Waiting
Login processing...

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

Medicine

Fett-vatten fantomer för magnetisk resonanstomografi validering: en flexibel och skalbar protokoll

Published: September 7, 2018 doi: 10.3791/57704

Summary

Syftet med detta arbete är att beskriva ett protokoll för att skapa en praktisk fett-vatten-fantom som kan anpassas för att producera fantomer med varierande fett procentsatser och volymer.

Abstract

Som nya tekniker utvecklas till bild fettvävnad, blir metoder för att validera dessa protokoll allt viktigare. Fantomer, experimentell repliker av en vävnad eller ett organ av intresse, ger en låg kostnad, flexibel lösning. Dock utan tillgång till dyra och specialiserad utrustning, bygga stabila fantomer med hög fett fraktioner (t.ex., > 50% fettfraktionen nivåer som de sett i Brun fettvävnad) kan vara svårt på grund av lipider hydrofoba. Detta arbete presenterar en detaljerad, låg kostnad protokoll för att skapa 5 x 100 mL fantomer med fett fraktioner av 0%, 25%, 50%, 75% och 100% med hjälp av baslaboratoriet leveranser (kokplatta, bägare, osv.) och lättillgängliga komponenter (destillerat vatten, agar, vattenlösliga tensid, natriumbensoat, gadolinium-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) kontrastmedel, jordnötsolja och oljelösliga tensid.) Protokollet var avsedd att vara flexibel. Det kan användas för att skapa fantomer med olika fat fraktioner och ett brett utbud av volymer. Fantomer som skapats med denna teknik utvärderades i den genomförbarhetsstudie som jämförde fettfraktionen värdena från fett-vatten magnetisk resonanstomografi målvärden i Byggyta phantoms. Denna studie gav en concordance korrelationskoefficient på 0.998 (95% konfidensintervall: 0.972-1,00). Sammanfattningsvis visar dessa studier nyttan av fett fantomer för validering av fettvävnad imaging tekniker på en rad kliniskt relevanta vävnader och organ.

Introduction

Intresset för kvantifiering av fettvävnad och triglycerid innehåll med avbildningsmetoder, såsom magnetisk resonanstomografi (MRT), sträcker sig över många områden. Forskningsområden är utredningen av vita och bruna fettvävnaden depåer och ektopisk lagring av lipid i organ och vävnader som lever1, bukspottkörteln2och skelettmuskel3. Eftersom dessa nya tekniker för fett kvantifiering utvecklas, behövs metoder för att bekräfta att imaging parametrar är giltiga för forskning och kliniska tillämpningar.

Fantomer, experimentell repliker av en vävnad eller organ, ger en låg kostnad, flexibla och kontrollerade verktyg att utveckla och validera imaging tekniker4. Specifikt, kan fantomer konstrueras för att bestå av fett och vatten i ett förhållande eller fett volymfraktion (FF) jämförbar med vävnaden i kliniska intresse. Kliniskt, FF värden i vävnader och organ kan variera: FF i Brun fettvävnad faller mellan 29,7% och 93,9%5. genomsnittliga levern FF steatos patienter är 18,1 ± 9,0%6. bukspottskörteln FF hos vuxna med risk för typ 2 diabetes varierar mellan 1,6% och 22,2%7. och i vissa fall av advance sjukdom, patienter med Duchennes muskeldystrofi kan ha FF värden av nästan 90% i vissa muskler8.

Eftersom icke-polära molekyler såsom lipider inte löser sig bra i lösningar som består av polära molekyler som vatten, förblir skapa stabila fantomer med ett högt mål FF utmanande. För FF upp till kan 50%, många befintliga metoder användas för att skapa fett vatten fantomer9,10,11,12. Andra metoder att uppnår högre FFs vanligtvis kräver dyr utrustning såsom en Homogenisatorer eller en ultraljud cell disruptor13,14. Även om dessa tekniker ger en färdplan för hög FF fantomer, begränsa produktionsutrustning begränsningar och varierande mängder av experimentella Detaljer ansträngningarna att skapa reproducerbar och robust fett vatten fantomer.

