Summary
Das Ziel dieser Arbeit ist zu beschreiben, ein Protokoll für die Erstellung eine praktische Fett-Wasser-Phantom, die angepasst werden kann, um Phantome mit unterschiedlichen Körperfett Prozentsätze und Volumen zu erzeugen.
Abstract
Wie Bild Fettgewebe neue Techniken entwickelt werden, sind Methoden, um solche Protokolle überprüfen immer wichtiger. Phantome, experimentelle Repliken von einem Gewebe oder Organ von Interesse, bieten eine kostengünstige und flexible Lösung. Jedoch ohne Zugang zu teuer und spezialisierte Ausrüstung, bauen stabile Phantome mit hohem Fett Brüchen (zB., > 50 % Fett Anteil Ebenen wie die im braunen Fettgewebe) kann aufgrund des hydrophoben Charakters von Lipiden schwierig sein. Dieses Werk stellt eine detaillierte, low-cost Protokoll für die Erstellung von 5 x 100 mL Phantome mit Fett Bruchteilen von 0 %, 25 %, 50 %, 75 % und 100 % mit grundlegenden Laborbedarf (Kochplatte, Becher, etc.) und leicht erreichbare Bestandteile (destilliertes Wasser, Agar, wasserlöslich Tensid, Natriumbenzoat, Kontrastmittel Gadolinium-Diethylenetriaminepentacetate (DTPA), Erdnussöl und öllösliche Tensid). Das Protokoll wurde entwickelt, um flexibel zu sein; Es kann verwendet werden, um Phantome mit verschiedenen fetten Fraktionen und eine Vielzahl von Volumes zu erstellen. Phantome, die mit dieser Technik erstellt wurden in der Machbarkeitsstudie ausgewertet, die die Fette Bruchteil Werte Fett-Wasser-Magnetresonanztomographie auf die Zielwerte in den konstruierten Phantoms verglichen. Diese Studie ergab einen Konkordanz Korrelationskoeffizienten von 0.998 (95 % Konfidenzintervall: 0.972-1.00). Zusammenfassend lässt sich sagen belegen diese Studien den Nutzen von Fett Phantome zur Validierung von Fettgewebe bildgebende Verfahren in einer Reihe von klinisch relevanten Gewebe und Organe.
Introduction
Interesse an der Quantifizierung der Fettgewebe und Triglycerid-Inhalte mithilfe bildgebende Verfahren wie Magnetresonanztomographie (MRT), erstreckt sich über viele Bereiche. Forschungsgebiete umfassen die Untersuchung von weißen und braunen Fettgewebe-Depots und ektopische Lagerung von Lipid in Organen und Geweben wie der Leber1, Bauchspeicheldrüse2und Skelettmuskulatur3. Nachdem diese neuartige Techniken für adipöse Quantifizierung entwickelt wurden, werden Methoden benötigt, zu bestätigen, dass bildgebende Parameter für Forschung und klinische Anwendungen gelten.
Phantome, experimentelle Repliken von einem Gewebe oder Organ, sind Low-Cost-, flexible und kontrollierte Tools zur Entwicklung und Validierung von bildgebenden Techniken4. Insbesondere können Phantome konstruiert werden, um bestehen aus Fett und Wasser in einem Verhältnis oder Fett Volumenanteil (FF) vergleichbar mit der des Gewebes der klinischen Interesse. Klinisch, FF Werte in Geweben und Organen können stark variieren: FF im braunen Fettgewebe fällt zwischen 29,7 % und 93.9 %5; die durchschnittliche Leber FF bei Steatose Patienten beträgt 18,1 ± 9,0 %6; Die Bauchspeicheldrüse FF bei Erwachsenen mit einem Risiko für Typ 2 Diabetes liegt zwischen 1,6 % und 22,2 %7; und in einigen Fällen von Krankheit voraus, können Patienten mit Duchenne-Muskeldystrophie FF Werte von fast 90 % in einigen Muskeln8haben.
