यह कागज vivo माइक्रो गणना टोमोग्राफी में के उपयोगकर्ताओं को निर्देश (µ सीटी) स्कैनर कैसे anesthetize करने के लिए, सही ढंग से स्थिति और टिबिया के उच्च संकल्प इमेजिंग के दौरान ंयूनतम आंदोलन के लिए एक चूहे के हिंद अंग रोकना । परिणाम उच्च गुणवत्ता वाले चित्र है कि सही हड्डी सूक्ष्म वास्तुकला मात्रा को संसाधित किया जा सकता है ।
vivo माइक्रो गणना टोमोग्राफी (µ सीटी) में का उपयोग एक शक्तिशाली उपकरण है जो जीवित पशु मॉडल में उच्च संकल्प पर आंतरिक संरचनाओं के गैर विनाशकारी इमेजिंग शामिल है । यह समय के साथ ही कुतर के दोहराया इमेजिंग के लिए अनुमति देता है । यह सुविधा न केवल एक प्रयोगात्मक डिजाइन में आवश्यक कुतर की कुल संख्या को कम कर देता है और इस तरह अंतर विषय भिंनता है कि पैदा कर सकता है कम कर देता है, लेकिन यह भी शोधकर्ताओं अनुदैर्ध्य या जीवन का आकलन करने के लिए एक हस्तक्षेप के लिए लंबी प्रतिक्रियाओं की अनुमति देती है । के लिए उच्च गुणवत्ता के चित्र है कि और संसाधित किया जा सकता है और अधिक सही अस्थि सूक्ष्म वास्तुकला, vivo में µ सीटी स्कैनर के उपयोगकर्ताओं को ठीक से चूहे anesthetize, और स्थिति और हिंद अंग को नियंत्रित करना चाहिए के परिणामों को विश्लेषित कर सकते है प्राप्त करने के लिए । ऐसा करने के लिए, यह जरूरी है कि चूहे को पूरी छूट के एक स्तर पर anesthetized हो, और कि पेडल सजगता खो रहे हैं । इन दिशानिर्देशों प्रत्येक व्यक्ति चूहे के लिए संशोधित किया जा सकता है, isoflurane चयापचय की दर के रूप में तनाव और शरीर के आकार के आधार पर भिन्न हो सकते हैं. vivo µ सीटी छवि अधिग्रहण में के लिए उचित तकनीक के भीतर और अध्ययन के पार अस्थि सूक्ष्म वास्तुकला के सटीक और सुसंगत माप में सक्षम बनाता है ।
vivo माइक्रो गणना टोमोग्राफी (µ सीटी) में का उपयोग एक शक्तिशाली उपकरण है जो कुतर मॉडल का उपयोग कर उच्च संकल्प पर आंतरिक संरचनाओं के गैर विनाशकारी इमेजिंग शामिल है । vivo µ सीटी में गैर विनाशकारी प्रकृति समय के साथ ही कुतर के दोहराया इमेजिंग के लिए अनुमति देता है । यह सुविधा न केवल एक प्रयोगात्मक डिजाइन में आवश्यक कुतर की कुल संख्या को कम कर देता है और इस प्रकार अंतर विषय भिंनता है कि पैदा कर सकता है कम कर देता है, लेकिन यह भी शोधकर्ताओं ने एक हस्तक्षेप करने के लिए दीर्घकालिक प्रतिक्रियाओं को समझने के लिए । vivo µ सीटी में दोहराया के प्रयोग के साथ, चूहों और चूहों में प्रयोगों हड्डी सूक्ष्म वास्तुकला और अस्थि खनिज घनत्व (बीएमडी) के लिए विकासात्मक परिवर्तन की अवधि के दौरान जीवन 1,2,3 ,4,5,6,7,8 के साथ ही आहार जैसे उपायों के लिए अस्थि स्वास्थ्य की प्रतिक्रिया 9,10, ovariectomy 7,11 और औषधीय एजेंटों 8,12,13। बीएमडी और अस्थि सूक्ष्म वास्तुकला विशिष्ट कंकाल साइटों पर, अर्थात् समीपस्थ टिबिया, फीमर और काठ का कशेरुकाओं, समग्र अस्थि स्वास्थ्य का संकेत है और एक फ्रैक्चर को बनाए रखने के जोखिम के और एक के लिए प्रतिक्रियाओं को बढ़ाता है जब प्राथमिक उपाय कर रहे हैं हस्तक्षेप.
