki w świeżym 70% etanolu przez tydzień, aby przygotować się do skanowania.

W przypadku skanowania mikrotomografią komputerową należy owinąć próbki w Parafilm, aby zapobiec wysuszeniu, i umieścić próbkę na tacy skanera. Ustaw napięcie źródła skanera na 70 kilowoltów, prąd źródła na 114 mikroamperów, filtr aluminiowy na 0,5 milimetra, rozmiar piksela obrazu na 20 mikrometrów kwadratowych, piksele na 2, 240 na 2, 240, ekspozycję na 500 milisekund, a krok obrotu na 0,3 stopnia. Następnie rozpocznij skanowanie.

Po zakończeniu skanowania otwórz oprogramowanie do rekonstrukcji i wybierz Akcje i Otwórz zestaw danych, aby uruchomić zeskanowane pliki. Wybierz zakładkę Ustawienia i ustaw redukcję artefaktów pierścienia na siedem oraz korekcję utwardzania wiązki. Aby rozpocząć rekonstrukcję, wybierz opcję Uruchom.

Ostateczne dane zostaną zapisane w wyznaczonym folderze. Pod koniec rekonstrukcji otwórz oprogramowanie do zmiany rozmiaru pliku i wybierz opcję Zestaw danych źródłowych, aby uruchomić zrekonstruowane pliki. Wybierz jpg na karcie Zestaw danych docelowych i wybierz opcję Zmiana rozmiaru 1/2 z opcją Jakość bez interpolacji Następnie ustaw suwak na 100 w zakładce Kompresja obrazu i rozpocznij konwersję.

W przypadku rekonstrukcji 3D otwórz oprogramowanie do renderowania objętości 3D i wybierz opcje Operacje i Wczytaj dane objętości. Aby dostosować poziom jasności i kontrastu, zmodyfikuj funkcję przenoszenia kształtu w histogramie na karcie Edytor funkcji transferu. Następnie wybierz Opcje i Oświetlenie, a następnie wybierz ikony Cienie i Oświetlenie powierzchni, aby uzyskać realistyczny odcień modelowania.

Kliknij i przeciągnij, a następnie kliknij prawym przyciskiem myszy i przeciągnij, aby przesuwać i obracać obraz 3D w celu znalezienia najlepszego widoku, przewijając w celu powiększenia lub pomniejszenia zgodnie z potrzebami. Kliknij Shift i przeciągnij, aby przesunąć miejsce w celu wyświetlenia obrazów przekrojów. Włącz ikonę Światło i dostosuj pasek wskazania oświetlenia, aby znaleźć najlepsze oświetlenie do oglądania, a następnie wyłącz ikonę Światło i zamknij kartę Oświetlenie.

Na karcie Opcje wybierz opcję Pokaż i przycinaj, aby ukryć pole dla końcowego obrazu. Następnie wybierz Akcje i Zapisz obraz, aby zapisać obraz. Tę szczegółową rekonstrukcję jamy ustnej uzyskano za pomocą mikrotomografii komputerowej z preparatem PTA, jak pokazano, co pozwoliło na uwidocznienie struktury włóknisto-mięśniowej więzadłowej rozciągającej się ukośnie między skórą właściwą a okostną.

W widoku koronalnym ilość i złożoność włókien wzrasta bocznie. W widoku poziomym obserwuje się skomplikowaną siatkę z formacją arboryzowaną. W widoku strzałkowym grubość włókien ORL zmniejsza się niżej.

Ogólnie rzecz biorąc, ta wielokierunkowa obserwacja dowodzi, że ORL składa się z wielowarstwowej siatki ciągłych płyt z różnymi liczbami i grubością włókien w zależności od ich lokalizacji. Gdy czas barwienia jest niewystarczający w porównaniu z objętością próbki, ostateczny obraz może zawierać pusty otwór w środkowej części próbki. Oprócz PTA można stosować inne środki, a różne środki mają różne zalety lub cechy barwiące.

Dlatego warto zoptymalizować obszar barwienia zgodnie z eksperymentem.