Da nicht-polaren Moleküle wie Lipide nicht rechtzeitig Lösungen bestehend aus polare Moleküle wie Wasser auflösen, bleibt stabile Phantome zu schaffen, mit einem hohen Ziel FF eine Herausforderung. Für FF bis zu 50 %, viele vorhandene Methoden lässt sich Fett Wasser Phantome9,10,11,12zu erstellen. Andere Methoden, die in der Regel höhere FFs zu erreichen erfordert teure Ausrüstung wie ein Homogenisator oder ein Ultraschall Zelle Disruptor13,14. Obwohl diese Techniken eine Roadmap für hohe FF Phantome bieten, beschränken Ausrüstung Zwänge und unterschiedliche Mengen an experimentellen Details die Bemühungen um reproduzierbare und robuste Fett Wasser Phantome.
Aufbauend auf diese früheren Techniken, entwickelten wir eine Methode, um kostengünstige und stabile Fett Wasser Phantome über eine anpassbare Palette von FF-Werte zu konstruieren. Dieses Protokolldetails die erforderlichen Schritte zum 5 x 100 mL Fett Phantome mit FF-Werte von 0 %, 25 %, 50 %, 75 % und 100 % mit einem einzigen Herdplatte stellen. Es kann leicht eingestellt werden, um verschiedene Mengen (10 bis 200 mL) und Körperfett Prozentsätze (0 bis 100 %) zu erstellen. Die Wirksamkeit der phantom-Technik wurde die Machbarkeit Studie vergleichen Fett-MRI FF Wasserwerte, FF Zielwerte in den konstruierten Phantoms evaluiert.
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Protocol
1. bereiten Sie die Workstation und Materialien
- Alle Labor-Sicherheitsregeln einhalten. Tragen Sie Schutzbrille und Handschuhe. Lesen Sie das Sicherheitsdatenblatt für jede der Reagenzien verwendet und entsprechende Vorkehrungen zu treffen. Überprüfen Sie die Materialien und Ausrüstungsliste, chemische Handhabung und Glaswaren Vorsichtsmaßnahmen.
Achtung: Dieses Protokoll erfordert den Einsatz einer Herdplatte bei hohen Temperaturen. Seien Sie vorsichtig und hitzebeständige Handschuhe beim Umgang mit heißen Behälter und berühren Sie nicht die Oberfläche der Kochplatte. - Deaktivieren Sie den Arbeitsbereich und reinigen Sie die Oberflächen mit einem Desinfektionsmittel. Waschen Sie Ihre Hände und ziehen Sie Handschuhe an.
- Sterilisieren Sie alle Instrumente und die Innenseite der alle Gläser auf das potentielle Risiko einer Kontamination zu reduzieren und erhöhen die Langlebigkeit des Phantoms.
Hinweis: Wenn das Phantom für mehr als ein paar Tage benutzt wird, in regelmäßigen Abständen reinigen Sie die Oberfläche des fertigen Phantom mit Ethanol, Bakterienwachstum zu verhindern.
2. bereiten Sie die Wasserlösung
- Bereiten Sie den Arbeitsbereich für die Wasser-Lösung. Positionieren Sie die folgenden Materialien und Ausrüstung auf der Bank: Schloss, Zylinder, 400 mL-Becherglas, rühren Bar, Skala, 2 X wiegen Boote, Spachtel, 2 x 1,0 mL Spritzen mit Nadel, destilliertes Wasser, Kontrastmittel Gadolinium-Diethylenetriaminepentacetate (DTPA), Wasserlösliches Tensid, Agar und Natriumbenzoat.
Hinweis: Spritzen können mit oder ohne Nadeln verwendet werden. Mit Nadeln wird jedoch verbessert die Genauigkeit der Messung und Splatter verhindern, wenn der Inhalt in Wasser oder Öl Lösungen hinzugefügt werden. - Legen Sie eine Stir Bar in eine 400 mL-Becherglas. Verwenden Sie einen 100 oder 200 mL Schloss Zylinder Messen 300 mL destilliertem Wasser und Gießen das Wasser in den Becher. Stellen Sie den Becher auf die Herdplatte und bei 90 ° C mit einer rühren-Rate von 100 u/min eingestellt.
