Высокое разрешение изображения в 3D Экс-Vivo Биологические образцы от Micro КТ

Общей целью данной процедуры является проведение 3D рентгеновской микротомографии минерализованных и неминерализованных тканей. Это достигается путем предварительного извлечения образцов, подлежащих исследованию, затем иммобилизации и позиционирования образцов в инструменте микрокомпьютерной томографии. Третий шаг процедуры заключается в установке параметров сбора данных для каждого образца и сборе изображений.

В конечном итоге получается 3D-изображение образца с высоким разрешением с помощью рентгеновской компьютерной томографии. Основное преимущество этой методики среди наших существующих методик, таких как МРТ, УЗИ или электронная микроскопия, заключается в том, что она дает информацию об объемах клещей с разрешением в один микрон D. Этот метод может дать представление о многих биологических тканях. Его можно использовать также в электронике, материаловедении и археологии.

Препарат различен для минерализованной и неминерализованной ткани. Минерализованные ткани должны быть запечатаны в емкости с плотным прилеганием, чтобы положение образца не менялось. Несмотря на то, что измерения проводятся с высоким разрешением, форма контейнера будет варьироваться в зависимости от морфологии ткани.

Например, бедренная кость мыши, извлеченная из эмбриона возрастом 18,5 D, может поместиться в наконечник пипетки. Начните с герметизации узкого конца полистирольного наконечника пипетки клеем, например, эпоксидной смолой. Затем заполните наконечник рабочим буфером.

В этом случае PBS теперь плотно прилегает к кончику ноги с обнаженной бедренной костью, а кончик пипетки помещается в подходящий держатель, а другой конец запечатывается листовой пленкой и перфузируется животное, как указано в прилагаемой рукописи. Затем извлеките окрашенные легкие и сердце и переложите их в подготовленную 50-миллилитровую пробирку. Поместите органы на сухой лист бумаги.

Поместите образцы в итоговые измерительные пробирки, на дно пробирки накройте тканью для увлажнения этанола. Для создания среды, насыщенной этанолом, образец должен плотно прилегать к пробирке. Если образец ослаблен, затяните его проволокой и обездвижьте у дна пробирки чуть выше ткани.

Далее приклейте или вкрутите трубку в держатель инструмента и приступайте к установке изображения. Параметры захвата. Начните с установки держателя образца в ступень вращения инструмента.

Затем, используя произвольно выбранные значения напряжения и тока, сделайте рентгеновский снимок. Если изображение слишком темное. Вносите изменения, сначала постепенно увеличивая количество фотонов.

Это делается путем постепенного увеличения тока. Если изображение не стало ярче после увеличения тока до 200 микроампер, то сделайте небольшое прогрессивное увеличение энергии рентгеновских фотонов за счет увеличения напряжения. Если изображение слишком яркое, сначала уменьшите напряжение, затем уменьшите ток до тех пор, пока изображение не станет удовлетворительным.

Беннинг также может быть использован для увеличения яркости изображения в ущерб разрешению. Значение inning, равное двум, сделает изображение примерно в четыре раза ярче при вдвое меньшем разрешении. После установки оптимальной яркости оптимизируйте время экспозиции камеры, чтобы найти компромисс между наилучшим достижимым контрастом и разумной продолжительностью эксперимента.

Контрастность изображения, особенно для образцов с высоким поглощением, может быть улучшена за счет использования фильтров для уменьшения потока фотонов с низкой энергией. Теперь выберите рабочее увеличение в диапазоне от 0,5 x до 40 x и подогните поле зрения так, чтобы охватить весь образец, максимизируя при этом разрешение. Чтобы увеличить разрешение, расположите источник рентгеновского излучения ближе к образцу.

Чтобы увеличить поле зрения, расположите детектор ближе к образцу. Для 3D-визуализации образец должен помещаться в поле зрения под любым углом поворота, поэтому ось вращения должна быть центрирована. Начните с поворота образца на отрицательные 20 градусов.

Если требуемый объем сместился в сторону, переместите ось вращения. Продолжайте делать снимки при последующих оборотах и продолжайте вносить поправки до тех пор, пока образец не станет полностью видимым от отрицательных 90 до положительных 90 градусов, затем продолжайте измерение под всеми углами от отрицательных 90 до 90 градусов. Запуск программы визуализации может занять много времени, поэтому планируйте соответствующим образом.

Например, для изображения наибольшей бедренной кости при увеличении Форекс с разрешением восемь микрон требуется 1000 проекционных изображений. На это уходит всего три часа. Тем не менее, требуется 10 часов, чтобы собрать 2500 проекционных изображений, необходимых для визуализации легких крысы с увеличением в 0,5 раза и разрешением 16 микрон.

Для будущего сравнения изображений необходимо откалибровать изображение, получив изображения стандартного фантома, изготовленного из искусственных материалов, которые имеют костное и водоподобное поглощение рентгеновского излучения в тех же экспериментальных условиях. Что касается образца, то после записи всех проекционных изображений восстанавливается полный объем. Чтобы откалибровать восстановленное изображение в соответствии со значениями для фантома, используйте поле гончих или шкалу КТ.

Например, при увеличении на Форекс водоподобное значение в фантоме устанавливается равным нулю, а костяное значение устанавливается равным 3000 из этого диапазона. Все остальные значения интерполируются или экстраполируются. Изображения теперь могут быть проанализированы с помощью любого программного пакета, который может поддерживать файлы размером 20 гигабайт, например, бесплатный образ J или Fiji.

На этом объемном рендеринге показана бедренная кость мыши через четыре дня после начала минерализации кости, минерализованная фракция оценивается на уровне 18%, а минеральная плотность кости можно сравнить с костями на других стадиях развития. Эта томографическая объемная визуализация легких 12-недельной самки голой крысы имеет разрешение до 16 микрон. Окрашивание легких используется для выявления кровеносных сосудов диаметром 20 микрон.

В данном серийном разделе проводится анализ одних и тех же легких. Множественные раковые узелки могут проявляться в виде сплошных серых форм в течение четырех недель после имплантации опухолевых клеток. В этих легких узелки выросли до 17% объема легких.

Большая часть окрашивания легких была обнаружена в периферических областях опухолей. Кровеносные сосуды также присутствуют внутри узелков, покрывая около 3% их объема. После освоения позиционирование образца может быть выполнено за 15-20 минут, если оно выполнено правильно.

Время визуализации, включая автоматическую объемную реконструкцию, которая обычно не требует присутствия оперирующего человека, зависит от образца и может занять до 50 часов. Не забывайте, что работа с фиксирующими и окрашивающими веществами может быть крайне опасной. Всегда надевайте лабораторные перчатки и избегайте вдыхания паров из образцов.