Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Fantasmi di grasso-acqua per la convalida di risonanza magnetica: un protocollo flessibile e scalabile

Published: September 7, 2018 doi: 10.3791/57704

Summary

Lo scopo di questo lavoro è di descrivere un protocollo per la creazione di un pratico grasso-acqua fantasma che possa essere personalizzato per produrre fantasmi con percentuali variabili di grasso e volumi.

Abstract

Mentre al tessuto adiposo immagine vengono sviluppate nuove tecniche, metodi per convalidare tali protocolli stanno diventando sempre più importante. Fantasmi, repliche sperimentali di un tessuto o organo di interesse, fornire una soluzione a basso costo, flessibile. Tuttavia, senza accesso ad attrezzature costose e specializzate, costruzione stabili fantasmi con alte frazioni di grasso (ad es., > livelli 50% frazione grassa come quelli visti in tessuto adiposo marrone) può essere difficile dovuto la natura idrofobica dei lipidi. Questo lavoro presenta un protocollo dettagliato, a basso costo per la creazione di fantasmi di 5 x 100 mL con grasse frazioni di 0%, 25%, 50%, 75% e 100% utilizzando componenti facilmente accessibili (acqua distillata, agar, solubile in acqua e forniture di base del laboratorio (piastra, bicchieri, ecc.) tensioattivo, benzoato di sodio, agente di contrasto gadolinio-diethylenetriaminepentacetate (DTPA), olio di arachidi e tensioattivo solubile nell'olio). Il protocollo è stato progettato per essere flessibile; può essere utilizzato per creare fantasmi con diverse frazioni di grasso e una vasta gamma di volumi. Fantasmi creati con questa tecnica sono stati valutati nello studio di fattibilità che rispetto i valori di frazione grassa da imaging a risonanza magnetica di grasso-acqua per i valori di destinazione nei fantasmi costruiti. Questo studio ha prodotto un coefficiente di correlazione concordanza di 0,998 (intervallo di confidenza 95%: 0,972-1.00). In sintesi, questi studi dimostrano l'utilità dei fantasmi di grasso per la convalida di tessuto adiposo, tecniche di imaging in tutta una gamma di organi e tessuti clinicamente rilevanti.

Introduction

Interesse nella quantificazione del tessuto adiposo e trigliceridi contenuti utilizzando modalità di imaging, come la formazione immagine a risonanza magnetica (MRI), si estende in molti campi. Aree di ricerca includono l'indagine dei depositi di tessuto adiposo bianco e Bruno e deposito ectopico del lipido in organi e tessuti quali il fegato1, pancreas2e muscolo scheletrico3. Queste nuove tecniche per la quantificazione adiposi sono sviluppati, i metodi sono necessari per confermare che parametri di imaging sono validi per la ricerca e applicazioni cliniche.

Fantasmi, repliche sperimentali di un tessuto o organo, fornire uno strumento di basso costo, flessibile e controllato per sviluppare e validare imaging tecniche4. In particolare, i fantasmi possono essere costruiti per consistono di grasso e acqua in un rapporto o grasso frazione di volume (FF) paragonabile a quella del tessuto di interesse clinico. Clinicamente, i valori di FF in tessuti e organi possono variare ampiamente: FF in tessuto adiposo marrone cade tra il 29,7% e 93,9%5; il fegato medio FF in pazienti di steatosi è 18,1 ± 9,0%6; la FF del pancreas negli adulti a rischio per le gamme di diabete di tipo 2 tra 1,6% e 22,2%7; e in alcuni casi della malattia avanzata, pazienti con distrofia muscolare di Duchenne possono avere valori di FF di quasi il 90% in alcuni muscoli8.

Perché le molecole non polari quali i lipidi non si dissolvono bene in soluzioni composte da molecole polari come l'acqua, creando fantasmi stabili con un target alto FF rimane impegnativo. Per FF fino al 50%, molti metodi esistenti possono essere utilizzati per creare acqua grasso fantasmi9,10,11,12. Altri metodi che ottenere maggiore FFs in genere richiedono attrezzature costose come un omogeneizzatore o una cella ultrasonica disruptor13,14. Anche se queste tecniche forniscono una tabella di marcia per alti fantasmi di FF, vincoli di attrezzature e diverse quantità di dettagli sperimentali limitare gli sforzi per creare fantasmi acqua grasso riproducibile e robusto.

