3D tarama teknolojisi köprüleme mikrodevreler ve Macroscale beyin görüntüleri 3D roman gömme çakışan protokol

Bu protokol anatomik 3D tarama teknolojisi tanıtmak için ilk, özellikle nöroanatomik araştırma alanında, ve son derece doğru örtüşen performans elde etti. 3D nöro katıştırma örtüşme, ya da 3D nöro protokol, makro ölçekli beyin görüntüleri içine mikro ölçekli steril soketleri gömmek, ve sorunsuz bu farklı mekansal ölçekler köprüler. Ayrıca 3D nöro protokolü insan MR'larına ve ölüm sonrası beyne de uygulamalıyız.

Çakışma bize hastalık ile ilgili bilinen MRI kontrast desenleri belirlemek için izin sağlar. 3D tbmm sistemleri çıkarılan biyo organizmayı çevreleyen suya duyarlıdır, bu nedenle suyu çok dikkatli bir şekilde silmek çok önemlidir. Ayrıca, yordam mümkün olduğunca çabuk yapılmalıdır.

Bu yordamı, metin protokolünde açıklandığı gibi fare nin yanı sıra MR'dan edinimve ekipman preparatları ile başlatın. İkinci gün, cerrahi makas kullanarak sagittal dikiş boyunca daha önce ötenazi lenmiş bir farenin kafa derisini kesin. Lambda noktasından bregma biraz önünde bir noktaya çapraz yönde kafatası kesmek için cerrahi makas kullanın.

Sonra, yavaşça kavisli cımbız kullanarak beyinden kafatası soyma. Bir spatula ile beyin kaldırın ve buz gibi kesme çözeltisi ile petri kabına aktarın. Kontrollü dönen pompa hızına sahip bir harici gaz bombası kullanarak, buz gibi kesme çözeltisinde küçük kabarcıklar oluşturmak için %95 oksijen ve %5 karbondioksit içeren akış havası.

1-2 dakika sonra, yüzeyi biraz un elek ile kaplı bir mikrofiber bez üzerinde beyin koyun. Mikrofiber bezi kullanarak beyin yüzeyindeki sıvıyı yavaşça silin. Beyni, sırt yönü yukarı, örnek standına koyun.

Ardından, örnek standı otomatik pikap merkezine yerleştirin. 3D tbmsırasında odayı koyulaştırın ve pikapta 3D bir tbmkgerçekleştirin. 3D taramanın iyi çalışıp çalışmadığını test etmek için, iki çekim arasındaki açıyı 22,5, başlangıç açısını sıfır ve son açıyı 360 olarak seçerek 3D Tcan'ı tıklatın.

Bir Petri kabına beyin hareket ettirin ve yaklaşık 10 saniye boyunca kesme çözeltisi beyin kabarcık. Neşter kullanarak beyni koronal düzlemin ortasında iki bloka böl. Sonra, cerrahi bir spatula kullanarak düz yüzeye yavaşça iki beyin blokları taşıyın.

Anlık tutkal kullanarak beyin bloğu tabanının beyin blokları takın. Mikrofiber bezi kullanarak beyin yüzeyindeki sıvıyı bir ila iki dakika içinde hafifçe ve dikkatlice silin. Ardından, yeniden 3B tn'lik bir tn.gerçekleştirin.

Vibratomun bıçak tutucuya bir bıçak takın. Beyin bloğu tabanının merkezini kaplayan siyah bandı bir vibratom için kesme aşamasının ortasına takın. Kesme çözeltisini kesme aşamasına dökün ve kesme aşamasını vibratome ayarlayın.

Kesme hızını ve genliğini ayarlayın. İki beyin bloğundan 300 mikron kalınlığında 2-5 koronal dilim yapın. Mümkünse çözeltiyi kesme aşamasında köpürmeye devam edin.

Hız için dakikada 12,7 milimetre, frekans için 87 ila 88 hertz ve salıncak genişliği için 0,8 ila 1,0 milimetre olarak ayarlayarak sistemin kesme hızını, frekansını ve titreşim genliğini optimize edin. Beyin dilimlerini keserken, dilimlenmiş koordinatı ön-posterior koordinat, yarımküre ve diğer koşullar da dahil olmak üzere biçimde kaydedin. Beyin dilimlerini kalın plastik pipet kullanarak önceden ısıtılmış ACSF ile dolu bir kabına yavaşça aktarın.

Bir saat boyunca yaklaşık 34 santigrat derece de kabın içinde beyin dilimleri kuluçka. Bu süre zarfında, kesme aşamasında kalan beyin bloklarının 3Boyutlu bir tayini gerçekleştirin. Şimdi, bir kayıt ünitesine çok elektrotlu bir dizi veya MEA çipi ayarlayın.

Çipi iki tüp kullanarak peristaltik bir pompaya bağlayın. Aynı ACSF'yi MEA çipine, diğer tüpü ise ACSF'yi MEA çipinden çıkarmak için yönlendirmek için bir tüp kullanın. İki tüpün ucunda, MEA çipinin duvarına bağlı iki iğne takın.

