3D-сканирование технологии преодоления микросхем и макромасштабных изображений мозга в 3D Роман встраиваясь перекрывающихся протокол

Этот протокол является первым внедрением технологии 3D-сканирования в анатомической, в частности нейроанатомической области исследований, и добился высокой точности перекрывающихся производительности. 3D нейро встраивание перекрытия, или 3D нейро протокол, встраивает микро-масштаб стерильных розеток в макро-масштаб изображения мозга, и мосты этих различных пространственных масштабах бесшовно. Мы также должны применить 3D нейро протокол для человека МР ИИ и посмертного мозга.

Перекрытие позволяет нам определить известные модели контраста МРТ, связанные с болезнью. Системы 3D-сканирования чувствительны к воде, окружающей извлеченный био организм, поэтому очень важно очень тщательно протирать воду. Кроме того, процедура должна быть выполнена как можно быстрее.

Начните эту процедуру с подготовки мыши, а также ПРИОБРЕТЕНИЯ МРТ и подготовки оборудования, как описано в текстовом протоколе. На второй день, вырезать кожу головы ранее усыпанной мыши вдоль sagittal шва с помощью хирургических ножниц. Используйте хирургические ножницы, чтобы сократить череп по диагонали от точки ламбды до точки немного перед брегмой.

Затем аккуратно снимите череп с мозга с помощью изогнутых пинцетов. Поднимите мозг шпателем и перенесите его в чашку Петри с ледяным раствором резки. Используя внешнюю газовую бомбу с контролируемой скоростью вращающегося насоса, поток воздуха, содержащий 95% кислорода и 5%углекислого газа для генерации небольших пузырьков в ледяном растворе резки.

Через одну-две минуты положите мозг на ткань из микроволокна, поверхность которой слегка покрыта мучиной сито. Аккуратно протрите жидкость с поверхности мозга с помощью ткани микроволокна. Положите мозг, с его спинной аспект вверх, на стенде образца.

Затем поместите стенд образца в центр автоматического вертушки. Затемните комнату во время 3D-сканирования и выполните 3D-сканирование на вертушках. Чтобы проверить, хорошо ли работает 3D-сканирование, нажмите 3D Scan, выбрав угол между двумя выстрелами, как 22,5, стартовый угол как ноль, и окончательный угол, как 360.

Перемести мозг на чашку Петри и пузырь мозга в решении резки в течение примерно 10 секунд. Разрежьте мозг на два блока посередине корональной плоскости, используя скальпель. Затем аккуратно переместите два блока мозга на плоскую поверхность с помощью хирургического шпателя.

Прикрепите мозговые блоки базы блока мозга с помощью мгновенного клея. Мягко и тщательно протрите жидкость с поверхности мозга в течение одной-двух минут, используя ткань микроволокна. Затем снова выполните 3D-сканирование.

Прикрепите лезвие к держателю лезвия вибромы. Прикрепите черную ленту, покрывающую центр основания блока мозга, к центру режущей сцены для вибромы. Налейте резки раствор в стадии резки и установить этап резки на виброме.

Отрегулируйте скорость резки и амплитуду. Сделайте два-пять коронных ломтиков толщиной 300 микрон из двух блоков мозга. Держите раствор в стадии резки восходящей, если это возможно.

Оптимизируйте скорость резки, частоту и амплитуду вибрации системы, установив их как 12,7 миллиметра в минуту для скорости, от 87 до 88 герц для частоты и от 0,8 до 1,0 миллиметра для ширины качели. При резке ломтиков мозга, запись нарезанный координаты в формате, в том числе передней задней координаты, полушария и других условий. Аккуратно перенесите ломтики мозга в стакан, наполненный предварительно разогретой ACSF с помощью толстой пластиковой пипетки.

Инкубировать ломтики мозга в стакане при примерно 34 градусах по Цельсию в течение одного часа. За это время выполните 3D-сканирование оставшихся блоков мозга на стадии резки. Теперь установите многоэлектрородный массив, или чип MEA, на блок записи.