Sulla base di queste tecniche precedenti, abbiamo sviluppato un metodo per costruire fantasmi acqua grassa conveniente e stabile attraverso un valori di gamma personalizzabile di FF. Questo protocollo dettagli i passaggi necessari per fare 5 x 100 mL di grassi fantasmi con valori FF di 0%, 25%, 50%, 75% e 100% utilizzando una singola piastra. Può essere regolato facilmente per creare vari volumi (10-200 mL) e percentuale di grasso (da 0 a 100%). L'efficacia della tecnica fantasma è stata valutata in valori MRI FF di fattibilità Studio confrontando grasso-acqua ai valori obiettivo FF nei fantasmi costruiti.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. preparare le Workstation e i materiali

  1. Rispettare tutte le regole di sicurezza di laboratorio. Indossare guanti e occhiali di protezione. Leggi il foglio di dati materiale di sicurezza per ciascuno dei reagenti utilizzati e prendere le opportune precauzioni. Esaminare i materiali ed elenco delle attrezzature, procedure di manipolazione di prodotti chimici e cristalleria precauzioni.
    Attenzione: Questo protocollo richiede l'uso di una piastra riscaldante a temperature elevate. Usare cautela e indossare guanti resistenti al calore quando interagendo con contenitori a caldo e non toccare la superficie della piastra riscaldante.
  2. Cancellare l'area di lavoro e pulire le superfici con un disinfettante. Lavarsi le mani e mettiti i guanti.
  3. Sterilizzare tutti gli strumenti e la parte interna di tutti i vasi di vetro per ridurre il potenziale rischio di contaminazione e aumentare la longevità del fantasma.
    Nota: Se il fantasma verrà utilizzato per più di un paio di giorni, pulire periodicamente la superficie del phantom completato con etanolo per prevenire la crescita batterica.

2. preparare la soluzione di acqua

  1. Preparare l'area di lavoro per la soluzione di acqua. Posizionare i seguenti materiali e attrezzature in panchina: laureato cilindro, becher da 400 mL, ancoretta, scala, 2 x pesare barche, spatola, 2 x 1,0 mL siringhe con ago, acqua distillata, agente di contrasto gadolinio-diethylenetriaminepentacetate (DTPA), tensioattivo solubile in acqua, agar e benzoato di sodio.
    Nota: Siringhe possono essere utilizzati con o senza aghi. Tuttavia, usando gli aghi sarà migliorare la precisione della misurazione e aiutare a prevenire splatter quando i contenuti vengono aggiunti alle soluzioni acqua o olio.
  2. Posto un ancoretta in un becher da 400 mL. Utilizzare un cilindro graduato da mL 100 o 200 per misurare 300 mL di acqua distillata e versare l'acqua nel contenitore. Porre il becher su piastra riscaldante e fissato a 90 ° C con un tasso di mescolare di 100 giri/min.
    Nota: Alte temperature vengono utilizzate nel presente protocollo per ottenere risultati rapidi. Perché le soluzioni non sono lasciate sulla piastra riscaldante per lunghi periodi di tempo, la temperatura di set point per la piastra non riflette la temperatura della soluzione.
  3. Utilizzare una scala calibrata per misurare 0,30 g di benzoato di sodio in una barca di pesare. Aggiungere alla soluzione di acqua benzoato di sodio.
  4. Utilizzare una siringa per misurare 0,6 mL del tensioattivo solubile in acqua. Assicurarsi che non vi siano senza bolle d'aria. Tenere l'ago a pochi millimetri sopra il centro della soluzione e rilasciare lentamente il tensioattivo solubile in acqua per evitare schizzi sulle pareti del bicchiere.
  5. Misurare con una siringa pulita 0,24 mL del mezzo di contrasto gadolinio-DTPA. Aggiungere il becher, usando la stessa tecnica come descritto al punto 2.4.
    Nota: Gadolinio-DTPA è utilizzato per regolare le proprietà di rilassamento di MRI di phantom affinché corrispondano a quelle del tessuto di interesse. Il lettore può regolare il volume di gadolinio-DTPA aggiunto per meglio corrispondere alle proprietà di rilassamento del tessuto di interesse.
  6. Misura 9,0 g di agar in una barca di pesare. Versate lentamente l'agar con una spatola nel becher con acqua.
  7. Una volta che tutto è stato aggiunto alla soluzione di acqua, aumentare la temperatura della piastra riscaldante a 350 ° C e mescolare bar a 1100 rpm per 5-10 minuti sciogliere l'agar.
    1. Per verificare se l'agar è sciolto, brevemente rimuovere la soluzione di acqua dalla piastra riscaldante, smettere di mescolare e controllare il colore della soluzione. Agar fuso dovrebbe essere chiaro (senza stelle filanti o ciuffi) e giallo o colore ambrato.
  8. Una volta che l'agar è completamente fuso, utilizzare una siringa o versare circa 3,5 mL della soluzione acquosa in una fialetta. Se la soluzione di test non imposta o separa dopo 5-10 min, l'agar non è sciolto. Aumentare la temperatura della piastra riscaldante a 350 ° C e continuare a riscaldare la soluzione.
  9. Ripetere il passaggio 2.8 fino alla soluzione dell'acqua nei set di fiala test correttamente.
  10. Lasciare la soluzione di acqua sulla piastra calda a 50 ° C e 100 giri/min. Pulire lo spazio di lavoro e preparare per la soluzione di olio.
    1. Rimuovere i seguenti materiali dalla panchina: scala, 2x pesare barche, spatola, 2 x 1,0 mL siringhe con ago (usato), acqua distillata, agente di contrasto gadolinio-DTPA, tensioattivo solubile in acqua, agar e benzoato di sodio.
    2. Posizionare i seguenti materiali e attrezzature in panchina: becher da 400 mL (pulito), ancoretta (pulito), 2,0 mL siringa con ago, olio di arachidi e tensioattivo solubile nell'olio.