MEA çipinin iç duvarını takip eden ipuçlarıyla konumlarını düzeltin. ACSF'nin akış hızını 4.1 RPM olarak ayarlayın. Metin protokolünde açıklandığı gibi kortikal birimleri ayıklamak için MRG veri işleme gerçekleştirin.

MRI görüntü işleme gerçekleştirmek için, 3D Slicer ücretsiz yazılımı indirin. 3B Dilimleyici'deki ses işleme ve editör modülleri kullanılarak üretilen çıkarılan beyinlerin MR görüntülerini açın. Modu düzenleyiciden ses işlemeye değiştirin ve beynin görüntüsünün ekranın ortasına gelmesini sağlamak için bir hedef düğmesini tıklatın.

MRT-2 beyin modunu seçin ve kaydırma çubuğunu hareket ettirerek eşikleri ayarlayın. Ardından, ses birimi işlemeden düzenleyiciye geri taşıyın ve eşik efekti düğmesini tıklatın. 41 etiketini uygulayın, serebral korteks.

Ardından, form kontrol listesinde dosya biçimini VTK'dan STL'ye değiştirerek beyin yüzey verilerini STL dosyası olarak kaydedin. Küçük uyuşmazlıkları düzeltmek için bir teşkezlik dizisi içinde sekiz veya 16 farklı açıdan çekilen sekiz veya 16 görüntü arasında otomatik bir ortak kayıt gerçekleştirin. Bunu yapmak için hizalama seçeneğine dahil edilen Genel Kayıt'ı tıklatın ve görüntüleri tümleştirin.

Tüm beyin yüzeyini elde etmek için farklı açılardan taramaları tekrarlayın. Farklı açılardan taranmış görüntüler arasındaki tümleştirme başarılı olmadıysa, El Ile Hizalama'yı tıklatın ve bir çift sabit görüntü ve hareketli bir görüntü seçin. Farklı görüntülerde üç veya dört ortak nokta seçerek görüntülerin el ile hizalanmasını başlatın.

Ardından Tamam'ı tıklatın. Optimizasyon algoritması yinelemeli en yakın nokta algoritmasıdır ve doğrusal olmayan bir deformasyon içermez. Tüm görüntüleri seçerek ve örgü oluşturma düğmesini tıklatarak hizalanmış tüm görüntülerin bir örgü olun. Sonra, en yüksek çözünürlükte örgü almak için seçeneği, küçük sanatsal nesne seçin.

Görüntüyü STL İkili veya ASCII biçimi olarak kaydedin. Şimdi, MRI yüzeyini açın ve yüzey işleme yazılımını kullanarak 3D tarayın yüzeyiyle birleştirin. Daha önce olduğu gibi el ile hizalama işlemi gerçekleştirin.

Ardından, bu birlikte kaydedilmiş yüzey görüntülerini yeniden kaydedin. Gerekirse, beyin bölgesini çevreleyen küçük sesleri silerek, özellikle MRI verileri durumunda ve özellikle 3D tsam verileri söz konusu olduğunda herhangi bir deliği doldurarak ayrı yüzey verilerini temizleyin. Son olarak, MATLAB gibi veri analizi yazılımı ile yüzey verilerini açın.

İki yüzey arasındaki minimum mesafelerin histogramlarını oluşturun ve değerlendirin. MRG hacminin sıyırılmasıyla üretilen kortikal yüzeyler ile çıkarılan beyinlerin 3 Boyutlu taramalarından elde edilen yüzeyler arasındaki mesafeler değerlendirildi. Mesafelerin histogramının mod değerleri sadece 55 mikrondur.

Ayrıca, histogramı mesafenin sıfıra eşit olduğu noktadan biriktirirken, birikmiş değer yaklaşık 300 mikron toplam numune sayısının %90'ına ulaşır. İki yüzey arasındaki mesafelerin son histogramı tipik bir tepe yi yaklaşık 50 mikron olarak gösterdi. Makroskopik bir bakış açısından, bu mod değeri MRI'ların voxel boyutundan 100 mikron olan geometrik sınırlamaya karşılık gelir.

Bu nokta dolaylı olarak MRG ve 3D taraması arasındaki çakışan algoritmanın mükemmel şekilde çalıştığını ve hem MRG hem de 3D taramasının gürültü düzeylerinin düşük bir değer olarak bastırıldığını göstermektedir. Bu protokol, tarama teknolojisi ile biyo-organizmaya doğru yükselen ilk protokoldür. Teknoloji aslında tamamen mühendislik talepleri için kullanılmıştır.

Bu teknolojiyi tıbba uygulamak yeni soruları yanıtlayabilir. 3D taramadan sonra, zamansal ve aralıklı çözünürlük ve kaydedilebilir hücre sayısı açısından tamamlayıcı bilgi almak için kalsiyum-görüntüleme duvar yama gram kayıtları kullanabilirsiniz. Bu protokolün sağladığı son derece doğru çakışma performansı, anatomik uzamsal ölçek ile sıfır uzamsal ölçek arasında eskisinden daha gerçekçi bir ilişki sağlayacaktır.