Подключите чип к перистальтическому насосу с помощью двух трубок. Используйте одну трубку, чтобы направлять тот же ACSF в чип MEA, а другую трубку, чтобы направлять ACSF из чипа MEA. Прикрепите две иглы, соединенные на кончиках двух трубок, к верхней части стенки чипа MEA.

Исправьте их положения с их подсказками следуя за внутренне стеной обломока MEA. Установите скорость потока ACSF до 4,1 об/мин. Выполните обработку данных МРТ для извлечения корковых объемов, описанных в текстовом протоколе.

Для выполнения обработки изображений МРТ загрузите свободное программное обеспечение 3D Slicer. Откройте MR-изображения извлеченных мозгов, которые были получены с помощью модуля рендеринга громкости и редактора в 3D Slicer. Измените режим от редактора к рендерингу громкости и нажмите на целевую кнопку, чтобы изображение мозга пришло в центр экрана.

Выберите режим мозга MRT-2 и настройте пороги, перемещая планку смены. Затем переместите от рендеринга громкости к редактору и нажмите кнопку эффекта порога. Нанесите этикетку 41, кору головного мозга.

Затем сохраните данные поверхности мозга в виде файла STL, изменив формат файла с VTK на STL в контрольном списке формы. Выполните автоматическую корегистрацию между восемью или 16 изображениями, сделанными из восьми или 16 различных углов в последовательности сканирования для исправления небольших несоответствий. Для этого щелкните Глобальную регистрацию, включенную в опцию выравнивания, и интегрируйте изображения.

Повторите сканирование под разными углами, чтобы получить всю поверхность мозга. Если интеграция между изображениями, отсканированными под разными углами, не была успешной, нажмите Ручное выравнивание и выберите пару фиксированного изображения и движущийся образ. Начните ручное выравнивание изображений, выбрав три или четыре общие точки в разных изображениях.

Затем щелкните OK. Алгоритм оптимизации является итеративным алгоритмом ближайшей точки и не включает нелинейную деформацию. Сделайте сетку из всех выровненных изображений, выбрав все изображения и нажав кнопку генерации сетки. Затем выберите опцию, небольшой художественный объект, чтобы получить сетку в самом высоком разрешении.

Сохраните изображение как STL Binary или формат ASCII. Теперь откройте поверхность МРТ и объедините ее с поверхностью 3D-сканирования с помощью программного обеспечения для обработки поверхности. Выполните ручной процесс выравнивания, как и раньше.

Затем снова сохраните эти основные изображения поверхности. При необходимости очистите отдельные поверхностные данные, стирая небольшие шумы, окружающие область мозга, особенно в случае данных МРТ, и заполняя любые отверстия, особенно в случае данных 3D-сканирования. Наконец, откройте поверхностные данные с помощью программного обеспечения для анализа данных, такого как MATLAB.

Создание и оценка гистограмм минимальных расстояний между двумя поверхностями. Расстояния оценивались между корковыми поверхностями, полученными путем зачистки объема МРТ, и поверхностями, полученными в результате 3D-сканирования извлеченных мозгов. Значения режима гистограммы расстояний всего 55 микрон.

Кроме того, при накоплении гистограммы из точки, где расстояние равно нулю, накопленное значение достигает 90% от общего количества выборки примерно в 300 микрон. Окончательная гистограмма расстояний между двумя поверхностями показала типичный пик около 50 микрон. С макроскопической точки зрения это значение режима соответствует геометрическому ограничению, которое составило 100 микрон от размера вокселя МРИ.

Этот момент косвенно предполагает, что алгоритм перекрытия между МРТ и 3D-сканированием работал превосходно хорошо, и что уровень шума как МРТ, так и 3D-сканирования был подавлен как низкое значение. Этот протокол является первым, чтобы uprise через технологию сканирования для био-организма. Технология изначально использовалась для чисто инженерных требований.

Применение этой технологии в медицине может ответить на новые вопросы. После 3D-сканирования, мы можем использовать кальций-изображения стены патч грамм записи, чтобы получить дополнительные знания с точки зрения временного и пространственной разрешения и рекордное количество клеток. Высокая точность перекрывающихся характеристик, обеспечивает этот протокол, сделает более реалистичной бесшовную связь между анатомической пространственной шкалой и нулевой пространственной шкалой.