Nieinwazyjna wizualizacja 3D z rozdzielczością submikronową przy użyciu synchrotronowej tomografii rentgenowskiej

Hello.My imię i nazwisko Michelle Ov z Bats Lab na University of Tubing, a w tej prezentacji chcę opowiedzieć o nieinwazyjnej trójwymiarowej wizualizacji wewnętrznej organizacji mikro AHR put za pomocą synchrotronowej tomografii rentgenowskiej o rozdzielczości submikronowej. Modelowy system, z którym pracujemy, to orbitujący roztocz Aus Long osis, mikro COLYER AHR o mocy wyjściowej 800 mikronów do jednego milimetra wielkości ciała. To jest zdjęcie zrobione ze wszystkich kultur laboratoryjnych, na których można zobaczyć zwierzęta żywiące się glonami.

Aby zbadać wewnętrzną organizację Argos, używamy synchrotronowego promieniowania rentgenowskiego do uzyskania danych tomograficznych VOX w SRF i Grable. Tutaj widzisz zdjęcie ESRF z dużym pierścieniem do przechowywania, a w prawym górnym rogu widzisz halę eksperymentalną ID 19, która znajduje się na zewnątrz pierścienia Do pomiarów próbki były krytycznie skierowane w prawo i zamontowane na plastikowych kołkach za pomocą super kleju. Eksperymenty przeprowadzono przy 20,5 KEV i wykonano 1500 projekcji dla rekonstrukcji.

Tutaj widzisz kamerę z niezależnym układem CCD, 14-bitowym zakresem dynamiki i czterema megapikselami. Symulator pokazany na dole tego zdjęcia tłumaczy promieniowanie rentgenowskie na światło widzialne. To jest zbliżenie na uchwyt próbki i stół obrotowy.

Próbka jest montowana na głowicy miernika Goya, aby umożliwić prawidłową orientację próbki w wiązce. Szczegółowy opis układu eksperymentalnego znajduje się w naszym artykule z 2007 roku w Journal of Microscopy. W tej prezentacji skupię się na analizatorach danych w odniesieniu do wizualizacji trójwymiarowej z wykorzystaniem oprogramowania Fiji Studio Max.

Najpierw pokażę, jak usunąć szare wartości z tła, aby wyodrębnić przykładowe informacje. Na histogramie widać jeden duży szczyt, który należy głównie do wartości szarości z tła. Po usunięciu tego piku z histogramu można zobaczyć próbkę wychodzącą z szarego sześcianu.

Następnie pokażę Ci, jak obrócić obiekt za pomocą key framera VG studio. Max ma zestaw predefiniowanych trajektorii kamery. Tutaj używam okręgu XY do generowania obrotu wokół pionowych Xs i to jest końcowa animacja.

Duża struktura na grzbiecie zwierzęcia odpowiada powierzchni super kleju. Teraz pokażę Ci, jak ustawić wirtualną płaszczyznę cięcia, aby móc trójwymiarowo spojrzeć na wewnętrzną organizację próbki. Istnieją trzy orientacje, w których płaszczyzna cięcia może być ustawiona na frontalny rzeczywisty zapał.

Tutaj używam płaszczyzny czołowej i znajduję pozycję cięcia gdzieś w środku zwierzęcia, w okolicy, ta płaszczyzna cięcia nie musi być statyczna. Ponownie, za pomocą ramki kluczowej, można go przesuwać wzdłuż dowolnej osi. W tym przykładzie używam wstępnie ustawionego klipu Z, aby przesunąć płaszczyznę cięcia wzdłuż osi podłużnej próbki i tak wygląda ostateczna animacja krok po kroku, możesz zobaczyć i śledzić organizację 3D wszystkich struktur wewnętrznych z rozdzielczością P wynoszącą zaledwie 0,7 mikrona.

Oprócz predefiniowanych trajektorii kamer możliwe jest również generowanie ścieżek kamer dostosowanych do potrzeb użytkownika. Aby to zrobić, wybierz tryb swobodnego patrzenia na kamerę i dostosuj kamerę oraz odległość ogniskową wirtualnego obiektywu do dowolnej żądanej pozycji. Krok po kroku można zdefiniować nowe pozycje kamery, aby podążać indywidualną ścieżką o dowolnej złożoności.

Okno 3D w lewym górnym rogu pokazuje efekt wszystkich ustawień kamery w czasie rzeczywistym. Ostatni przykład zabierze Cię w wirtualny lot, podążając za całym układem pokarmowym przez zwierzę. Tutaj widzisz niektóre części gma, kopalnię, obrąbek i rotellę.

Podchodzimy bliżej i wchodzimy w pysk zwierzęcia. Tutaj możesz zobaczyć PHN po stronie grzbietowej. Teraz przechodzimy przez przełyk, aby wejść do komór.

Nasze nitowane roztocza mają dwa duże kery. Są to struktury podobne do siebie z funkcją trawienną. Wchodzimy w odpowiednie seum.

Przez mały otwór można zobaczyć liczne komórki IDE. Odgrywają one ważną rolę w trawieniu, chociaż pełna funkcja i mechanizm nie są jeszcze w pełni poznane. Wracając do komór, widzimy szczególną strukturę, zastawkę Izal, przez którą tak naprawdę weszliśmy do komór minutę temu, tuż na granicy komór i okrężnicy.

Możesz zobaczyć byka spożywczego, który jest zbity i otoczony błoną zanikową. Za bolusem pokarmowym widać paletę kału. Przelatujemy teraz przez tę paletę FE.

Następnie minęliśmy krótki międzyśrednik i wchodziliśmy w dwukropek. Tutaj widać duże i charakterystyczne mikrobiologicznie. Na koniec możesz zobaczyć wewnętrzną powierzchnię poszczególnych płytek zwierzęcych, tak jak paletę fe.

Opuszczamy układ trawienny. Teraz mamy krótkie końcowe spojrzenie na zewnętrzną brzuszną stronę zwierzęcia i widzimy płytki zwierzęce, płytki AAL i płytki narządów płciowych.