Hinweis: Hohe Temperaturen werden in diesem Protokoll verwendet, um schnelle Ergebnisse zu erzielen. Da die Lösungen nicht für längere Zeit auf der Herdplatte Links sind, spiegelt die Sollwert Temperatur für die Herdplatte nicht die Temperatur der Lösung. - Verwenden einer kalibrierten Skala zur Messung von 0,30 g Natriumbenzoat in wiegen Boot. Die Wasserlösung Natriumbenzoat hinzufügen.
- Mithilfe einer Spritze um 0,6 mL wasserlösliches Tensid zu messen. Stellen Sie sicher, dass keine Luftblasen vorhanden sind. Halten Sie die Nadel ein paar Millimeter über der Mitte der Lösung, und lassen Sie langsam wasserlösliche Tensid um Splatter an den Wänden des Bechers zu vermeiden los.
- Messen Sie mit einer sauberen Spritze, 0,24 mL des Kontrastmittels Gadolinium-DTPA. Fügen sie den Becher mit der gleichen Technik wie in Schritt 2.4.
Hinweis: Gadolinium-DTPA wird verwendet, um das Phantom MRI Entspannung Eigenschaften diejenigen des Gewebes von Interesse entsprechend anpassen. Der Leser kann die Lautstärke des hinzugefügt Gadolinium-DTPA entsprechend besser die Entspannung Eigenschaften des Gewebes von Interesse. - Messen Sie 9,0 g Agar in ein Boot wiegen. Langsam Löffel Agar mit einem Spatel in das Becherglas mit Wasser.
- Sobald alles Wasser-Lösung hinzugefügt wurde, erhöhen Sie die Herdplatte Temperatur auf 350 ° C und rühren Sie bar Geschwindigkeit auf 1100 u/min für ca. 5-10 min zu Agar schmelzen.
- Um zu überprüfen, ob die Agar geschmolzen ist, kurz entfernen Sie der Wasserlösung von der Herdplatte, stoppen Sie, rühren und überprüfen Sie die Farbe der Lösung. Geschmolzene Agar sollte klar (keine Streamer oder Klumpen) und gelb oder gelb in der Farbe sein.
- Sobald der Agar vollständig geschmolzen ist, eine Spritze verwenden oder ein kleines Fläschchen ca. 3,5 mL der Wasserlösung Gießen. Wenn die Testlösung nicht festgelegt wird oder nach 5-10 min trennt, ist der Agar nicht geschmolzen. Die Herdplatte Temperatur wieder auf 350 ° C erhöhen und weiter die Heizlösung.
- Wiederholen Sie Schritt 2,8 bis Wasserlösung in den Test Fläschchen richtig.
- Lassen Sie die Wasserlösung auf der Herdplatte bei 50 ° C und 100 u/min. Reinigen Sie den Arbeitsbereich und die öllösung vorbereiten.
- Entfernen Sie die folgenden Materialien aus der Bank: Maßstab, 2 x wiegen Boote, Spachtel, 2 x 1,0 mL Spritzen mit Nadel (verwendet), destilliertes Wasser, Kontrastmittel Gadolinium-DTPA, wasserlösliches Tensid, Agar und Natriumbenzoat.
- Positionieren Sie die folgenden Materialien und Ausrüstung auf der Bank: 400 mL-Becherglas (sauber), Stir bar (sauber), 2,0 mL Spritze mit Nadel, Erdnussöl und öllösliche Tensid.
3. die Öllösung
- Legen Sie eine neue Stir Bar in eine saubere 400 mL-Becherglas. Verwenden Sie einen Messzylinder, um 300 mL Erdnussöl zu messen und in das Becherglas gießen. Entfernen Sie den Becher mit Wasser-Lösung und stellen Sie den Öl-Lösung-Becher auf der Herdplatte. Eingestellt auf 90 ° C mit 100 u/min für 1 min rühren.