Bygga vidare på dessa tidigare tekniker, utvecklat vi en metod att konstruera kostnadseffektiva och stabila fett vatten fantomer över en anpassningsbar utbud av FF-värden. Detta protokolldetaljer de steg som behövs för att göra 5 x 100 mL fett fantomer med FF värdena på 0%, 25%, 50%, 75% och 100% med hjälp av en enda kokplatta. Det kan enkelt justeras för att skapa olika volymer (10 till 200 mL) och fett procentsatser (0 till 100%). Effekten av phantom tekniken utvärderades i genomförbarhet studie jämförde fett-vatten MRI FF värden målvärden FF i Byggyta phantoms.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Förbered arbetsstation och material

  1. Följa alla laboratorium säkerhetsbestämmelser. Använd skyddsglasögon och skyddshandskar. Läs säkerhetsdatabladet för varje reagens används och ta lämpliga försiktighetsåtgärder. Granska material och utrustningslista, kemisk hantering och glasvaror försiktighetsåtgärder.
    Varning: Detta protokoll kräver användning av en kokplatta vid höga temperaturer. Försiktig och Använd värmebeständiga handskar när interagerar med varm behållare och rör inte ytan på värmeplattan.
  2. Rensa arbetsytan och rengör ytorna med desinfektionsmedel. Tvätta händerna och sätta handskar på.
  3. Sterilisera alla instrument och insidan av alla glasburkar att minska risken för kontaminering och öka livslängden på Fantomen.
    Obs: Om Fantomen kommer att användas för mer än ett par dagar, regelbundet rengöra ytan på den ifyllda phantom med etanol att förhindra bakterietillväxt.

2. Förbered vatten lösningen

  1. Förbered arbetsytan för vatten lösningen. Placera följande material och utrustning på bänken: graderad cylinder, 400 mL-bägare, rör bar, skala, 2 x väga båtar, spatel, 2 x 1,0 mL sprutor med nål, destillerat vatten, gadolinium-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) kontrastmedel, vattenlösliga tensider, agar och natriumbensoat.
    Obs: Sprutor kan användas med eller utan nålar. Dock kommer att använder nålar förbättra noggrannheten i mätningen och förhindra splatter när innehållet läggs till lösningarna som vatten eller olja.
  2. Placera en uppståndelse bar i en 400 mL-bägare. Använd en 100 eller 200 mL graderad cylinder att mäta 300 mL destillerat vatten och häll vatten i bägaren. Placera bägaren på värmeplattan och satt till 90 ° C med en uppståndelse på 100 rpm.
    Obs: Höga temperaturer används i detta protokoll för att uppnå snabba resultat. Eftersom lösningarna inte är kvar på värmeplattan för långa perioder, speglar inställt temperaturen för värmeplattan inte temperaturen i lösningen.
  3. Använd en kalibrerad skala för att mäta 0.30 g natriumbensoat i en väga båt. Lägger till natriumbensoat i vatten-lösningen.
  4. Använd en spruta för att mäta 0,6 mL vattenlösligt tensiden. Kontrollera att det inte finns några luftbubblor. Håll nålen några millimeter över centrum av lösningen och långsamt släppa den vattenlösliga tensiden för att undvika stänk på väggarna i bägaren.
  5. Med en ren spruta ska mäta 0,24 mL av det gadolinium-DTPA kontrastmedel. Lägga till bägaren, med samma teknik som i steg 2,4.
    Obs: Gadolinium-DTPA används för att justera phantom's MRI avkoppling egenskaper för att matcha de av vävnaden av intresse. Läsaren kan justera volymen för extra gadolinium-DTPA att bättre matcha egenskaperna avkoppling av vävnad av intresse.
  6. Mät 9,0 g agar i väga båt. Långsamt sked ägarn med en spatel i bägaren med vatten.
  7. När allt har lagts till i vattenlösning, kokplatta temperatur stiger till 350 ° C och rör bar hastighet till 1100 rpm i 5-10 min att smälta ägarn.
    1. För att kontrollera om ägarn smälts, kort bort vatten lösningen från värmeplattan, sluta omrörning och kontrollera färgen på lösningen. Smält agar bör vara klart (ingen streamers eller klumpar) och gul eller gul i färgen.
  8. När ägarn är helt smält, Använd en spruta eller hälla ca 3,5 mL vattenlösning i en liten flaska. Om provlösningen anger inte eller separerar efter 5-10 min, smälts inte ägarn. Kokplatta temperatur stiger tillbaka till 350 ° C och fortsätta värme lösningen.
  9. Upprepa steg 2,8 tills vattenlösning i test injektionsflaska uppsättningar ordentligt.
  10. Lämna vatten lösningen på värmeplattan vid 50 ° C och 100 rpm. Rengör arbetsutrymme och förbereda för oljelösningen.
    1. Ta bort följande material från bänken: skala, 2 x väga båtar, spatel, 2 x 1,0 mL sprutor med nål (används), destillerat vatten, gadolinium-DTPA kontrastmedel, vattenlösliga tensider, agar och natriumbensoat.
    2. Placera följande material och utrustning på bänken: 400 mL-bägare (ren), uppståndelse bar (ren), 2,0 mL spruta med nål, jordnötsolja och oljelösliga tensid.