vivo µ सीटी छवि अधिग्रहण में दो आयामी एक्स-रे अनुमानों के रूप में कई कोणों पर प्राप्त किया जा रहा है एक्स-रे स्रोत और जांच के तहत पशु चारों ओर घुमाना 14,15। परिणामस्वरूप छवि की गुणवत्ता सहित कई कारकों पर निर्भर है, लेकिन तक सीमित नहीं है: चयनित अधिग्रहण मापदंडों (यानी, स्थानिक संकल्प, एक्स-रे वोल्टेज, amperage, रोटेशन कदम, लागू फिल्टर, जोखिम समय), µ सीटी की सीमाएं स्कैनर (यानी, स्कैनर-आधारित कलाकृतियों जैसे कि अंगूठी कलाकृतियों या धूल कि लकीर या आंशिक मात्रा प्रभाव के कारण) और उचित स्थिति और जानवर के संयम । इन कारकों के पूर्व दो उपयोगकर्ता द्वारा कुछ हद तक हेरफेर किया जा सकता है, विशिष्ट स्कैनिंग मशीन, अध्ययन के उद्देश्यों और सुधार है कि स्कैनर या अधिग्रहीत छवियों के प्रसंस्करण के समारोह का अनुकूलन करने की जरूरत है पर निर्भर करता है । इन कारकों के उत्तरार्द्ध, स्कैन करने से पहले कुतर के उचित स्थिति, स्कैनर आधारित सीमाओं या एक विशिष्ट अध्ययन उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए चयन कर रहे हैं कि अधिग्रहण मापदंडों की परवाह किए बिना प्राप्त किया जा सकता है । जबकि कई प्रकाशन vivo इमेजिंग में शामिल है साहित्य में प्रकाशित किया गया है 14,15,16,17, क्लासिक पांडुलिपि शैली ऐसी है कि विस्तृत “कैसे” जानकारी शामिल नहीं किया जा सकता । इसलिए, इस शूंय को भरने के लिए इस आलेख और वीडियो मार्गदर्शिका का उद्देश्य है । यहां हम vivo µ सीटी स्कैनर में उपयोगकर्ताओं को कैसे एक चूहा anesthetize करने के लिए, और स्थिति और हिंद अंग को नियंत्रित करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले चित्र है कि और अधिक सही अस्थि सूक्ष्म वास्तुकला के परिणाम मात्रा का विश्लेषण किया जा सकता है का उत्पादन करने के लिए निर्देश का उद्देश्य ।
हिंद अंग के अलावा अन्य वस्तुओं के माध्यम से एक्स-रे बीम के अवरोधों को रोकने सबसे सटीक बीएमडी और अस्थि सूक्ष्म वास्तुकला मूल्यों को बढ़ाता के लिए आवश्यक हैं । एक्स-रे के रूप में वस्तुओं और मोटाई और घनत्व बदलती के ऊतकों के माध्यम से गुजरती हैं, एक्स के कुछ रे (यानी तनु) सामग्री वे के माध्यम से पारित द्वारा अवशोषित कर रहे हैं । के बाद से एक नमूने के मापा जन घनत्व इसकी मोटाई से प्रभावित है, और उपस्थिति और आसपास के ऊतकों की मोटाई, यह आवश्यक है कि अंशांकन प्रेतों बीएमडी निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया एक ही तरीके से स्कैन कर रहे हैं । इसलिए, यदि एक्स-रे बीम को वस्तुओं के माध्यम से पारित करने के लिए है (यानी, पूंछ) से पहले या ब्याज के क्षेत्र के माध्यम से गुजर के बाद, उन वस्तुओं एक्स-रे ऊर्जा के कुछ अवशोषित और संचरण छवि के साथ हस्तक्षेप करेंगे हासिल की । इसके अलावा, इन स्कैन जब प्रेतों कि बारीकी से नमूना स्कैन के समान होना चाहिए स्कैनिंग अनुकरण करने के लिए बहुत मुश्किल हो जाएगा । एक परिणाम के रूप में, इन क्षीणन मतभेद हड्डी के बीएमडी माप के मूल्यांकन में अशुद्धि को बढ़ावा । इस प्रकार, आसानी और सटीकता के लिए, यह सबसे अच्छा है एक्स-रे स्रोत, ब्याज और एक्स-रे डिटेक्टर के क्षेत्र के बीच अवरोधकों की संख्या को सीमित करने के लिए ।
पूर्व में एक हस्तक्षेप से अस्थि संरचना के अनुदैर्ध्य आकलन नैदानिक मॉडल पशु की दोहराया संज्ञाहरण शामिल करने के लिए प्रोटोकॉल स्कैनिंग के दौरान अपने आंदोलन को सीमित । सामान्य संज्ञाहरण के कई तरीके मौजूद क्रम में एक µ सीटी स्कैन के दौर से गुजर जानवरों को वश में करने के लिए, इंजेक्शन और श्वसन संज्ञाहरण सहित 1,2,4,5,6, 12. isoflurane के रूप में श्वसन निश्चेतक के विपरीत, दोहराया सामान्य संज्ञाहरण इंजेक्शन निश्चेतक का उपयोग शरीर के वजन में कमी के कारण, शल्य सहिष्णुता और कुतर में अन्य शारीरिक मापदंडों के लिए महत्वपूर्ण परिवर्तन, विशेष रूप से चूहों और गिनी सूअरों, दोहराया उपयोग के लिए महत्वपूर्ण मतभेद का सुझाव 18,19,20। जबकि isoflurane अत्यधिक अस्थिर है और तेजी से प्रेरण और वसूली के लिए अनुमति देता है, इंजेक्शन संवेदनाहारी एजेंटों संज्ञाहरण के तहत संज्ञाहरण और समय के स्तर अलग उत्पादन तनाव, सेक्स, शरीर रचना, तेजी से राज्य, और circadian चक्र पर निर्भर करता है पशु. इंजेक्शन निश्चेतक भी उनके उपयोग के लिए अतिरिक्त बाधाओं मुद्रा के रूप में वे उच्च राष्ट्रीय शासी निकायों द्वारा विनियमित रहे हैं । साँस लेना संज्ञाहरण हालांकि, श्वसन प्रणाली में प्रत्यक्ष वितरण शामिल है; इस विधि तेज प्रेरण और वसूली समय और संज्ञाहरण19,20की गहराई और लंबाई पर बेहतर नियंत्रण के लिए अनुमति देता है । साँस लेने संज्ञाहरण विधि के लिए सीमाओं विशेष vaporizing उपकरण और प्रेरण, रखरखाव और वसूली के दौरान दिल की दर और रक्तचाप के लिए कुछ परिवर्तन के लिए अपनी आवश्यकता शामिल है 18,19.