3. olio soluzione

  1. Inserire una nuova barra per l'agitazione in un becher pulito 400 mL. Utilizzare un cilindro graduato per misurare 300 mL di olio di arachidi e versare nel contenitore. Rimuovere il recipiente contenente la soluzione di acqua e porre il becher di soluzione di olio sulla piastra riscaldante. Impostare a 90 ° C con un tasso di mescolare di 100 giri/min per 1 min.
    Nota: l'olio di arachide viene utilizzato perché ha uno spettro di risonanza magnetica nucleare simile rispetto ai trigliceridi nel tessuto adiposo umano15.
    1. Non lasciare l'olio sul fornello incustodito. Se l'olio si surriscalda e inizia a fumare, rimuoverlo dalla piastra riscaldante e ridurre la temperatura prima di tornare l'olio alla piastra.
  2. Misura 3,0 mL del tensioattivo solubile nell'olio con una siringa pulita. Utilizzando la stessa tecnica descritta al punto 2.4, aggiungere il tensioattivo solubile nell'olio il becher. Impostare la piastra di cottura a 150 ° C e 1100 giri/min per 5 min miscelare completamente la soluzione di olio.
  3. Prendere la soluzione dell'olio fuori la piastra riscaldante e pulire l'area di lavoro in preparazione per la creazione del fantasma.
    1. Rimuovere i seguenti materiali dalla panchina: 2,0 mL siringa con ago (usato), olio di arachidi e tensioattivo solubile nell'olio.
    2. Posizionare i seguenti materiali e attrezzature in panchina: mescolare 250 mL flacone erlenmeyer, bar (pulito), pipette volumetriche, titolare di pipetta volumetrica e barattoli di vetro 5 x 120 mL.