Hinweis: Erdnuss-Öl wird verwendet, weil es ein ähnliches NMR-Spektrum im Vergleich zu Triglyceriden im menschlichen Fettgewebe15hat.- Nicht unbeaufsichtigt lassen das Öl auf der Herdplatte. Wenn das Öl zu heiß wird und beginnt zu rauchen, von der Herdplatte entfernen und reduzieren Sie die Temperatur vor der Rückkehr des Öls in der Kochplatte.
- 3,0 mL Maß der öllösliche Tensid mit einer sauberen Spritze. Das Becherglas mit der gleichen Technik im Schritt 2.4 beschrieben, öllösliche Tensid hinzufügen. Festlegen der Herdplatte bis 150 ° C und 1100 u/min für 5 min um die Öl-Lösung vollständig zu mischen.
- Nehmen Sie die öllösung Ausschalten der Herdplatte und reinigen Sie den Arbeitsbereich in der Vorbereitung für die Erstellung der Phantom.
- Entfernen Sie die folgenden Materialien aus der Bank: 2,0 mL Spritze mit Nadel (verwendet), Erdnussöl und öllösliche Tensid.
- Positionieren Sie die folgenden Materialien und Ausrüstung auf der Bank: 250-mL-Erlenmeyerkolben, stir bar (sauber), volumetrische Pipetten, volumetrische Pipette Halter und 5 x 120 mL Gläsern.
4. Legen Sie Phantom-Emulsion
- Volumetrische Pipetten für die Wasser und Öl Lösungen vorzubereiten. Pipetten sollten nur mit ihrer jeweiligen Lösung verwendet werden, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden.
- Passen Sie die Größe der Pipette auf das Volumen des Protokolls verwendet wird. Z. B. 2 x 50 mL Volumetrische Pipetten (Wasserlösung 50 mL + 50 mL-Öl-Lösung), erstelle ich eine 100 mL phantom mit einem Ziel FF 50 % Fett.
- Die Warmhalteplatte der Wasserlösung aufsetzen und die Herdplatte bis 300 ° C und 1100 u/min eingestellt. Schalten Sie nach 4-5 min den Rührer aus.
- Mit einer volumetrischen Pipette, überprüfen Sie, ob der Wasserlösung bereit für die Extraktion von teilweise füllen die Pipette mit einer kleinen Menge (5-10 mL) der Lösung und die Freigabe zurück in den Becher. Wenn der Wasserlösung kann leicht entfernt und ohne übermäßige Reste in der Pipette veröffentlicht, gehen Sie zum nächsten Schritt, ansonsten, lassen Sie es auf der Herdplatte und 2-3 min. wieder einchecken.
Hinweis: Die Komponenten der Wasser-Lösung sind anfälliger für Einstellung und trennen, so ist es am besten, die Wasserlösung rühren bzw. so oft wie möglich warm zu halten. Wenn die Wasserlösung ist nicht erwärmt und gerührt vor der Übertragung, werden es sehr schwierig, genaue Mengen aufgrund der Tendenz des Nährbodens zu erstarren beim Abkühlen zu messen. - Fügen Sie eine saubere Stir Bar sorgfältig ein 250-mL-Erlenmeyerkolben hinzu. Nehmen Sie der Wasserlösung von der Herdplatte, Messen Sie die richtige Lautstärke (Tabelle 2) zu und übertragen Sie es auf dem Erlenmeyerkolben.
- Legen Sie die Öl-Lösung auf der Herdplatte und legen bei 90 ° C und 1100 u/min um sicherzustellen, dass die Lösung homogen ist. Entfernen Sie nach 1-2 min die Öl-Lösung von der Herdplatte und ersetzen Sie es mit dem Erlenmeyerkolben.
- Richtige Menge an Öl-Lösung (Tabelle 2) zu messen und die Wasserlösung in den Erlenmeyerkolben langsam hinzufügen.
- Nachdem alle öllösung hinzugefügt wurde, erhöhen Sie die Temperatur auf 300 ° C und pflegen Sie das Rühren bei 1100 u/min. Rühren Sie die kombinierten Lösungen für 4 – 5 min (es sollte sein Wirbel von der Stir Bar). Die Emulsion sollte weiß, mit einer cremigen Textur sein.
