Neuroscience
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Расширенный диффузии изображений в гиппокампе крыс с мягкой травматического повреждения головного мозга
Chapters
Summary August 14th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Общая цель этой процедуры заключается в получении количественной микроструктурной информации гиппокампа у крысы с легкой черепно-мозговой травмой. Это делается с использованием передового диффузионного взвешенного протокола магнитно-резонансной томографии и анализа параметрических диффузионных карт.
Transcript
С помощью этого протокола диффузионной визуализации, можно исследовать микроструктурные изменения в гиппокампе крысы с легкой черепно-мозговой травмой, которые в противном случае не видны на анатомической МРТ. Этот метод может обнаружить изменения в головном мозге после легкой и диффузной травмы, которые не могут быть обнаружены с КТ или анатомической МРТ. Этот метод упрощает мониторинг процесса восстановления после поддержания легкой черепно-мозговой травмы объективным и количественным образом.
Этот метод диффузии изображения и анализа также может быть применен в других расстройств, затрагивающих мозг, таких как слабоумие и рассеянный склероз, не только в доклинкологических исследований, но и у людей. В этом протоколе важно, чтобы качество диффузионных сканирований и шагов коррекции было высоким, поэтому предлагается руководство от опытных техников и аналитиков. Поместите животное на 37-градусную грелку по Цельсию после подтверждения отсутствия реакции на щепотку нова у 12-недельной самки крысы Wistar H и вставьте катетер в боковой хвостовой вены.
Ввесите 100 микролитров 2%лидокаина локально в бритую и дезинфицированную кожу головы и сделайте разрез средней линии, чтобы разоблачить череп. Используйте небольшие ножницы, чтобы удалить излишки мембран и протереть ватный тампон через череп, пока periosteum больше не присутствует, а затем использовать каплю ткани клея, чтобы прикрепить 10-миллиметровый диаметр, три миллиметра толщиной, металлический диск примерно 1/3 перед и 2/3 за брегмой. Для черепно-мозговой травмы индукции поместите крысу на специально изготовленную кровать с пенным матрасом определенной пружинной константы и поместите крысу прямо под прозрачную пластиковую трубку с 450-граммовой латунной массой шлема как можно более горизонтально.
Потяните вес до одного метра. При втором экспериментатор присутствует, отпустите вес и второй экспериментатор переместить крысу от трубки сразу после удара, чтобы предотвратить вторую травму. Аккуратно вытащите шлем из черепа и используйте марлю, чтобы остановить кровотечение.
Закройте кожу швом и нанесите на разрез местный гель анальгезия. Поместите крысу на кровать КТ сканера и управлять общего назначения, низкие дозы КТ, чтобы исключить переломы черепа, а затем поместить крысу в чистую клетку на 37-градусный грелку по Цельсию с мониторингом до полного лежачих, прежде чем вернуть животное в клетку. До и на следующий день после травмы индукции, подтвердить отсутствие реакции на ноги щепотку в экспериментальном животное и поместить животное на кровать MR сканера в headfirst, склонные позиции.
Сдвиньте катушку объема квадратуры над головой и заранее кровать сканера в сканер родила. Чтобы обеспечить правильное позиционирование, получить по умолчанию 3-самолет разведчик сканирования. Когда сканирование закончено, загрузите сканирование на дисплее изображения и убедитесь, что голова лежит прямо и что мозг расположен в центре магнита и катушки.
Приобретайте взвешенные изображения T2 с помощью параметров по умолчанию, за исключением поля, вида и размера матрицы, которые должны быть скорректированы до более высокого разрешения в плоскости 109 на 109 микрометров. Откройте редактор геометрии и поместите пакет срезов в правильное положение, включая луковичную лампу головного мозга и мозжечка, и загрузите три новых эхо-плана, диффузионно-взвешенных, спин-эхо последовательностей из папки B_diffusion в протокол управления сканированием. Приобретайте изображения, взвешенные по диффузии, используя настройки по умолчанию и откройте вкладку Edit Scan.
Установите ориентацию ломтика на ось и количество ломтиков до 25, чтобы достичь толщины ломтика 500 микрометров и внутреннего расстояния ломтика 600 микрометров и изменить направление считывания влево-вправо. Под вкладкой Геометрия отрегулируйте геометрические параметры и отрегулируйте поле зрения и размер матрицы до 105 на 105, чтобы обеспечить разрешение 333 на 333 микрометра. Нажмите на вкладку Диффузии в вкладке Research для каждой из трех оболочек диффузии и отрегулируйте количество направлений диффузии до 32 для первой оболочки, 46 для второй оболочки и 64 для третьей оболочки.
Измените количество изображений B0 до пяти для первой оболочки, пять для второй оболочки и семь для третьей оболочки и отрегулируйте направления градиента с помощью пользовательских файлов направления градиента. Отрегулируйте значение B в направлении до 800 секунд на миллиметр в квадрате для первой оболочки, 1500 секунд на миллиметр в квадрате для второй оболочки, и 2000 секунд на миллиметр в квадрате для третьей оболочки, затем откройте редактор геометрии и поместите поле зрения между луковичным и мозжечковым, содержащим только мозжечок, чтобы уменьшить артефакт и время сканирования. По завершении протокола сканирования перенесите животное со кровати сканера в чистую клетку с 37-градусной грелки по Цельсию с мониторингом до полного лежачих.
Для обработки изображений МРТ для диффузии загрузите изображения в MRtrix3 и выполните коррекцию шума и коррекцию звона Гиббса на диффузионно-взвешенных изображениях в программной программе. Преобразование исправленных, взвешенных по диффузии изображений на изображении T2 в формат NIFTI, как указано. Для выполнения коррекции для эхо-планарной визуализации, движения и eddy текущих искажений, в меню Plug-ins ExploreDTI выберите Коррекцию для искажения движения темы EC/EPI и выберите предварительно обработанный файл данных диффузии.
Чтобы рассчитать метрики диффузионного тензорного изображения для каждой крысы, нажмите Plug-ins and Export stuff в NIFTI, затем выберите параметрические карты модели диффузионного тензорного изображения и экспортируют параметрические карты для моделей целостности куртоза и белого вещества. Чтобы создать файл маски для гиппокампа каждой крысы, загрузите дробное изображение анисотропии крысы в MRtrix зрителя и нажмите кнопку плюс, чтобы создать новую область интереса. Чтобы извлечь диффузионные метрики гиппокампа крысы, импортировать созданный файл маски в программное обеспечение AMIDE и открыть параметрические карты и маска изображение крысы.
Чтобы добавить область интересов файла маски в AMIDE, выберите изображение файла маски, нажмите Edit, Add Region Of Interest и 3D isocontour и дайте региону интереса значимое имя. Нажмите на область интереса, отображаемую на изображении маски, и подтвердите, что этот том должен содержать только воксель со значением одного. Чтобы рассчитать средние значения метрик диффузии в гиппокампе, нажмите Инструменты и Рассчитайте область статистики интересов и укажите изображения и область, интересную для включения.
После нажатия Выполнить, всплывающее окно с вычисленными значениями, которые могут быть использованы для дальнейшего статистического анализа появится. В этом репрезентативном эксперименте не было никаких доказательств перелома черепа, как оценивается КТ изображений и T2 изображения не показывают каких-либо отклонений в месте ушиба на следующий день после травмы. Для изучения качества не жесткого шага совместной регистрации между изображением T2 и набором данных диффузии к цветной кодируемой дробной анисотропной карте было добавлено наложение изображения T2.
Затем можно было бы рассчитать параметрические карты для дробной анисотропии, означает диффузивность, аксиальную диффузивность и параметрические карты радиальной диффузии. В пределах области интересов может быть также выполнен расчет средних значений для аксиальных, средних и радиальных значений куртоза, а также значений для аксональной водной фракции, аксья и радиальной экстра-аксональной диффузивности и тортуозности целостности тракта белого вещества. В этом репрезентативном эксперименте анализ метрик диффузионной тензорной визуализации выявил значительное увеличение значения дробной анисотропии и снижение значений диффузии после воздействия в группе легкой черепно-мозговой травмы.
Диффузионный куртоз метрики также показали значительное снижение радиального куртоза после воздействия в то время как никаких изменений в ось или средний куртоз не наблюдалось. Используя модель целостности тракта белого вещества, радиальная экстра-аксональная диффузивность показала значительное снижение, а тортуозность продемонстрировала значительное увеличение группы легкой черепно-мозговой травмы на следующий день после удара. Во время анализа изображений важно проверить, был ли формат данных от MRtrix правильно преобразован и импортирован в ExploreDTI и что каждый шаг коррекции был выполнен правильно.
Вместо анализа на основе рентабельности инвестиций, анализ voxel-by-voxel может быть применен для исследования изменений всего мозга. Этот метод очень ценен в области нейровизуаляций и может быть применен к другим нарушениям мозга, а также, например, слабоумие и рассеянный склероз.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