4. creare emulsione fantasma

  1. Preparare pipette volumetriche per le soluzioni di acqua e olio. Pipette devono essere utilizzati solo con la loro rispettiva soluzione per evitare la contaminazione incrociata.
    1. Corrisponde alla dimensione della pipetta per il volume utilizzato nel protocollo. Ad esempio, utilizzare pipette volumetriche 2 x 50 mL (50 mL di soluzione di acqua + 50 mL di soluzione di olio) per creare un 100ml fantasma con un obiettivo FF del 50% di grassi.
  2. Posizionate la soluzione di acqua sulla piastra e impostare la piastra a 300 ° C e 1100 giri/min. Dopo 4-5 min, spegnere l'agitatore.
  3. Utilizzando una pipetta volumetrica, controllare se la soluzione dell'acqua è pronta per l'estrazione parzialmente riempire la pipetta con una piccola quantità (5-10 mL) della soluzione e rilasciando nuovamente dentro il bicchiere. Se la soluzione di acqua può essere facilmente rimosso e rilasciata senza eccessiva resti nella pipetta, passare al passaggio successivo, in caso contrario, lasciarlo sulla piastra riscaldante e controllare di nuovo in 2-3 min.
    Nota: I componenti della soluzione acquosa sono più suscettibili di impostazione e di separazione, quindi è meglio tenere la soluzione di acqua calda più spesso possibile e/o agitazione. Se la soluzione di acqua non è scaldata e mescolata prima del trasferimento, sarà molto difficile da misurare volumi precisi a causa della tendenza di agar per coagulare quando raffreddato.
  4. Aggiungere con cautela un'ancoretta pulito in una beuta da 250 mL. Prendere la soluzione di acqua fuori la piastra, misurare un volume adeguato (tabella 2) e trasferirlo nel matraccio di Erlenmeyer.
  5. Posizionate la soluzione dell'olio sulla piastra e impostare a 90 ° C e 1100 giri/min per assicurare che la soluzione sia omogenea. Dopo 1-2 min, rimuovere la soluzione di olio dalla piastra e sostituirlo con il matraccio di Erlenmeyer.
  6. Misurare la giusta quantità di soluzione di olio (tabella 2) e aggiungere lentamente la soluzione di acqua nella beuta.
  7. Dopo aver aggiunto tutte le soluzione di olio, aumentare la temperatura a 300 ° C e mantenere l'agitazione a 1100 giri/min. Mescolare le soluzioni combinate per 4-5 min (dovrebbe esserci un vortice dall'ancoretta). L'emulsione deve essere bianco, con una consistenza cremosa.
  8. Utilizzare un documentalista di barra magnetica per rimuovere la barra per l'agitazione.
    Nota: Il documentalista di stir bar dovrebbe essere utilizzato per rimuovere le barre di mescolare da tutti i futuri emulsioni. Pulire accuratamente tra ogni uso.
  9. Utilizzare guanti resistenti al calore per attentamente versare il composto nella beuta in un barattolo di vetro pulito 120 mL. Versare lentamente lungo il lato del vaso di vetro per prevenire bolle nella miscela come si raffredda.
  10. Pulire la beuta e ancoretta, quindi ripetere i passaggi 4.2-4.8, regolando la quantità di soluzioni di acqua e olio, fino a quando tutti i fantasmi vengono creati.
    Nota: Assicurarsi che il vetro è raffreddare prima di pulirlo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Se la soluzione dell'acqua è stata preparata correttamente, una piccola quantità della soluzione dovrebbe congelare rapidamente in una fiala di test (Figura 1, sinistra). Se la soluzione separa (Figura 1, destra), la soluzione deve essere preparata nuovamente (come indicato nel passaggio 3.8 del protocollo). Se l'emulsione separa (esempi in Figura 2, sinistra e destra), il fantasma non è valido e deve essere eliminato. In questo caso, è solitamente perché l'emulsione non ha raggiunto una temperatura abbastanza elevata.

Fantasmi di successo saranno coagularsi per formare un impasto omogeneo, che può essere imaged e misurato tramite MRI. (Figura 3). Un coefficiente di correlazione di alta concordanza (0,998; intervallo di confidenza 95%: 0,972-1.00) e l'inclusione della linea di identità all'interno della banda di confidenza del 95% della retta di regressione suggerisce i valori di frazione (FSF) media osservata MRI grasso segnale misurati in un regione di interesse per le immagini non hanno differito significativamente dai valori noti FF nei fantasmi di grasso-acqua (Figura 4).

Figure 1
Figura 1. Illustrazione di fortissima (a sinistra) e separati (a destra) acqua flaconcini di soluzione test. Un flaconcino di piccolo test deve essere campionato per valutare la fattibilità della soluzione acquosa. Se la soluzione di acqua congela (a sinistra), procedere con il passo successivo nel protocollo di costruzione fantasma. Se l'acqua soluzione separa (indicata dalle due frecce sul flacone giusto), la soluzione di acqua deve re-essere preparati prima che può essere utilizzato per la formazione dell'emulsione fantasma.

Figure 2
Figura 2. Esempio di emulsioni fantasma infruttuosi. Ispezionare visivamente il fantasma circa 10 min dopo aver versato per determinare se l'emulsione verrà impostato correttamente. Se il fantasma comincia a separare (sinistra) o appare disomogeneo (adestra), i fantasmi devono essere rifatto.