इस प्रोटोकॉल सही संज्ञाहरण के लिए पहली विस्तृत दिशानिर्देश के साथ दर्शकों को प्रदान करता है, प्लेसमेंट, और के दौरान चूहे के संयम vivo में हिंद अंग की सीटी स्कैनिंग µ. इन दिशानिर्देशों में vivo µ सीटी स्कैनिंग सिस्टम के उपयोगकर्ताओं को उच्च संकल्प और उच्च गुणवत्ता वाले चित्रों को प्राप्त करने में सक्षम करता है टिबिया कि 3-आयामी अस्थि सूक्ष्म वास्तुकला के ठहराव के लिए संसाधित किया जा सकता है । आवश्यक प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण कदम उचित स्थिति और संयम सुनिश्चित करने के लिए चूहे की उचित संज्ञाहरण शामिल है और साथ ही हिंद अंग विस्तार अंय सभी महत्वपूर्ण संरचनाओं से दूर जब तक यह तना हुआ है, लेकिन एक अप्राकृतिक स्थिति में नहीं है । इष्टतम इमेजिंग परिणामों के लिए, यह जरूरी है कि चूहे को पूरी छूट के एक स्तर पर anesthetized हो, और वह palpebral और पेडल सजगता खो रहे हैं । इसके अलावा, स्कैनिंग पैर बढ़ाया जाना चाहिए और पूरे पैर और टखने फोम में रोका जाना चाहिए । ऊपर वर्णित तरीके स्कैनिंग पैर की इष्टतम स्थिति को प्राप्त करने के लिए सुनिश्चित करेंगे कि: 1) एक अध्ययन के भीतर चूहों के हिंद अंग लगातार एक ही दिशा में उन्मुख कर रहे हैं, इस प्रकार एक्स-रे बीम प्रत्येक पैर के एक ही क्षेत्र के माध्यम से पारित करने के लिए अनुमति के रूप में यह घूमता नमूने के आसपास; 2) हिंद अंग के दोनों स्वैच्छिक और अनैच्छिक आंदोलन नहीं हो, इस तरह आंदोलन कलाकृतियों के लिए क्षमता को कम करने के लिए अधिग्रहीत छवियों की गुणवत्ता के साथ हस्तक्षेप होगा; 3) वस्तुओं (यानी, पूंछ) से अवरोधों को रोका, इस प्रकार आंशिक मात्रा प्रभाव के लिए क्षमता को कम करने के लिए गलत बीएमडी और TMD माप का उत्पादन कर रहे हैं । इन दिशानिर्देशों प्रत्येक व्यक्ति चूहे के लिए संशोधित किया जा सकता है, isoflurane चयापचय और स्थिति की दर के रूप में तनाव और शरीर का आकार 22के आधार पर भिंन हो सकते हैं । vivo स्कैनिंग मशीनों में सबसे आम छोटे जानवर मॉडल (यानी, चूहों, चूहों, खरगोशों, गिनी सूअरों) के लिए तैयार कर रहे हैं और विभिन्न जानवरों के आकार की स्कैनिंग की अनुमति देने के लिए विनिमेय पशु चरणों होगा । इसलिए, वे शरीर के वजन की एक विस्तृत श्रृंखला को समायोजित कर सकते हैं ।
हालांकि vivo में µ सीटी स्कैनिंग परमिट चूहे के लिए स्थिति और reस्कैन अगर प्रारंभिक स्कैन से प्राप्त छवियों खराब गुणवत्ता रहे हैं, दोहराया स्कैनिंग विकिरण और isoflurane संज्ञाहरण के लिए अतिरिक्त खुराक के लिए चूहे का पर्दाफाश होगा समय की एक लंबी अवधि । ६०० mGy के मासिक दोहराया विकिरण जोखिम चार महीनों में चूहे टिबिया को ध्यान केंद्रित contralateral हिंद अंग की तुलना में एक हड्डी सूक्ष्म वास्तुकला के लिए प्रतिकूल प्रभाव का कारण नहीं है 1, लेकिन यह दो स्कैन में दोहराया की सुरक्षा का पता नहीं लगाता तत्काल उत्तराधिकारी । वर्णित तकनीक के आगे की सीमाओं को यह अभी भी रखने के लिए लागू