- Verwenden Sie einen magnetisches rühren Bar Retriever, um Stir Bar zu entfernen.
Hinweis: Die Stir Bar Retriever sollte verwendet werden, alle zukünftigen Emulsionen rühren Bars entfernt. Zwischen jedem Gebrauch reinigen Sie gründlich. - Verwenden Sie hitzebeständige Handschuhe, um die Mischung in den Erlenmeyerkolben in einem sauberen 120 mL Glas gießen Sie vorsichtig. Den Teig langsam hinunter die Seite der das Glasgefäß, Luftblasen in der Mischung zu verhindern, wenn es abkühlt.
- Reinigen Sie den Erlenmeyerkolben und Stir Bar, dann wiederholen Sie die Schritte 4.2-4.8, die Mengen von Wasser und Öl-Lösungen anpassen, bis alle Phantome erstellt werden.
Hinweis: Stellen Sie sicher, dass das Glas vor der Reinigung kühl ist.
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Representative Results
Wenn der Wasserlösung richtig vorbereitet wurde, sollte eine kleine Menge der Lösung in einer Küvette (Abbildung 1, Links) schnell erstarren. Wenn die Lösung (Abbildung 1, Rechts) trennt, sollte die Lösung wieder (wie in Schritt 3.8 des Protokolls angewiesen) vorbereitet werden. Wenn die Emulsion trennt (Beispiele in Abbildung 2, Links und rechts), das Phantom ist nicht lebensfähig und muss verworfen werden. Wenn dies auftritt, liegt dies meist daran die Emulsion nicht genug Hochtemperatur erreicht hat.
Erfolgreiche Phantome werden erstarren, um eine homogene Mischung zu bilden, die ein Image erstellt und per MRI gemessen werden können. (Abbildung 3). Eine hohe Übereinstimmung der Korrelationskoeffizient (0.998; 95 %-Konfidenzintervall: 0.972-1.00) und die Einbeziehung der Linie der Identität innerhalb der Band 95 % Konfidenzintervall von die Regressionsgeraden schlägt die mittlere MRT beobachtet Fett Signal Bruchteil (FSF) Messwerte ein Region des Interesses an den Bildern unterscheiden nicht wesentlich von den bekannten Werten der FF in den Fett-Wasser-Phantoms (Abbildung 4).
Abbildung 1: Illustration von erstarrt (links) und (rechts) Wasser Lösung Test Fläschchen getrennt. Ein kleiner Test-Fläschchen sollte abgetastet werden, um die Durchführbarkeit der Wasserlösung zu beurteilen. Wenn der Wasserlösung (links) erstarrt, fahren Sie mit dem nächsten Schritt in das phantom konstruktionsprotokoll. Wenn das Wasser Lösung trennt (angegeben durch die zwei Pfeile auf der rechten Fläschchen), die Wasserlösung muss neu vorbereitet werden, bevor es für die Bildung der phantom Emulsion verwendet werden kann.
Abbildung 2: Beispiel für erfolglose phantom Emulsionen. Sichtkontrolle der Phantom ca. 10 min nach dem Gießen um festzustellen, ob die Emulsion richtig eingestellt werden. Falls das Phantom beginnt (Links) zu trennen oder inhomogene (Rechts), müssen die Phantome neu angefertigt werden.
Abbildung 3. Schematische Darstellung einer Reihe von Phantomen und ihre jeweiligen Magnetresonanz-Tomographie (MRT) Ergebnisse. Bilder zeigen leichte Farbunterschiede in den konstruierten Phantoms (0 %, top 25 %, 50 %, 75 % und 100 %;). Proton-Dichte Fett-Signal-Fraktion (FSF) Karten zeigen eine homogene FSF Messung ähnlich wie der Ziel-Fettgehalt (Mitte). Ausgeprägte Randeffekte aufgrund der Abbildungseigenschaften die Glasbehälter sind offensichtlich auf die Grenzen der einzelnen FSF-Karte.