3. olja lösning

  1. Placera en ny uppståndelse bar till en ren 400 mL-bägare. Använd en graderad cylinder att mäta 300 mL jordnötsolja och häll i bägaren. Ta bort bägaren som innehåller vatten lösningen och placera olja lösning bägaren på värmeplattan. Ange till 90 ° C med en uppståndelse på 100 rpm för 1 min.
    Obs: jordnötsolja används eftersom den har en liknande kärnmagnetisk resonans spektrum jämfört med triglycerider i mänsklig fettvävnad15.
    1. Lämna inte oljan på värmeplattan som obevakad. Om oljan blir för varm och börjar röka, bort från värmeplattan och minska temperaturen innan du återvänder oljan till värmeplattan.
  2. Mäta 3,0 mL av oljelösliga tensiden med en ren spruta. Med samma teknik som beskrivs i steg 2,4, lägga till bägaren oljelösliga tensiden. Ange värmeplattan till 150 ° C och 1100 rpm för 5 min till fullt blanda olja lösningen.
  3. Ta olja lösningen av värmeplattan och rengör arbetsytan i förberedelse för att skapa Fantomen.
    1. Ta bort följande material från bänken: 2,0 mL spruta med nål (används), jordnötsolja och oljelösliga tensid.
    2. Placera följande material och utrustning på bänken: 250 mL Erlenmayerkolv, rör bar (ren), volymetriska pipetter, volymetrisk pipett innehavaren och 5 x 120 mL glasburkar.