Figure 3
Figura 3. Rappresentazione schematica di una gamma di fantasmi e i loro risultati rispettivi imaging a risonanza magnetica (MRI). Le immagini mostrano differenze di colore leggermente nei fantasmi costruiti (0%, 25%, 50%, 75% e 100%; in alto). Mappe di densità del protone grasso-segnale-frazione (FSF) rivelano una misurazione di FSF omogenea simile al tenore di materia grassa di destinazione (al centro). Effetti di bordo distinti a causa della proprietà di imaging dei contenitori di vetro sono evidenti sui bordi di ogni mappa FSF.

Figure 4
Figura 4. Scatterplot visualizzando FSF valori misurati in funzione di valori noti di FF (punti blu). La linea continua nera indica l'identità. La linea blu tratteggiata indica la retta di regressione. L'area ombreggiata indica l'intervallo di confidenza del 95% delle stime. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5. Schizzo che illustrano panoramica alta livello di protocollo. Alto a sinistra del diagramma Mostra gli ingredienti, materiali e impostazioni di piastra per preparare la soluzione di acqua e alto a destra del diagramma Mostra gli ingredienti, materiali e impostazioni di piastra per preparare la soluzione di olio. La parte inferiore mostra le impostazioni di piastra per combinare le soluzioni di olio e acqua per formare l'emulsione. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Quantità Attrezzature/materiali
300 mL Acqua distillata
9,0 g Agar
0,6 mL Tensioattivo solubile in acqua
0,24 mL Agente di contrasto gadolinio-DTPA
0,3 g Benzoato di sodio
300 mL Olio di arachidi
2.0 mL Olio-solubile Surfacant
1 * Piastra riscaldante con agitatore
3 Mescolare bar
2 bicchiere da 400 mL
1 Beuta da 250 mL
2 Pipetta volumetrica 25ml
1 3,0 mL siringa
2 1,0 mL siringa
3 Aghi siringhe
1 Spatola
1 Scala
2 Pesare le barche
5 Barattoli di vetro 120ml
1 Guanti resistenti al calore (coppia)
1 1-3 dram flaconcino
2 pipetta volumetrica 50 mL
2 pipetta volumetrica 75ml

Tabella 1. Quantità di materiali e strumenti necessari per fantasmi 5 x 100 mL (0%, 25%, 50%, 75% e 100%).

Misure fantasma acqua/olio
Percentuale di grasso Soluzione di acqua Soluzione di olio
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

Tabella 2. Misurazioni delle soluzioni di acqua e olio per creare fantasmi 5 x 100 mL (0%, 25%, 50%, 75% e 100%).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Descriviamo un metodo affidabile per creare fantasmi acqua grasso adatto per convalidare le tecniche di imaging mediche utilizzate per quantificare il contenuto del trigliceride e del tessuto adiposo in vivo. Creando due serbatoi (uno per la soluzione di olio) e uno per la soluzione di acqua, fantasmi stabili con una varietà di valori FF – compresi i valori superiori al 50% – sono stati costruiti senza bisogno di costose attrezzature. Fantasmi di FF alti (> 50%) forniscono l'utilità affinché le tecniche di imaging per quantificazione adiposi sono validi per tessuti o organi con elevati valori di FF, come il tessuto adiposo marrone5. Le stime di MRI della FSF sono stati ben correlate con i valori noti di FF.

Quando solo una singola piastra è disponibile (come descritto in questo protocollo), la logistica di mantenendo il calore in ogni soluzione è una preoccupazione primaria. Senza riscaldamento o mescolando, la soluzione di acqua può raffreddare e cominciare a coagularsi. Per evitare questo, posizionate la soluzione di acqua sulla piastra (< 100 ° C, ~ 100 giri/min) quando possibile e sempre tra fantasmi di miscelazione. D'importanza, l'olio e l'acqua soluzioni dovrebbero essere ben mescolate quando ogni soluzione viene estratta per creare il fantasma. Posizionate sempre la rispettiva soluzione sulla piastra per almeno 30 s (< 100 ° C, ~ 100 giri/min) prima di estrarre la soluzione. In un caso ideale, piastre di cottura separate da utilizzarsi per la soluzione di acqua, la soluzione dell'olio e l'emulsione fantasma. Seguire la stessa procedura come descritto in precedenza per creare ogni soluzione. Una volta completamente miscelato, impostare entrambi fornelli a 50 ° C e 100 giri/min per evitare congelamento e sedimentazione. Prima di estrarre la soluzione dal Becher, spegnere l'agitatore e attendere che l'ancoretta sia completamente fermato.