Abbildung 4. Streudiagramm zeigt FSF Messwerte als Funktion der bekannten FF Werten (blaue Punkte). Die schwarze durchgehende Linie gibt Identität. Die blaue gestrichelte Linie zeigt die Linie ausgleichsgerade. Der schattierte Bereich zeigt das 95 % Konfidenzintervall der Schätzungen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 5. Skizze zur Veranschaulichung hohe Niveau Überblick über Protokoll. Oben links des Diagramms zeigt die Zutaten, die Materialien und die Kochplatte Einstellungen für die Vorbereitung der Wasserlösung, und oben rechts auf das Diagramm zeigt die Zutaten, die Materialien und die Kochplatte Einstellungen für die Vorbereitung der öllösung. Unten zeigt die Kochplatte-Einstellungen für die Kombination von Öl und Wasser Lösungen um die Emulsion zu bilden. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
| Menge | Ausrüstung/Material | ||
| 300 mL | Destilliertes Wasser | ||
| 9,0 g | Agar | ||
| 0,6 mL | Wasserlösliches Tensid | ||
| 0,24 mL | Kontrastmittel Gadolinium-DTPA | ||
| 0,3 g | Natriumbenzoat | ||
| 300 mL | Erdnuss-Öl | ||
| 2,0 mL | Öllösliche Surfacant | ||
| 1 * | Kochplatte w / Rührer | ||
| 3 | Rühren Sie bars | ||
| 2 | 400 mL Becher | ||
| 1 | 250-mL-Erlenmeyerkolben | ||
| 2 | Volumetrische 25-mL-Pipette | ||
| 1 | 3,0 mL Spritze | ||
| 2 | 1,0 mL Spritze | ||
| 3 | Spritze-Nadeln | ||
| 1 | Spachtel | ||
| 1 | Skala | ||
| 2 | Boote wiegen | ||
| 5 | 120 mL Gläser | ||
| 1 | Hitzebeständige Handschuhe (Paar) | ||
| 1 | 1-3-DRAM-Fläschchen | ||
| 2 | Volumetrische 50-mL-pipette | ||
| 2 | Volumetrische 75-mL-pipette | ||
Tabelle 1. Menge von Materialien und Ausrüstungen für 5 x 100 mL Phantome (0 %, 25 %, 50 %, 75 % und 100 %).
| Phantom Wasser/Öl-Messungen | ||
| Körperfett-Anteil | Wasser-Lösung | Öl-Lösung |
| 0 % | 100 mL | 0 mL |
| 25 % | 75 mL | 25 mL |
| 50 % | 50 mL | 50 mL |
| 75 % | 25 mL | 75 mL |
| 100 % | 0 mL | 100 mL |
Tabelle 2. Messungen von Öl und Wasser Lösungen für 5 x 100 mL Phantome (0 %, 25 %, 50 %, 75 % und 100 %) zu erstellen.
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Discussion
Wir beschreiben eine robuste Methode um Fett Wasser Phantome geeignet für die Validierung der medizinischen bildgebenden Verfahren zur Quantifizierung von Fettgewebe und Triglycerid Inhalte in Vivozu erstellen. Durch die Schaffung von zwei Stauseen (eine für die Öl-Lösung) und eine für die Wasserlösung, entstanden stabile Phantome mit einer Vielzahl von FF Werte – auch Werte von mehr als 50 % – ohne die Notwendigkeit für teure Ausrüstung. Hohen FF Phantome (> 50 %) bieten das Dienstprogramm, um sicherzustellen, dass bildgebende Verfahren für adipöse Quantifizierung sind gültig für Gewebe oder Organe mit hoher FF Werten wie braunen Fettgewebe5. Die MRI-Schätzungen der FSF waren gut mit den bekannten FF-Werten korreliert.