4. skapa Phantom Emulsion

  1. Förbereda volymetriska pipetter för vatten och olja lösningar. Pipetter bör endast användas med deras respektive lösning för att förhindra korskontaminering.
    1. Matcha storleken på pipetten till den volym som används i protokollet. Exempelvis använda 2 x 50 mL volymetriska pipetter (50 mL vattenlösning + 50 mL olja lösning) för att skapa en 100 mL phantom med måltavla FF av 50% fett.
  2. Placera vatten lösningen på värmeplattan och värmeplattan till 300 ° C och 1100 rpm. Efter 4-5 min, Stäng omröraren.
  3. Med volymetriska pipett, kontrollera om det är redo för extraktion med vatten lösningen genom att delvis fylla pipetten med en liten mängd (5-10 mL) av lösningen och släppa tillbaka i bägaren. Om vatten lösningen kan tas enkelt bort och släppt utan överdriven resterna i pipetten, gå vidare till nästa steg, annars, lämna det på värmeplattan och kolla igen i 2-3 min.
    Obs: Komponenterna i vatten lösningen är mer mottagliga för inställning och separera, så det är bäst att hålla vatten lösningen omrörning eller varm så ofta som möjligt. Om vatten lösningen inte är värmas och rörs innan du överför, kommer det vara mycket svårt att mäta exakt volymer på grund av agar tendens att stelna när svalnat.
  4. Tillsätt försiktigt en ren rör bar till en 250 mL-Erlenmeyerkolv. Ta vatten lösningen av värmeplattan, mäta korrekt volymen (tabell 2) och överföra den till Erlenmeyerkolven.
  5. Placera oljelösningen på värmeplattan och vid 90 ° C och 1100 rpm för att säkerställa lösningen är homogen. Efter 1-2 min, ta bort oljelösningen från värmeplattan och ersätta det med Erlenmeyerkolven.
  6. Mäta rätt mängd olja lösningen (tabell 2) och långsamt lägga till vatten lösningen i Erlenmeyerkolven.
  7. När all olja lösning har lagts till, öka temperaturen till 300 ° C och bibehålla omrörningen vid 1100 rpm. Rör de kombinerade lösningarna för 4-5 min (det bör vara vortex från stir bar). Emulsionen ska vara vit, med en krämig konsistens.
  8. Använd en magnetisk uppståndelse bar retriever för att avlägsna rör baren.
    Obs: Den uppståndelse bar retrieveren bör användas till uppståndelse barer ta bort alla framtida emulsioner. Ren det noggrant mellan varje användning.
  9. Använd värmebeständiga handskar att försiktigt hälla blandningen i Erlenmeyerkolven i en ren 120 mL glasburk. Häll långsamt blandningen ner sidan av glasburken att förhindra bubblor i blandningen som den svalnar.
  10. Rengör i Erlenmeyerkolven och uppståndelse bar och sedan upprepa steg 4,2-4.8, justera mängden vatten och olja lösningar, tills alla fantomer skapas.
    Notera: Se till att glaset är cool före rengöring.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Om vatten lösningen har upprättats korrekt, ska en liten mängd av lösningen stelna snabbt i en test injektionsflaska (figur 1, vänster). Om lösningen separerar (figur 1, höger), bör lösningen förberedas igen (enligt instruktionerna i steg 3.8 i protokollet). Om emulsionen separerar (se exempel i figur 2, vänster och höger), phantom är inte livskraftig och ska kasseras. När detta inträffar är det oftast eftersom emulsionen inte nådde en tillräckligt hög temperatur.

Framgångsrika fantomer kommer stelna för att bilda en homogen blandning, som kan avbildas och mätas via MRI. (Figur 3). En hög concordance korrelationskoefficient (0.998; 95% konfidensintervall: 0.972-1,00) och införandet av fodra av identitet inom 95% konfidens bandet regressionslinjens föreslår de genomsnittliga MRI-observerade fett signal bråkdel (FSF) värden som uppmätts i en regionen av intresse i bilderna skilde sig inte signifikant från de kända FF värdena i fett-vatten phantoms (figur 4).

Figure 1
Figur 1. Illustration av stelnat (vänster) och åtskilda (höger) vatten lösning test injektionsflaskor. Ett litet test injektionsflaskan bör provtas för att bedöma lönsamheten av vatten lösningen. Om vatten lösningen stelnar (vänster), Fortsätt med nästa steg i protokollet phantom konstruktion. Om den vatten lösning avskiljer (indikeras av de två pilarna på rätt injektionsflaskan), vatten lösningen måste förberedas igen innan den kan användas för bildandet av phantom emulsionen.

Figure 2
Figur 2. Exempel på misslyckade phantom emulsioner. Inspektera visuellt phantom ca 10 min efter hälla för att avgöra om emulsionen konfigureras korrekt. Om Fantomen börjar separera (vänster) eller visas inhomogena (rätt), behöver phantoms göras om.

