Hafif Travmatik Beyin Hasarı Olan Sıçanların Hipokampuslarında İleri Difüzyon Görüntüleme

Bu difüzyon görüntüleme protokolü ile hafif travmatik beyin hasarı olan bir sıçanın hipokampusundaki mikroyapısal değişiklikleri araştırmak mümkündür. Bu teknik, BT veya anatomik MRG ile tespit edilemeyen hafif ve diffüz travma sonrasında beyindeki değişiklikleri tespit edebilir. Bu teknik, objektif ve kantitatif bir şekilde hafif travmatik beyin hasarı sürdükten sonra iyileşme sürecini izlemeyi kolaylaştırır.

Bu difüzyon görüntüleme ve analiz tekniği sadece klinik öncesi çalışmalarda değil, insanlarda da demans ve multipl skleroz gibi beyni etkileyen diğer hastalıklarda da uygulanabilir. Bu protokolde difüzyon taramalarının ve düzeltme adımlarının kalitesinin yüksek olması önemlidir, bu nedenle deneyimli teknisyen ve analistlerin rehberliği önerilmektedir. 12 haftalık, dişi, Wistar H sıçan ve lateral kuyruk damar içine bir kateter eklemek ayak ucutu yanıt eksikliği doğruladıktan sonra 37 derece santigrat santigrat ısıtma yastığı üzerinde hayvan yerleştirin.

100 mikrolitre 2% lidokain yerel tıraş ve dezenfekte kafa derisi içine enjekte ve kafatası ortaya çıkarmak için bir orta hat kesi yapmak. Periost artık mevcut olana kadar herhangi bir fazla membran kaldırmak ve kafatası boyunca bir pamuk tomurcuk ovmak için küçük bir makas kullanın, sonra 10 milimetre çapında eklemek için doku tutkal bir damla kullanın, üç milimetre kalınlığında, metalik disk yaklaşık 1 /3 önünde ve bregma arkasında 2/3. Travmatik beyin hasarı indüksiyoniçin, belirli bir yay sabiti köpük yatak ile özel bir yatak üzerinde sıçan yerleştirin ve mümkün olduğunca yatay kask ile 450 gram pirinç ağırlığı ile şeffaf bir plastik tüp doğrudan altında sıçan yerleştirin.

Ağırlığı bir metreye kadar çekin. İkinci bir deneyci mevcut, ağırlık bırakın ve ikinci deneyci ikinci bir yaralanmayı önlemek için darbeden hemen sonra tüp uzak sıçan hareket ettirin. Kaskı kafatasından yavaşça çekin ve kanamayı önlemek için gazlı bez kullanın.

Bir dikiş ile cildi kapatın ve kesi için lokal analjezi jel uygulayın. Bir CT tarayıcı yatağına sıçan yerleştirin ve kafatası kırıkları ekarte etmek için genel amaçlı, düşük doz CT taraması yönetmek, sonra tam recumbency kadar izleme ile 37 derece santigrat Kalorifer pad üzerinde temiz bir kafes içinde hayvan geri dönmeden önce sıçan yerleştirin. Travma indüksiyonundan bir gün önce ve bir gün sonra, deney hayvanındaki ayak ucutuya tepki eksikliğini onaylayın ve hayvanı MR tarayıcı yatağına kafa, eğilimli bir pozisyonda yerleştirin.

Quadrature hacim bobinini başın üzerine kaydırın ve tarayıcı yatağını tarayıcı nın deliklerine doğru ilerletin. Doğru konumlandırmayı sağlamak için varsayılan 3 düzlemli izci tonu alın. Tsama bittiğinde, görüntüyü ekrana yükleyin ve başın düz yattığından ve beynin mıknatıs ve bobinin ortasına yerleştirildiğinden emin olun.

Alan, görünüm ve matris boyutu dışında varsayılan ayarları kullanarak T2 ağırlıklı görüntüler edinin ve 109 mikrometre ile 109 daha yüksek bir düzlem içi çözünürlüğe ayarlanmalıdır. Geometri Düzenleyicisi'ni açın ve dilim paketini beynin ve beyincik bulbus'u da dahil olmak üzere doğru konuma yerleştirin ve B_diffusion klasöründen üç yeni yankı-düzlemsel, difüzyon ağırlıklı spin-echo dizilerini klasörden tarayın kontrol protokolüne yükleyin. Varsayılan ayarları kullanarak difüzyon ağırlıklı görüntüler edinin ve Teşle sekmesini açın.

Dilim yönünü eksenel ve dilim sayısını 25'e ayarlayıp 500 mikrometrelik bir dilim kalınlığı ve 600 mikrometrelik bir iç dilim mesafesi elde edin ve okuma yönünü sol-sağa doğru değiştirin. Geometri sekmesialtında, geometrik parametreleri ayarlayın ve 333'e 333 mikrometre çözünürlüğü sağlamak için görüş alanını ve matris boyutunu 105'e göre 105 olarak ayarlayın. Üç difüzyon kabuğunun her biri için Araştırma sekmesindeki Difüzyon sekmesini tıklatın ve difüzyon yönünü ilk kabuk için 32, ikinci kabuk için 46 ve üçüncü kabuk için 64 olarak ayarlayın.

