Mikro Bilgisayarlı Tomografi Kullanılarak Küçük Hayvanlarda Non-İnvaziv İskelet Kası Miktar Tayini

microCT, vücut kompozisyonunun analizi için uygun maliyetli, invaziv olmayan bir tekniktir. Kas fizyolojisi çalışmalarında avantajlıdır, müdahaleler sırasında izin verir. microCT, aynı hayvandan birden çok kez veri sağlar ve analiz kalitesini iyileştirir ve hayvan kullanımını azaltır.

Foton sayan x-ışını dedektörleri, nanoparçacık platformlarıyla ilişkili farklı kontrast maddeleri kullanarak dokuların kantitatif farklılaşmasını sağlayacak mikroBT'de bir yeniliktir. Bu, bir baryum çözeltisi ile farklı anatomik alanların tanımlanmasını iyileştirebilir. Eğitim, mikroBT veri analizinde önemli bir zorluk teşkil etmektedir ve ayrıca klinik öncesi BT için tutarlı protokollerin olmaması, anatomik bölgeler değişen Hounsfield değerleri sergileyebileceğinden, özellikle biyomateryaller veya tümör görüntüleri ile uğraşırken görüntü elde etmeyi zorlaştırabilir.

Protokolümüz adım adım bir yol sağlar, eğitimli ve eğitimsiz kullanıcının benzer sonuçlarla mikroCT veri toplama ve analizi yapmasına olanak tanır. Şimdi dikkatimizi, iskelet kası fonksiyonu ve sosyal etkileşim ile ilişkili fare spontan bölmesini analiz etmeye odaklıyoruz. Ayrıca 2D ve 3D modeller kullanarak in vitro olarak iskelet hücresi farklılaşmasını incelemekle de ilgileniyoruz.

Başlamak için, anestezi uygulanmış fareyi özel bir fare yatağı kullanarak mikroCT tarayıcıya sırtüstü yatırın. Tarama sırasında hareketi en aza indirmek için fareyi bir burun konisi ve bantla sabitleyin. Ardından fareyi microCT tarayıcının portalına yerleştirin.

Yüksek çözünürlüklü bir klinik öncesi görüntüleme sistemi kullanarak vücut mikroCT taramaları elde edin. 60 kilovoltluk bir voltajda ve 480 mikroamperlik bir akımda sinek modu dönüşünü kullanarak her biri 470 milisaniye pozlama süresine sahip toplam 1.024 projeksiyon yakalayın. Sistemi 1,25 büyütmeye ayarlayarak toplam 8,02 dakikalık çekim süresi için 94,72 milimetrelik bir görüş alanı elde edin.

2.368 x 2.240 piksel çözünürlük üreterek tek tek gruplama ile görüntüler yakalayın. Akrilik silindirik bir fantom üzerinde aynı parametrelerle bir tarama yapın ve referans verilen yazılımı kullanarak hava ve su için Hounsfield birimi veya HU değerlerini çıkarın. Görüntüleri DICOM dosyalarına dönüştürün ve HU değerlerini düzeltin.

Farenin microCT görüntülerini aldıktan sonra, görüntü analiz yazılımını açın ve arayüzün sol üst kısmında grimsi mavi renkle vurgulanan 3B dilimleyici menüsünü bulun. Veri Ekle'ye tıklayın. İki seçenekli pencere göründüğünde, ilk seçeneği seçin ve eklenecek dizini seçin.

Ardından hedef DICOM görüntülerini içeren klasöre gidin ve üzerine tıklayın. Farklı anatomik düzlemleri temsil eden, koronal olarak yeşil, sagital olarak sarı ve enine kırmızı olarak üç ekranda görüntülenen görüntüleri gözlemleyin. Üst sekmede, Modüller altında, segmentlere ayırma seçeneklerini açmak için segment düzenleyicisini seçin.

Ardından, her doku tipi için HU aralığını tanımlayan yeni segmentler oluşturmak için yeşil artı Ekle düğmesine tıklayın. Şimdi istediğiniz ayarlara göre adlandırmak ve renklendirmek için her bir segmente çift tıklayın. Eşik işlevini kullanarak her segment için HU aralığını ayarlayın.

Her doku tipi için HU değerlerini, yağsız doku eksi 29 ila 225, yağ dokusu eksi 190 ila eksi 30 ve kemik 500 ila 5.000 girin. Uygula düğmesine tıklayın. HU aralıklarını ayarladıktan sonra, segmentlere ayrılmış dokuların 3B görüntüsünü oluşturmak için 3B Göster'e tıklayın.

Segmentasyon menüsünde, istenmeyen nesneleri kaldırmak için makas aracını seçin. Anatomik düzlemler için, istenen düzlemin renkli çubuğundaki görünümü büyüt düğmesine tıklayın ve CT taramasında gezinmek için fare kaydırmasını kullanın. 3D oluşturma için, döndürmek için farenin sol düğmesini ve yakınlaştırmak için farenin sağ düğmesini kullanın.

Ardından, istenmeyen nesneyi vurgulamak için makas aracını kullanın ve görüntüden çıkarmak için daire içine alın. Dört pencere düzenine dönmek için görünüm düzenini geri yükle simgesini tıklayın. Segmentasyondan sonra, her segmentin hacimlerini hesaplamak için Miktar ve Segment İstatistikleri'ne gidin.

Uygula'ya tıklayın ve yazılımın her segmentasyon için hem etiket haritasını hem de kapalı yüzey hacimlerini gösteren değerler içeren bir tablo oluşturmasını bekleyin. Bu hacimleri doku kütlesine dönüştürmek için yazılım tarafından sağlanan hacim ölçümlerini santimetre küp cinsinden kullanın. Yağ dokusu için santimetreküp başına 0.95 gram, yağsız doku için santimetreküp başına 1.05 gram ve iskelet dokusu için santimetreküp başına 1.92 gram olmak üzere her doku tipi için uygun yoğunluğu uygulayın.

Kemik uzunluğu ölçümleri için, segment düzenleyici menüsüne dönün ve her segmentin yanındaki göz simgesine tıklayarak yağ ve yağsız doku segmentlerini gizleyin. Ardından, ana menünün üst köşesindeki araç çubuğu seçeneğini seçin. 3B oluşturmada kemik uzunluğunu ölçmek için Yeni Satır Oluştur düğmesine tıklayın.

3D rekonstrüksiyonda kemiği tanımlayın. Kemiğin bir ucuna tıklayın ve ardından yazılımın uzunluğunu ölçmesine izin vermek için diğer ucuna tıklayın. İskelet, adipoz ve yağsız dokuların segmentasyonu ardışık koronal, sagital ve transvers düzlemler yoluyla sunuldu ve net doku ayrımını etkili bir şekilde gösterdi.

3D görüntüler, mavinin kemiği, sarının yağ dokusunu ve kırmızının yağsız dokuyu temsil ettiği ayrıntılı anatomik yapıları ortaya çıkardı. Yaşlı denekler, yetişkin deneklere kıyasla daha yüksek bir vücut yağ yüzdesi ve daha düşük yağsız kütle sergiledi, bu da vücut kompozisyonundaki yaşa bağlı değişiklikleri gösterdi.