Hibrid uCT-FMT görüntüleme ve görüntü analizi

Floresan aracılı tomografi (FMT) ile mikro bilgisayarlı tomografiyi (μBT) birleştiren hibrit görüntüleme için bir protokol tarif ediyoruz. Füzyon ve rekonstrüksiyondan sonra, floresan dağılımının kantitatif ölçümlerini çıkarmak için etkileşimli organ segmentasyonu gerçekleştiriyoruz.

Floresan aracılı tomografi, floresan dağılımını kantitatif olarak değerlendirmek için oldukça hassas bir görüntüleme tekniğidir. Anestezi uygulanmış farelerde, anjiyogenez, apoptoz, inflamasyon ve diğerlerinin görüntülenmesine izin veren birçok hedefli floresan prob mevcuttur. Bu filmde enstitümüzde FMT ve Micro City ile hibrit görüntülemenin nasıl yapıldığını göstereceğiz.

Birinci bölümde, cihazlar, bu bizim F-M-T-F-M-T-T-floresan moleküler tomografi anlamına gelir. Tomografi, 3D görüntülerin üretilmesi anlamına gelir. FMT, farelerde inat floresansına yakın görüntüleme için oldukça hassastır.

Şimdi FMT'nin içini göstermek için ön panel açılır. Alt kısımda bir 2D sunucuya monte edilmiş bir lazer var. Lazer, kısmen saydam bir fare yatağında tutulan fareye ışık yayar.

Fare yatağının üzerinde, FMT'nin normal bir yansıma görüntüleme cihazı olarak çalışmasına izin veren alternatif bir ışık kaynağı olarak bir dizi LED bulunur. Filtre çarkı, cihazın üst kısmındaki dedektörün ışığını yakalayan lensin altına monte edilmiştir. Bu bizim mikro ct'miz.

Mikro BT, çift enerji taramalarının alınmasına izin veren iki x-ışını tüpü ve iki düz panel dedektörü ile donatılmıştır. İkinci bölüm, mikro CT FMT tarama protokolü. Hem FMT hem de mikro BT, görüntüleme fareleri izofflor ile uyuşturulmadan önce fareleri görüntülemek için üretilmiştir.

FMT taraması için, farenin tüylerinin alınması gerekir, bu da ringa balığı kremi ile iyi çalışır. Bazı fare türleri, deha kreminden kızarıklıklar geliştirebilir. Bu nedenle, farelerin cilt değişiklikleri açısından izlenmesi ve gerekirse bakım için veteriner personeli ile iletişime geçilmesi önerilir.

Ayrıca, başlamak için herhangi bir yeni fare suşunun küçük bir partisi üzerinde toleransı test edin. Hipotermiyi önlemek için, fare bir ısıtma yastığına yerleştirilir. Kontrast madde enjekte etmek için, küçük boyutu nedeniyle kuyruk damarına bir kateter yerleştirilir.

Bu oldukça zordur ve biraz deneyim gerektirir. Kan katetere geri akarsa, kateterden düzgün bir şekilde yerleştirilir. Hacim aşırı yüklenmesini önlemek için floresan kontrast maddeler ve BT kontrast maddeleri enjekte edilebilir.

en fazla. Vücut ağırlığının kilogramı başına beş mililitre enjekte edilmelidir, bu da 30 gramlık bir fare için 150 mikrolitre anlamına gelir. Tarama için, fare çok modlu bir fare yatağının içine yerleştirilir.

Farenin tanımlanması için kuyruğa çizilmiş bazı semboller olabilir. Optik taramayı etkileyebileceği için gövde üzerinde bu tür şeylerden kaçınmak önemlidir. Fare yatağı kapatılır ve derinlik, fareyi sabit bir konumda sıkıca tutacak şekilde ayarlanır.

Dikkatli olun ve solunumu izleyin, çünkü yatağı çok fazla sıkmak fareyi boğabilir. Çıplak fareler, bağışıklık baskılanmaları nedeniyle onkolojik araştırmalar için yaygın olarak kullanılır. Çıplak olmaları, genetik mutasyonun şanslı bir yan etkisidir.

Bu nedenle, zahmetli epilasyon prosedürü atlanabilir. Farenin düzgün nefes alıp vermediği kontrol edilmeli ve gerekirse fare yatağı buna göre ayarlanmalıdır. Daha sonra fare yatağı mikro ct'nin içine yerleştirilir.

ISO flor gazını taşıyan tüpler, cihaz içindeki gaz akışını korumak için değiştirilir. Ardından, X-ışını korumasını etkinleştirmek için mikro C kapatılır. Mikro C, yalnızca kapak kapalıysa taramaya başlayacaktır.