B0 görüntü sayısını ilk kabuk için beş, ikinci kabuk için beş ve üçüncü kabuk için yedi olarak değiştirin ve degrade yönünü özel degrade yön dosyalarıyla ayarlayın. İlk kabuk için kare başına 800 saniye, ikinci kabuk için milimetre kare başına 1, 500 saniye ve üçüncü kabuk için milimetre kare başına 2,000 saniye yön başına B değerini ayarlayın, sonra Geometri Düzenleyicisi açın ve artifakı ve tazyik süresini azaltmak için yalnızca serebrum içeren bulbus ve serebellum arasındaki görüş alanını yerleştirin. Tarama protokolü nün tamamlanmasıyla, hayvanı tarayıcı yatağından tam tedavi ye kadar izlenerek 37 derecelik bir ısıtma yastığıyla temiz bir kafese aktarın.

Difüzyon MRI görüntü işleme için, MRtrix3 görüntüleri yükleyin ve yazılım programında difüzyon ağırlıklı görüntüler üzerinde gürültü düzeltme ve Gibbs zil düzeltme gerçekleştirin. T2 görüntüdeki düzeltilmiş, difüzyon ağırlıklı görüntüleri belirtildiği gibi NIFTI biçimine dönüştürün. Eko düzlemsel görüntüleme, hareket ve eddy akım bozulmaları için düzeltme yapmak için, ExploreDTI'nin Eklentiler menüsünde konu hareketi EC/EPI bozulmaları için Düzeltme'yi seçin ve önceden işlenmiş difüzyon veri dosyasını seçin.

Her sıçan için difüzyon tensör görüntüleme ölçümlerini hesaplamak için Eklentiler ve NIFTI'ye Dışa aktar'ı tıklatın, ardından difüzyon tensör görüntüleme modelinin parametrik haritalarını seçin ve kurtosis ve beyaz madde yolu bütünlüğü modelleri için parametrik haritaları dışa aktarın. Her sıçanın hipokampus için bir maske dosyası oluşturmak için, MRtrix görüntüleyicide sıçanın fraksiyonel asiztropi görüntüsünü yükleyin ve yeni bir ilgi alanı oluşturmak için artı düğmesini tıklayın. Farenin hipokampusunun difüzyon ölçümlerini ayıklamak için, AMIDE yazılımında oluşturulan maske dosyasını alın ve farenin parametrik haritalarını ve maske görüntüsünü açın.

Maske dosyasının ilgi çekici bölgesini AMIDE'ye eklemek için maske dosyası görüntüsünü seçin, İlgi Alanı Ekle ve 3D izocontour'u tıklatın ve ilgi bölgesine anlamlı bir ad verin. Maske görüntüsünde görüntülenen ilgi bölgesine tıklayın ve bu birimin yalnızca bir değere sahip voxel'ler içermesi gerektiğini onaylayın. Hipokampustaki difüzyon ölçümlerinin ortalama değerlerini hesaplamak için Araçlar ve Faiz İstatistiklerini Hesapla'yı tıklatın ve eklenecek görüntüleri ve ilgi alanı belirtin.

Yürüt'ü tıklattıktan sonra, daha fazla istatistiksel çözümleme için kullanılabilecek hesaplanmış değerlere sahip bir açılır pencere görüntülenir. Bu temsili deneyde, BT görüntüleme ile değerlendirildiği gibi kafatası kırığı bulgusu yoktu ve T2 görüntüleri travmadan bir gün sonra kontüzyon yerinde herhangi bir anormallik göstermedi. T2 görüntüsü ile difüzyon veri seti arasındaki katı olmayan ortak kayıt adımının kalitesini incelemek için, renk kodlu fraksiyonel asiztropi haritasına T2 görüntüsünün bir bindirmesi eklendi.

Kesirli aisotropi, ortalama difüzivite, eksenel difüzivasyon ve radyal difüzivasyon parametrik haritaları için parametrik haritalar daha sonra hesaplanabilir. İlgi alanı içinde eksenel, ortalama ve radyal kurtoz değerleri için ortalama değerlerin yanı sıra aksonal su fraksiyonu değerleri, eksenel ve radyal ekstra aksonal diffüzlük ve beyaz madde yolu bütünlüğünün tortuositliği de yapılabilir. Bu temsili deneyde, difüzyon tensör görüntüleme ölçümlerinin analizi, fraksiyonel anizotropi değerlerinde önemli bir artış ve hafif travmatik beyin hasarı grubunda ki etkiyi takiben difüzivite değerlerinde azalma saptantI.

Difüzyon kurtoz ölçümleri de etki sonrası radyal kurtozda önemli bir azalma gösterirken eksenel veya ortalama kurtozda herhangi bir değişiklik gözlenmedi. Beyaz madde yolu bütünlüğü modeli kullanılarak, radyal ekstra-aksonal diffüzivite önemli bir azalma gösterdi ve tortuosity darbeden bir gün sonra hafif travmatik beyin hasarı grubunda önemli bir artış gösterdi. Görüntü analizi sırasında, MRtrix'teki veri biçiminin düzgün bir şekilde dönüştürülüp ExploreDTI'ye aktarılıp aktarılmadığını ve her düzeltme adımının doğru şekilde gerçekleştirilip gerçekleştirilmediğini kontrol etmek önemlidir.

RoI tabanlı analiz yerine, bir voxel-by-voxel analizi tüm beyin değişiklikleri araştırmak için uygulanabilir. Bu teknik nörogörüntüleme alanında çok değerlidir ve demans ve multipl skleroz gibi diğer beyin hastalıklarına da uygulanabilir.