Figure 3
Figur 3. Schematisk representation av en rad fantomer och deras respektive magnetisk resonanstomografi (MRT) resultat. Bilderna visar smärre färgskillnader i Byggyta phantoms (0%, 25%, 50%, 75% och 100%; topp). Proton-täthet fett-signal-fraktionen (FSF) kartor avslöja en homogen FSF mätning liknande mål fetthalten (mitten). Distinkta kanteffekter på grund av imaging egenskaperna för glasbehållare är uppenbara vid varje FSF karta gränser.

Figure 4
Figur 4. Spridningsdiagram visar uppmätta FSF värden som en funktion av kända FF värden (blå punkter). Den svarta linjen visar identitet. Den blå streckade linjen visar linjen för bästa passform. Det skuggade området anger 95% konfidensintervallet av beräkningar. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5. Skiss som illustrerar hög nivå översikt över protokollet. Uppe till vänster i diagrammet visar ingredienser, material och kokplatta inställningar för beredning av vatten, och uppe till höger på diagrammet visar de ingredienser, material och kokplatta inställningar för beredning av olja. Botten visar kokplatta inställningarna för att kombinera de olja och vatten lösningarna för att bilda emulsionen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Kvantitet Utrustning/Material
300 mL Destillerat vatten
9,0 g Agar
0,6 mL Vattenlösliga tensider
0,24 mL Gadolinium-DTPA kontrastmedel
0,3 g Natriumbensoat
300 mL Jordnötsolja
2,0 mL Oljelösliga Surfacant
1 * Kokplatta med omrörare
3 Rör om barer
2 400 mL bägare
1 250 mL Erlenmayerkolv
2 25 mL mätkolv pipett
1 3,0 mL spruta
2 1,0 mL spruta
3 Sprutan nålar
1 Spatel
1 Skala
2 Väga båtar
5 120 mL glasburkar
1 Värmebeständiga handskar (par)
1 1-3 dram injektionsflaska
2 50 mL mätkolv pipett
2 75 mL mätkolv pipett

Tabell 1. Kvantitet av material och utrustning som krävs för 5 x 100 mL phantoms (0%, 25%, 50%, 75% och 100%).

Phantom vatten/olja mätningar
Andelen fett Vatten-lösning Olja lösning
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

Tabell 2. Mätningar av olja och vatten lösningar att skapa 5 x 100 mL phantoms (0%, 25%, 50%, 75% och 100%).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi beskriver en robust metod för att skapa fett vatten fantomer lämpar sig för att validera de medicinska avbildningstekniker som använts för att kvantifiera fettvävnad och triglycerider innehåll i vivo. Genom att skapa två reservoarer (en för oljelösningen) och en för vatten lösningen, konstruerades stabil fantomer med en mängd FF värden – inklusive värden som överstiger 50% – utan behov av dyr utrustning. Hög FF phantoms (> 50%) ger verktyget för att säkerställa avbildningstekniker för fett kvantifiering är giltiga för vävnader eller organ med hög FF värden, till exempel Brun fettvävnad5. MRI uppskattningarna av FSF var väl korrelerade med de kända FF-värdena.

När bara en enda kokplatta finns (som beskrivs i detta protokoll), är logistiken för att bibehålla värmen i varje lösning en huvudfråga. Utan värme eller omrörning, kan vatten lösningen svalna och börja stelna. För att undvika detta, placera vatten lösningen på värmeplattan (< 100 ° C, ~ 100 rpm) när så är möjligt och alltid mellan blandning fantomer. Både olja och vatten lösningar ska allt blandas väl när varje lösning utvinns skapa Fantomen. Placera alltid respektive lösningen på värmeplattan för minst 30 s (< 100 ° C ~ 100 rpm) innan utvinna lösningen. I en idealisk fall bör separat kokplattor användas för vatten lösningen, oljelösningen och phantom emulsionen. Följ samma steg som beskrivs ovan för att skapa varje lösning. När fullt blandat, ställa både kokplattor till 50 ° C och 100 rpm att förhindra congealing och lösa. Innan utvinna lösningen från bägaren, inaktivera omröraren och vänta på fältet uppståndelse att helt sluta flytta.