Wenn nur eine einzelne Herdplatte (wie beschrieben in diesem Protokoll) zur Verfügung steht, ist die Logistik der Aufrechterhaltung der Wärme in jeder Lösung ein vorrangiges Anliegen. Ohne Heizung oder rühren, kann der Wasserlösung abkühlen und erstarren zu beginnen. Um dies zu vermeiden, legen Sie die Wasser-Lösung auf der Herdplatte (< 100 ° C, ~ 100 u/min) wann immer möglich und immer zwischen mischen Phantome. Wichtig ist, sollte das Öl und Wasser-Lösungen gut gemischt werden, wenn jede Lösung extrahiert wird, um das Phantom zu erstellen. Stellen Sie immer die jeweilige Lösung auf der Herdplatte mindestens 30 s (< 100 ° C, ~ 100 u/min) vor dem Extrahieren der Lösung. Im Idealfall sollte separate Heizplatten für die Wasser-Lösung, die öllösung und phantom Emulsion verwendet werden. Die gleichen Schritte wie oben beschrieben, um jede Lösung zu schaffen. Einmal vollständig gemischt, setzen Sie beide Kochplatten auf 50 ° C und 100 u/min. Gefrieren und Ansiedlung zu verhindern. Vor dem Extrahieren der Lösung aus dem Becher, schalten Sie den Rührer aus und warten Sie, bis die Stir Bar Stillstand bewegt.
Während die Präzision und Genauigkeit des Öls auf Wasser-Verhältnis in der Emulsion ist von entscheidender Bedeutung, erlauben die Messungen der einzelnen Komponenten in Öl und Wasser-Lösungen für mehr Flexibilität. Bei ihrer Gründung ist die MRI beobachtet FSF ein Maß für "Fett" versus "fettfreie" Signale des Gesamtvolumens; Daher kann "fettfreie" eine Verbindung, die zu dem Bild Signalintensität (Wasser, Agar, Tensid, etc.) beiträgt. Wir beraten noch messen die Wasser und Öl Lösungskomponenten so genau wie möglich, da diese Verhältnisse gefunden wurden, um die stabile und wiederholbare Phantome zu erstellen. Geringe Abweichungen von der Höhe des Nährbodens in der Wasserlösung (zB., 8,9 statt 9,0 g), jedoch sollte keine Auswirkungen auf die gesamte FF der Emulsion wenn das Öl in Wasser-Lösungs-Verhältnis beibehalten wird. Die Messung der Volumina von Wasser und Öl Lösungen oberhalb der Raumtemperatur kann auch ein kleiner Fehler aufgrund der Auswirkungen der thermischen Ausdehnung auf das Volumen der einzelnen Komponenten führen. Berücksichtigung der berücksichtigen der Volumetrische Temperatur Ausdehnungskoeffizienten von Wasser und Öl in ihren dichten16,17und der relativ kleine Änderung in der Temperatur zum Ausdruck kommen, schätzen wir die Fehler des gesamten FF durch thermische Erweiterung auf weniger als 0,5 % betragen. Wir beachten Sie auch die Möglichkeit, dass die Relaxivity von Gadolinium-DTPA für Wasser und Lipiden abweichen kann. Wenn ja, und je nach Reihenfolge pulsparameter, könnte die quantitative Genauigkeit der Messungen MRI FSF vermindert werden. Auch variieren die MRT beobachtet FSF mit dem spektralen Modell verwendet, um die Daten zu analysieren.
Obwohl die Methode beschrieben hier wurde nur verwendet, um Phantome zwischen 10 mL und 200 mL zu machen, die Technik kann verwendet werden, um kleinere oder größere Volumen Phantome zu produzieren. Insbesondere ist es schwierig, die Datenmengen extrahieren < 10 mL aus den Lagerstätten aufgrund der Viskosität der Lösungen. Kleines Volumen Phantome, erfordern daher überschüssige Emulsion aus, um die gewünschte Lautstärke um die FF Genauigkeit der letzte Phantom zeichnen. Beispielsweise erfordert eine phantom mit einem 10 %-Ziel FF 10 mL eine 10 mL-Extraktion aus einer 100 mL-Emulsion. Bei der Erstellung großer Phantome (> 100 mL), die Größe der Stir Bar und Glaswaren skaliert werden muss bis zusammen (und das Verhältnis der Lösung für Glaswaren Kapazität) einen Wirbel in der Projektmappe erstellen, wenn der Rührer auf > 500 u/min eingestellt ist. Die Emulsion wahrscheinlich erreichen nicht Homogenität ohne einen Wirbel.