Mentre la precisione e l'accuratezza dell'olio a rapporto acqua in emulsione è fondamentale, le misurazioni di ogni componente nelle soluzioni di acqua e olio consentono maggiore flessibilità. Alla sua fondazione, la FSF MRI-osservata è una misura di "grasso" versus "senza grassi" segnali del volume totale; Pertanto, "senza grassi" possono essere qualsiasi composto che contribuisce all'intensità del segnale di immagine (acqua, agar, tensioattivo, ecc.). Consigliamo ancora più accuratamente possibile, i componenti di soluzione di acqua e olio di misura come quelle proporzioni sono stati trovati per creare i fantasmi più stabili e ripetibili. Piccole deviazioni della quantità di agar in soluzione acquosa (ad es., 8,9 invece di 9,0 g), tuttavia, non dovrebbe pregiudicare la FF complessiva dell'emulsione se l'olio acqua soluzione rapporto viene mantenuto. La misura dei volumi delle soluzioni di acqua e olio sopra la temperatura ambiente può anche provocare un piccolo errore dovuto gli effetti della dilatazione termica del volume di ogni componente. Tenendo conto della temperatura volumetrica coefficienti di espansione dell'acqua e olio, come riflessa in loro densità16,17e la relativamente piccola variazione di temperatura, stimiamo l'errore del generale FF dovuto thermal espansione di essere inferiore allo 0,5%. Notiamo anche la possibilità che il relaxivity di gadolinio-DTPA per acqua e lipidi possono differire. Se così e a seconda dei parametri di sequenza di impulso, dell'accuratezza quantitativa delle misurazioni MRI FSF potrebbe essere ridotta. La FSF MRI-osservato può anche variare con il modello spettrale utilizzato per analizzare i dati.

Anche se il metodo descritto qui è stato utilizzato solo per rendere fantasmi tra 10 mL e 200 mL, la tecnica può essere utilizzata per produrre fantasmi di volume più piccolo o più grande. In particolare, è difficile da estrarre volumi di < 10 mL dai serbatoi a causa della viscosità delle soluzioni. Fantasmi di piccolo volume, di conseguenza, richiedono emulsione in eccesso da cui attingere il volume desiderato per mantenere la precisione di FF del fantasma finale. Ad esempio, un fantasma con un obiettivo del 10% FF 10ml richiede un'estrazione 10 mL da un'emulsione di 100 mL. Durante la creazione di fantasmi di grandi dimensioni (> 100 mL), la dimensione della barra per l'agitazione e cristalleria dovrà essere scalata insieme (e il rapporto di soluzione alla capacità di cristalleria) per creare un vortice nella soluzione quando l'agitatore è impostato su > 500 giri/min. L'emulsione probabilmente non raggiungerà omogeneità senza un vortice.

Data la complessità della creazione di fantasmi FF alti, piccole deviazioni dal protocollo possono avere un effetto profondo sulla stabilità e la qualità del fantasma finale. Condizioni ambientali, quali temperatura ambiente, altitudine e l'umidità, possono influenzare negativamente il prodotto finale e alterare il processo di preparazione fantasma in modo incoerente. Controlli intermedi della soluzione acquosa offrono l'opportunità di rilevare e mitigare questi effetti possibili. Tuttavia, è possibile che anche con rigorosa attenzione per i dettagli del protocollo, il fantasma finale può separare, e il processo dovrà essere ripetuto.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di qualsiasi rapporto commerciale o finanziario che potrebbe essere interpretato come un potenziale conflitto di interessi.