बलों के साथ तना हुआ अंग का विस्तार करने की आवश्यकता शामिल है, जो अस्थि संरचना में कुछ परिवर्तन लागू कर सकते हैं । जबकि स्कैन के दौरान हिंद अंग के संयम की गंभीरता प्रत्येक अनुसंधान उद्देश्य पर निर्भर करेगा, हमारे प्रयोगशाला से पिछले अनुसंधान मासिक शामिल vivo µ सीटी इमेजिंग में एक हिंद अंग के cortical में एक अंतर के परिणामस्वरूप सूक्ष्म वास्तु पैरामीटर, सनक, contralateral हिंद अंग है कि दोहराया विस्तार, स्थिरीकरण और स्कैनिंग 1से गुजरना नहीं किया की तुलना में । सनक cortical हड्डी और बदल लोड असर के जवाब में परिवर्तन के अंडाकार आकार का एक उपाय है । इसलिए, जब स्थिति के इस विधि का उपयोग कर और हिंद अंग के निरोध के लिए vivo में दोहराया µ सीटी इमेजिंग, विचार किया जाना चाहिए जब मूल्यांकन और परिवर्तन की व्याख्या करने के लिए लोड असर माइक्रो-वास्तु पैरामीटर ।
हालांकि इसके बाद के संस्करण दिशानिर्देश इमेजिंग और अस्थि ऊतक के विश्लेषण के लिए प्रदान किया गया है, प्रोटोकॉल के लिए थोड़ा सा समायोजन किया जाना चाहिए जब की इमेजिंग नरम ऊतक हिंद अंग. विशेष रूप से, जिस तरह से हिंद अंग धड़ से बढ़ाया है और नियंत्रित किया जाना चाहिए, वर्तमान प्रक्रिया के रूप में नरम ऊतक (मांसपेशी, वसा ऊतक) के उंमुखीकरण को स्कैन की अवधि के लिए असामान्य स्थिति में की आकृति । इसलिए, जब हिंद अंग के कोमल ऊतक के इमेजिंग में उपयोग के लिए इस मॉडल extrapolating, कुछ समायोजन संयम तकनीक को कम करने या एक दूसरे के संबंध में ऊतकों की स्थिति में परिवर्तन को खत्म करने के लिए किया जाना चाहिए ।
इसके अलावा, दिशानिर्देश हमारे अनुसंधान समूह के अनुभवों के आधार पर विशेष रूप से लिखा गया है, तथापि, वे vivo µ सीटी स्कैनर में अंय व्यावसायिक रूप से उपलब्ध समायोजित संशोधित किया जा सकता है । दूसरे की स्थिति और हिंद अंग को नियंत्रित करने के तरीकों का सुझाव दिया vivo में µ सीटी स्कैनिंग प्रणाली के निर्माता द्वारा उपलब्ध हो सकता है । सबसे vivo µ सीटी इकाइयों सूची में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है, विस्तारित polystyrene, और दंत मोम के साथ प्लास्टिक ट्यूब स्वीकार्य सामग्री और स्कैनिंग पैर निरोधक के लिए तरीकों के रूप में एक फैला पैर पकड़ । हालांकि, इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत विधि और अधिक नियंत्रित और सुसंगत स्थिति और स्कैन पैर के संयम प्रदान करते हैं, लगातार उच्च गुणवत्ता वाले चित्रों का उत्पादन । वर्तमान विधि में प्रस्तुत दिशानिर्देशों में चूहे की संज्ञाहरण के लिए आवश्यक विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, जैसे कि vaporizer, ट्यूब, मास्क, प्रेरण मंडलों और ऑक्सीजन । हालांकि उपकरण इंजेक्शन निश्चेतक की तुलना में एक कुछ उच्च लागत के साथ जुड़ा हुआ है, यह अनुमति देता है शोधकर्ताओं को तेजी से और ठीक चेतना की विशिष्ट गहराई है, जो वैकल्पिक पर एक लाभ प्रदान करता है पर संज्ञाहरण प्रेरित विधियों.