Mikro ct üzerindeki düğmeler kullanılarak, fare mikro şehir kontrol bilgisayarına mikro CT.At sürülebilir, bir topogram alınır ve fareyi daha iyi görmek için pencereleme ayarlarının yapıldığı gösterilir. Bir veya daha fazla ZUP taraması yerleştirilebilir. Konumları açık mavi bölgelerle gösterilir.

Genellikle bir ila üç ZUP taraması yeterlidir. Taramayı başlattıktan sonra, ilerleme koyu mavi ilerleme çubuklarıyla gösterilir. Düz panel mikro BT'miz daha sonra ZUP taramalarını tarar, bu da klinik spiral BT'den farklıdır.

Düğmeler kullanılarak, fare yatağı öne doğru hareket ettirilir. Yine koruyucu kapak açılır ve anestezik tüpler değiştirilir. Tutucu, fare yatağından dikkatlice çıkarılır ve anestezik tüp dışarı çekilir.

Bu gereklidir çünkü AN ve FMT bu küçük tüpe bağlı değildir. Bunun yerine, FMT'nin içindeki küçük oda anestezik gazla doludur. Şimdi fare ile fare yatağı FMT'ye getirilir ve FMT kontrol bilgisayarına yerleştirilir.

Tarama görüş alanı ve örnekleme yoğunluğu ayarlanır. Genellikle yaklaşık 120 nokta kullanılır. Tarama, bir düğmeye bastıktan sonra başlar.

FMT'nin ilk geçişi, her lazer kaynak noktası için bir trans aydınlatma veya uyarma görüntüsü elde eder. Bu filmde hızlı ileri sarma modunda gösterilmiştir. Genellikle yaklaşık beş dakika sürer.

Alt gövdeye kıyasla üst gövdeden çok daha az ışık geçtiğini görebilirsiniz. Bunun nedeni, kalp, karaciğer ve böbrekler gibi daha yüksek nispi kan hacmine sahip organların üst vücutta daha fazla olmasıdır. Kan, yakın kızılötesi ışık için ana emicidir.

İkinci geçiş, aynı kaynak noktalarından farklı bir filtre ile çalışır, bu da floresan ışığının yalnızca Üçüncü Bölüm, etkileşimli yağ ve segmentasyondan geçmesine izin verir. Her iki cihazdaki verileri birleştirmek için. Fare yatağına yerleştirilmiş işaretleyiciler kullanılır.

İşaretleyiciler ayrıca FMT tarafından elde edilen bir yansıma görüntüsünde de görülebilir. İşaretleyiciler aslında basit deliklerdir ve herhangi bir floresan veya BT kontrast maddesi ile doldurulmasına gerek yoktur. Enstitümüzde, markör algılama ve füzyonunu otomatik olarak gerçekleştiren bir yazılım programı geliştirdik.

Farenin şeklinin yanı sıra heterojen absorpsiyon ve saçılma haritaları, en son Theranostics yayınımızda açıklandığı gibi mikro BT verileri kullanılarak otomatik olarak tahmin edilir. Bu parametreler kantitatif floresan rekonstrüksiyonu için önemlidir. Floresansın biyolojik dağılımını ölçmek için bir organ segmentasyonuna ihtiyaç vardır.

Bu segmentasyonu aşağıda yer alan enstitümüzde geliştirilen imulitic preclinical adlı bir yazılım kullanarak interaktif olarak oluşturuyoruz. Böyle bir segmentasyon hızlı ileri sarılır ve deneyimli bir kişi bunu yaklaşık 10 ila 20 dakika içinde gerçekleştirebilir. İlk olarak, CT veri seti yüklenir.

Bir ISO yüzey işlemesi kullanılarak 3D olarak incelenebilir. Pencereleme ayarlarını değiştirerek, ISO değeri değiştirilebilir. Örneğin, tüm fare gövdesinin kemiklerini fare yatağı ile görselleştirmek için kaplama yüklenir.

Bu örnek için sinyal mesanede görünür. Artık kaplama görselleştirmesi kapalıdır. Anatomik segmentasyon üzerinde yoğunlaşmak.

Doğal mikrot taramalarda, diğer yumuşak dokuya olan güçlü negatif kontrast nedeniyle akciğer kolayca bulunur. Akciğerin içindeki büyük yapı kalptir. Önce akciğeri bölümlere ayıralım.

Belirli bir değerin altındaki tüm vokseller, eşikleme kullanılarak bölümlere ayrılır. Bu yeşil olarak görünür. Akciğer, dolgu işlemi kullanılarak ayrılabilen bağlantılı bir bölgedir.

Boya kovasına benzer. Bir boyama programında, akciğerden kesilerek ve doldurularak ayrılabilir. Mesane gibi dışbükey organlar, organın sınırlarını belirlemek için karalamalar çizilerek bölümlere ayrılabilir.