Angesichts der Komplexität der Schaffung hoher FF Phantome, eventuell kleine Abweichungen von dem Protokoll eine tiefgreifende Wirkung auf die Stabilität und Qualität der endgültigen Phantom. Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Höhe und Feuchtigkeit, können verändern die phantom Herstellungsverfahren in einem uneinheitlich und beeinträchtigen das Endprodukt. Zwischenkontrollen der Wasser-Lösung bieten Möglichkeiten zu erkennen und diese möglichen Auswirkungen zu mildern. Es ist jedoch möglich, dass auch mit strenge Aufmerksamkeit auf die Protokolldetails, das letzte Phantom trennen kann, und der Prozess muss wiederholt werden.
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Disclosures
Die Autoren erklären, dass die Forschung in Ermangelung jeder kommerziellen oder finanziellen Beziehung geführt wurde, die als ein potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnte.
Acknowledgments
Finanzielle Unterstützung für diese Forschung zur Verfügung die National Institutes of Health (NIH) und National Institute of Diabetes und Magen-Darm und Niere-Krankheiten (NIDDK gestellt wurde) / NIH R01-DK-105371. Wir danken Dr. Houchun (Harry) Hu für Hinweise und Anregungen an Fett Wasser phantom Schöpfung.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Distilled Water | Amazon | B000P9BY38 | Base of water solution |
| Agar | Sigma Aldrich Incorporated | A1296-100G | Gelling agent |
| Water-Soluble Surfactant | Sigma Aldrich Incorporated | P1379-500ML | Surfactant/emulsifying agent |
| Gadolinium-DTPA Contrast Agent | Bayer Healthcare | 50419-0188-01 | Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent. |
| Sodium Benzoate | Sigma Aldrich Incorporated | 71300-250G | Preservative |
| Peanut Oil | Amazon | 54782-LOU | Base of oil solution |
| Oil-Soluble Surfactant | Sigma Aldrich Incorporated | S6760-250ML | Surfactant/emulsifying agent |
| Hotplate w/ Stirrer | Fisher Scientific | 07-770-152 | |
| Stir bars (Egg-Shaped) | Sigma Aldrich Incorporated | Z127116-1EA | |
| 400 mL Beaker | Sigma Aldrich Incorporated | CLS1003400-48EA | |
| 250 mL Erlenmeyer Flask | Sigma Aldrich Incorporated | CLS4450250-6EA | |
| 25 mL Glass Volumetric Pipette | Fisher Scientific | 13-650-2P | Quantity = 2 |
| 50 mL Glass Volumetric Pipette | Fisher Scientific | 13-650-2S | Quantity = 2 |
| 75 mL Glass Volumetric Pipette | Fisher Scientific | 13-650-2T | Quantity = 2 |
| 3.0 mL Syringe | Sigma Aldrich Incorporated | Z248002-1PAK | |
| 1.0 mL Syringe | Sigma Aldrich Incorporated | Z230723-1PAK | |
| Spatula | Sigma Aldrich Incorporated | S3897-1EA | |
| Scale (100g X 0.01g Resolution) | Amazon | AWS-100-BLK | |
| Weigh Boats | Sigma Aldrich Incorporated | Z740499-500EA | |
| 120 mL Glass Jars | McMaster Carr Supply Co | 3801T73 | |
| Heat Resistant Gloves (pair) | Amazon | B075GX43MN | |
| Syringe Needles | Sigma Aldrich Incorporated | Z192341-100EA | |
| 18" stir bar retriver | Fisher Scientific | 14-513-70 | |
| 1 Dram Clear Glass Vial | Fisher Scientific | 03-339-25B |
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