वर्तमान विधि वीडियो में उल्लिखित दिशा निर्देशों का प्रयोग, शोधकर्ताओं ने अपने हित के हस्तक्षेप की जांच करने के लिए vivo µ सीटी टेक्नोलॉजीज में उच्च संकल्प का उपयोग ठीक से और लगातार ओरिएंट और उच्च के लिए एक चूहे हिंद अंग नियंत्रित करने में सक्षम हो जाएगा गुणवत्ता एक्स-रे इमेजिंग । यह vivo µ सीटी इमेज अधिग्रहण में के क्षेत्र में एक सातत्य प्रदान करेगा और अध्ययन के भीतर स्थिरता और सटीकता के अनुकूलन की दिशा में एक कदम के रूप में सेवा और साहित्य में पढ़ाई भर में तुलना सक्षम करें । इसी प्रकार, चूहों सहित अन्य मूषक प्रजातियों में उपयोग के लिए इन प्रोटोकॉल और विधियों का विस्तार किया जा सकता है, हालांकि कुछ परिवर्तन 2,10आवश्यक होंगे । उदाहरण के लिए, फोम ट्यूब में पैर के संयम को स्कैन के दौरान पैर आंदोलन की संभावना को कम करने के लिए टखने शामिल कर सकते हैं । इसके अलावा, पूरा पैर फोम धारक में फिट होगा । इस प्रकार, पैर की उंगलियों के धारक के अंत के बाहर का विस्तार नहीं के रूप में वे करते है जब एक चूहे के पैर सुरक्षित । इसके अलावा माउस के शरीर में चूहे के रूप में लालफीताशाही के साथ ही संयम की आवश्यकता नहीं होती. एक छोटे नाक शंकु स्कैन के दौरान चूहों में संज्ञाहरण को बनाए रखने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । यदि एक छोटे नाक शंकु उपलब्ध नहीं है, एक उपलब्ध नाक शंकु पर एक नाइट्राइल दस्ताने सुरक्षित कर सकते है और एक जगह है कि माउस की नाक फिट जबकि नाक के आसपास एक सील बनाए रखने संज्ञाहरण प्रदान कर सकते है प्रदान करने के लिए दस्ताने में एक छोटा सा चीरा ।
जबकि समीपस्थ टिबिया चूहे में हड्डी सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन की जांच के मुख्य स्थल है, इस तरह के फीमर और काठ का कशेरुकाओं के रूप में अंय कंकाल साइटों की उचित और सुसंगत स्थिति के लिए दिशानिर्देश और जांच की जानी चाहिए के लिए स्थापित साहित्य में संगति । हालांकि, जब भविष्य में काष्ठ कशेरुकाओं की इमेजिंग शामिल अनुसंधान उपक्रम, विचार रीढ़ की इमेजिंग के रूप में किया जाना चाहिए आसपास के अंगों और ऊतकों को विकिरण जोखिम प्रदान करता है ।
The authors have nothing to disclose.
लेखक एक NSERC डिस्कवरी अनुदान (#05573) और कनाडा के लिए नवाचार के लिए फाउंडेशन (#222084) से अनुसंधान धन स्वीकार vivo माइक्रो-सीटी में वित्त पोषण के लिए । W.E. वार्ड हड्डी और मांसपेशियों के विकास में एक कनाडा अनुसंधान कुर्सी है ।
Isoflurane | Fresenius Kabi Animal Health | 108737 | |
Vaporizer | Dispomed | 990-1091-3SINEWA | |
Scavengers/Charcoal Filters | Dispomed | 985-1005-000 | |
Micro-CT Scanner | Bruker microCT | SkyScan 1176 | |
Dental wax | Kerr Dental Laboratory | 623 | |
Foam (Backer Rod) | Rona | CF12086 | 1”x10’ |
Plastic tube | Bruker microCT | SP-3010 | |
Carbon-fiber bed | Bruker microCT | SP-3002 | |
Vet Wrap/Bandage | Dura-Tech | 17473 | |
Ophthalmic Gel | OptixCare | 006CLC-4256 | Antibiotic-free |
Heating pad | Sunbeam | 000731-500-000 |