Medan den precision och noggrannhet av olja vatten förhållandet i emulsionen är kritiska, möjliggör mätningar av varje komponent i olja och vatten lösningar mer flexibilitet. På dess stiftelse är MRI-observerade FSF ett mått på ”fett” kontra ”fettfria” signaler i den totala volymen; ”fettfria” kan därför vara någon förening som bidrar till bilden signal intensiteten (vatten, agar, tensid, etc.). Vi rekommenderar fortfarande mäta komponenterna som vatten och olja så noggrant som möjligt, eftersom dessa proportioner konstaterades för att skapa de mest stabila och repeterbara fantomer. Små avvikelser av beloppet av agar i vatten lösningen (t.ex., 8,9 istället för 9,0 g), bör dock inte påverka den övergripande FF av emulsionen om olja till vatten lösning proportioner bibehålls. Mätning av volymer av vatten och olja lösningar över rumstemperatur kan också resultera i ett litet fel på grund av termisk expansion på volymen av varje komponent. Med hänsyn till den volymetriska temperaturen expansion koefficienter av vatten och olja, vilket avspeglas i deras densiteter16,17, och den relativt liten förändringen i temperatur, vi uppskattar felet av den övergripande FF på grund av termisk expansion till mindre än 0,5%. Vi noterar också möjligheten att relaxiviteten av gadolinium-DTPA för vatten och lipider kan variera. Om så, och beroende på puls sekvens parametrar, kunde den kvantitativa mätnoggrannheten på MRI FSF minskas. MRI-observerade FSF kan också variera med spektral-modellen används för att analysera data.

Även om metoden beskrivs här endast har använts för att göra fantomer mellan 10 mL och 200 mL, tekniken kan användas för att producera mindre eller större volym fantomer. Noterbart är det svårt att utvinna volymer av < 10 mL från reservoarerna på grund av viskositeten hos lösningar. Liten volym phantoms, kräver därför överflödig emulsion som att dra önskad volym för att upprätthålla FF riktigheten av den slutliga phantom. Exempelvis nödvändiggör en 10 mL phantom med målet på 10% FF en 10 mL extraktion från en 100 mL emulsion. När du skapar stora phantoms (> 100 mL), storleken på både rör bar och glasvaror måste skalas upp grupp (och förhållandet mellan lösning till glas kapacitet) att skapa en virvel i lösningen när Omröraren är satt till > 500 rpm. Emulsionen sannolikt kommer att inte uppnå homogenitet utan en virvel.

Tanke på komplexiteten i att skapa hög FF fantomer, kan små avvikelser från protokollet ha en djupgående effekt på stabiliteten och kvaliteten på den slutliga phantom. Miljöförhållanden, som rumstemperatur, höjd och luftfuktighet, kan förändra phantom förbereda processen på ett inkonsekvent sätt och inverkar på den slutliga produkten. Mellanliggande kontroller av vatten lösningen ger möjligheter att upptäcka och mildra dessa möjliga effekter. Det är dock möjligt att även med noggrann uppmärksamhet på protokolldetaljer, slutliga Fantomen kan separat, och processen kommer att behöva upprepas.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av någon kommersiell eller finansiell relation som skulle kunna tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Acknowledgments

Finansiellt stöd för denna forskning var förutsatt National Institutes of Health (NIH) och nationella institutet för Diabetes och mag- och njur sjukdomar (NIDDK) / NIH R01-DK-105371. Vi tackar Dr. Houchun (Harry) Hu för råd och förslag på fett vatten phantom skapandet.

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

Medicin fråga 139 fantomer magnetisk resonanstomografi fettvävnad fett-fraktionen brun fettväv fett kvantifiering
Fett-vatten fantomer för magnetisk resonanstomografi validering: en flexibel och skalbar protokoll
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