Yeterli bir doğruluğa ulaşılana kadar daha fazla karalama eklenmelidir. Bağırsak gibi dışbükey olmayan organlar parça parça bölümlere ayrılabilir. Karaciğer homojen bir bölge olarak görünür ve daha karmaşık bir yapıya sahiptir.

Birden fazla lobdan oluştuğu için segmentasyon diske kaydedilebilir ve programa yüklenebilir. Böyle bir segmentasyon kullanılarak, floresan sinyali organlara atanabilir. Program bu miktarları hesaplar ve bunları uzunlamasına taramalar için ekstra bir sayfa olarak kaydeder, segmentasyonun her zaman noktası için tekrar yapılması gerekir, çünkü aralıklar genellikle fareyi sabit bir pozisyonda uyuşturmak için çok uzundur.

Bu nedenle, birçok fare ve birçok zaman noktası söz konusuysa segmentasyon zahmetli bir iştir. Sonuçları ölçmek için bir kaplama ve bir segmentasyon yükleyin. Programın geçerli ayarları hatırlamasına izin vermek için Toplu iş ayarlarını ayarla'ya tıklayın.

Şimdi, programa tüm mikro CT FMT taramalarında tüm bölgeler için değerleri hesaplamasını söylemek için toplu istatistiklere tıklayın. Bu birkaç saniye sürecektir. Daha sonra istatistikler tek bir elektronik tablo dosyasına kaydedilir.

Bu kullanışlıdır, çünkü kullanıcının düzinelerce dosyayı kendisinin birleştirmesi gerekmez. Bu dosyaya dayanarak, organ eğrileri hesaplanabilir. Dördüncü bölüm, temsili sonuçlar.

Füzyonun düzgün çalıştığını test etmek için bir aros fantomu kullandık. Saçılma için bir miktar titanyum exide tozu eklendi. Düzensiz bir şekil elde etmek için bazı parçaları kesiyoruz.

Fantomun içine floresan ve BT kontrast maddesi ile doldurulmuş birkaç küçük inklüzyon yerleştirildi. FMT nesnenin gerçek şeklini bilmediğinden ve basitleştirilmiş bir şekil aldığından, rekonstrüksiyon düzensiz şekillere sahip nesneler için doğru değildir. Bu nedenle, mikro şehir verilerinden türetilen şekli kullanan başka bir rekonstrüksiyon uyguladık.

Gördüğünüz gibi, fantomdaki sinyal lokalizasyonu çok daha iyi. İn vivo verileri incelemek için, görüntüleme zaman noktalarını gözden geçirelim. Bu ön taramadır.

Gördüğümüz şey temelde sadece gürültü ve yapaylıklar. Bir sonraki zaman noktasına, enjeksiyondan sonraki zaman noktasına gidersek, çok daha fazla sinyal görürüz, ancak pencereleme ayarları çok zordur. Pencereleme iletişim kutusunu kullanarak pencereleme ayarlarını yapabilirsiniz.

Sinyalin büyük bir kısmını mesanede görürüz. Bir dahaki sefere, enjeksiyondan 0.2 saat sonra gidersek, farenin dışında bir miktar sinyal görürüz. Bunun nedeni, farenin floresanı fare yatağına idrarla idrar yapmasıdır.

Pencereyi daha da ayarlayarak, omurga ve dizlerde bir miktar sinyal görebiliriz. Şimdi enjeksiyondan 0.4 saat sonraki zamana gidelim, idrardan gelen sinyal artık gitti ve enjeksiyondan altı saat ve 24 saat sonra bir sonraki zaman noktaları için omurgada ve dizlerde floresan görüyoruz. Biz de aynısını görüyoruz.

Şimdi bir sonraki buruna geçelim. Ön tarama, bu pencereleme ayarlarını kullanarak hiçbir şey göstermez. Enjeksiyondan 15 dakika sonra tarama, güçlü mesane sinyali gösterir ve bu böyle devam eder.

Bu çalışmada, bu probun hızlı böbrek atılımının bir sonucu olarak, enjeksiyondan kısa bir süre sonra idrar kesesinde yüksek konsantrasyonlar bulduk. Ayrıca, omurgadaki sinyal hızla yükselir ve daha sonraki görüntüleme zaman noktaları boyunca nispeten sabit kalır. Beşinci bölüm, sonuç.

Sonuç olarak, floresan, moleküler tomografi ve mikrobilgisayarlı tomografinin güçlü yönlerini birleştirmek için multimodal bir görüntüleme protokolü gösteriyoruz. Anatomik mikro BT verileri, farenin şeklini kullanarak gelişmiş bir floresan rekonstrüksiyonu sağlar. Ayrıca, görüntü verilerinden kantitatif ölçümler çıkarmak için gerekli olan organ segmentasyonlarının oluşturulması yararlıdır.