Acknowledgments

Sostegno finanziario per questa ricerca è stata fornita il National Institutes of Health (NIH) e Istituto nazionale di diabete e digestivo e malattie renali (NIDDK) / NIH R01-DK-105371. Grazie Dr. Houchun (Harry) Hu per consigli e suggerimenti su creazione fantasma acqua grassa.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Franz, D., et al. Association of proton density fat fraction in adipose tissue with imaging-based and anthropometric obesity markers in adults. Int J Obes. , 1-8 (2017).
  2. Chai, J., et al. MRI chemical shift imaging of the fat content of the pancreas and liver of patients with type 2 diabetes mellitus. Exp Ther Med. 11 (2), 476-480 (2016).
  3. Hogrel, J. Y., et al. NMR imaging estimates of muscle volume and intramuscular fat infiltration in the thigh: variations with muscle, gender, and age. Age (Omaha). 37 (3), 1-11 (2015).
  4. Hoskins, P. R. Simulation and Validation of Arterial Ultrasound Imaging and Blood Flow. Ultrasound Med Biol. 34 (5), 693-717 (2008).
  5. Hu, H. H., Perkins, T. G., Chia, J. M., Gilsanz, V. Characterization of human brown adipose tissue by chemical-shift water-fat MRI. Am J Roentgenol. 200 (1), 177-183 (2013).
  6. d'Assignies, G., et al. Noninvasive quantitation of human liver steatosis using magnetic resonance and bioassay methods. Eur Radiol. 19 (8), 2033-2040 (2009).
  7. Schwenzer, N. F., et al. Quantification of pancreatic lipomatosis and liver steatosis by MRI: comparison of in/opposed-phase and spectral-spatial excitation techniques. Invest Radiol. 43 (5), 330-337 (2008).
  8. Wokke, B. H., et al. Quantitative MRI and strength measurements in the assessment of muscle quality in Duchenne muscular dystrophy. Neuromuscul Disord. 24 (5), 409-416 (2014).
  9. Fischer, M. A., et al. Liver Fat Quantification by Dual-echo MR Imaging Outperforms Traditional Histopathological Analysis. Acad Radiol. 19 (10), 1208-1214 (2012).
  10. Hayashi, T., et al. Influence of Gd-EOB-DTPA on proton density fat fraction using the six-echo Dixon method in 3 Tesla magnetic resonance imaging. Radiol Phys Technol. , (2017).
  11. Hines, C. D. G., Yu, H., Shimakawa, A., McKenzie, C. A., Brittain, J. H., Reeder, S. B. T1 independent, T2* corrected MRI with accurate spectral modeling for quantification of fat: Validation in a fat-water-SPIO phantom. J Magn Reson Imaging. 30 (5), 1215-1222 (2009).
  12. Fukuzawa, K., et al. Evaluation of six-point modified dixon and magnetic resonance spectroscopy for fat quantification: a fat-water-iron phantom study. Radiol Phys Technol. , 1-10 (2017).
  13. Bernard, C. P., Liney, G. P., Manton, D. J., Turnbull, L. W., Langton, C. M. Comparison of fat quantification methods: A phantom study at 3.0T. J Magn Reson Imaging. , (2008).
  14. Poon, C., Szumowski, J., Plewes, D., Ashby, P., Henkelman, R. M. Fat/Water Quantitation and Differential Relaxation Time Measurement Using Chemical Shift Imagin Technique. Magn Reson Imaging. 7 (4), 369-382 (1989).
  15. Yu, H., Shimakawa, A., Mckenzie, C. a, Brodsky, E., Brittain, J. H., Reeder, S. B. Multi-Echo Water-Fat Separation and Simultaneous R2* Estimation with Multi-Frequency Fat Spectrum Modeling. Spectrum. 60 (5), 1122-1134 (2011).
  16. Peri, C. The extra-virgin olive oil handbook. , John Wiley & Sons, Ltd. Chichester, UK. (2014).
  17. Kell, G. S. Density, Thermal Expansivity, and Compressibility of Liquid Water from 0° to 150°C: Correlations and Tables for Atmospheric Pressure and Saturation Reviewed and Expressed on 1968 Temperature Scale. J Chem Eng Data. 20 (1), 97-105 (1975).

Tags

Medicina problema 139 fantasmi risonanza magnetica tessuto adiposo tessuto adiposo grasso-frazione marrone quantificazione grasso
Fantasmi di grasso-acqua per la convalida di risonanza magnetica: un protocollo flessibile e scalabile
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bush, E. C., Gifford, A., Coolbaugh, More

Bush, E. C., Gifford, A., Coolbaugh, C. L., Towse, T. F., Damon, B. M., Welch, E. B. Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol. J. Vis. Exp. (139), e57704, doi:10.3791/57704 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter