عالية الدقة 3D تصوير السابقين فيفو العينات البيولوجية بواسطة CT مايكرو
Summary
لا يمكن أن يتحقق من غير المدمرة حجم التصور فقط من خلال تقنيات تصوير الشعاعي الطبقي ، الذي هو الأكثر كفاءة التصوير المقطعي بالأشعة السينية الصغرى المحوسبة (CT).
Abstract
لا يمكن أن يتحقق من غير المدمرة حجم التصور فقط من خلال تقنيات تصوير الشعاعي الطبقي ، الذي هو الأكثر كفاءة التصوير المقطعي بالأشعة السينية الصغرى محوسبة (μCT).
ارتفاع القرار μCT هو تنوعا جدا بعد دقيقة (1-2 ميكرون من القرار) تقنية لفحص 3D السابقين فيفو العينات البيولوجية 1 و 2. على العكس من التصوير المقطعي الإلكترون ، وμCT يسمح للفحص لمدة تصل إلى 4 سم عينات سميكة. هذا الأسلوب يتطلب بضع ساعات فقط من قياس مقارنة أسابيع في الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك ، μCT لا تعتمد على نماذج stereologic 2D ، وبالتالي تكمل ويمكن في بعض الحالات يمكن أن تحل محل أساليب النسيجي حتى 3 ، 4 ، وكلاهما مضيعة للوقت وتدميرا. تكييف العينة وتحديد المواقع في μCT واضحة ولا تحتاج إلى فراغ ارتفاع أو انخفاض درجات الحرارة ، مما قد يؤثر سلبا على الهيكل. يتم وضع العينة واستدارة 180 درجة أو 360 درجة بين مصدر الأشعة السينية للكشف عن وmicrofocused أ ، والذي يتضمن وماض وكاميرا CCD دقيقة ، للحصول على كل زاوية أخذ صورة 2D ، ومن ثم يتم إعادة وحدة التخزين بالكامل باستخدام واحد من الخوارزميات المختلفة المتاحة 5-7. القرار 3D يزداد مع انخفاض الخطوة التناوب. بروتوكول الفيديو ويبين الخطوات الرئيسية في الشلل ، وإعداد وتحديد المواقع للعينة تليها التصوير بدقة عالية.
Protocol
Discussion
C57/Bl6 الفأر الجنينية في يوم 18.5 (E18.5) وبعد اربعة ايام من بدء عملية تمعدن. في هذه المرحلة من التنمية ، وجعل العظم مستقبل طبقات كثيرة من osteoids المعدنية ، وينظر بشكل واضح في الشكل رقم 3. عند هذه النقطة ، ينبغي للمرء أن أشدد على أن الأنسجة يمكن تصور المعدنية في دقة أقل مع الصكوك المختلفة التي تتطلب كميات أقل من التعامل مع العينة. هذا البروتوكول (وثيقة CT الدقيقة المستخدمة في ذلك) بالإضافة إلى توفير مستوى أعلى من القرار ، ويوفر أعلى من المرونة للمستخدم لاختيار أفضل المعايير الهندسية للقياس.
النتائج في الشكل رقم 4 تظهر أنه في الرئة مثلي النماذج الحيوانية السرطان ، والإنسان غير سرطان الرئة ذي الخلية الصغيرة يمكن أن تحدث تجنيد الأوعية الدموية واتساع الأوعية الدموية. نحن نعتبر أن تم نقل أيا من أنسجة الرئة ، ولم يتغير شكله خلال القياس. يجب على المستخدم اتخاذ احتياطات خاصة لتجنب مثل هذه التغييرات خلال التصوير المقطعي. بالنسبة لبعض العينات ، وخاصة بالنسبة ليونة الأنسجة ، وعلى المرء أن بناء الأجهزة الخاصة القابضة التي شل تماما خلال عينة القياس. للأسف حالت دون وجود تسرب عالية من التباين في عامل محيط الأورام تقدير موثوق في الأوعية الدموية الطرفية. نتيجة لذلك أصبح ملوثا بعض الصور عن طريق وكيل تلوين خاصة على الحواف ، والتي من الواضح أنها موجودة في الأفلام 2 و 3. لم نتمكن من منع هذا التسرب ، لكنه لم يؤثر على معلومات مفيدة عن العقيدات السرطان ، بما في ذلك حجمها وشكلها وجود الأوعية الدموية الداخلية. يمكن أن نستنتج بوضوح أن ما لا يقل عن التداول الشعبي الذي درس هنا ، وإمدادات الدم الطرفية يشارك في نضح الورم ، مع بعض الارواء الحالي ايضا داخل الورم.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
أجريت دراسات في ايرفينغ موسكوفيتش وCherna مركز للنانو والتصوير الحيوية نانو في معهد وايزمان للعلوم.
ونحن ممتنون لYeger أورنا لمساعدتها في تصميم وتشغيل هذا البروتوكول.
Materials
For image acquisition we have used a MICRO XCT-400 microfocussed X-ray tomographic system produced by Xradia, Concord, USA.
Images were processed and analyzed using ImageJ (NIH, USA), Avizo (VSG, France) and MicroView (General Electric, USA) software packages. Any available image analysis software can be used instead
Riferimenti
- Schambach, S. J., Bag, S., Schilling, L., Groden, C., Brockmann, M. A. Application of micro-CT in small animal imaging. Methods. 50, 2-13 (2010).
- Bauer, J. S., Link, T. M. Advances in osteoporosis imaging. Eur J Radiol. 71, 440-449 (2009).
- Chappard, D., Retailleau-Gaborit, N., Legrand, E., Basle, M. F., Audran, M. Comparison insight bone measurements by histomorphometry and microCT. J Bone Miner Res. 20, 1177-1184 (2005).
- Muller, R., Van Campenhout, H., Damme, B. V. a. n. Morphometric analysis of human bone biopsies: a quantitative structural comparison of histological sections and micro-computed tomography. Bone. 23, 59-66 (1998).
- Mueller, K., Yagel, R., Wheller, J. J. Anti-Aliased 3D Cone-Beam Reconstruction Of Low-Contrast Objects With Algebraic Methods. IEEE Transactions on Medical Imaging. 18, 519-537 (1999).
- Kachelriess, M., Schaller, S., Kalender, W. A. Advanced single-slice rebinning in cone-beam spiral CT. Med Phys. 27, 754-772 (2000).
- Endo, M., Komatsu, S., Kandatsu, S., Yashiro, T., Baba, M. A combination-weighted Feldkamp-based reconstruction algorithm for cone-beam CT. Phys. Med. Biol. 51, 3953-3965 (2006).
- Marxen, M., Thornton, M. M., Chiarot, C. B., Klement, G., Koprivnikar, J., Sled, J. G., Henkelman, R. M. MicroCT scanner performance and considerations for vascular specimen imaging. Med Phys. 31, 305-313 (2004).
- Plouraboué, F., Cloetens, P., Fonta, C., Steyer, A., Lauwers, F., Marc-Vergnes, J. P. X-ray high-resolution vascular network imaging. J Microsc. 215, 139-148 (2004).
