التصوير الانتشار المتقدم في الحصين من الفئران مع إصابات الدماغ صدمة خفيفة

مع هذا نشر التصوير البروتوكول، فمن الممكن للتحقيق في التغيرات microstructural في قرن آمون من الفئران مع إصابة الدماغ الرضية خفيفة التي هي خلاف ذلك غير مرئية على التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحية. يمكن لهذه التقنية اكتشاف التعديلات في الدماغ بعد صدمة خفيفة ومنتشرة لا يمكن اكتشافها باستخدام التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحي. هذه التقنية يجعل من السهل على مراقبة عملية الانتعاش بعد التعرض لإصابة خفيفة في الدماغ في صورة موضوعية وكمية.

ويمكن أيضاً تطبيق تقنية التصوير والتحليل الانتشاري هذه في الاضطرابات الأخرى التي تؤثر على الدماغ، مثل الخرف والتصلب المتعدد، ليس فقط في الدراسات قبل الكلينيكية ولكن أيضاً في البشر. في هذا البروتوكول ، من المهم أن تكون جودة عمليات المسح والتصحيح عالية ، وبالتالي يتم اقتراح توجيهات من الفنيين والمحللين ذوي الخبرة. وضع الحيوان على وسادة التدفئة 37 درجة مئوية بعد التأكد من عدم وجود استجابة لقرصة إصبع القدم في 12 أسبوعا، أنثى، ويمجر ويستار H وإدراج قسطرة في الوريد الذيل الجانبي.

حقن 100 ميكرولترات من 2٪ الليدوكائين محليا في فروة الرأس حليقة وتطهيرها وجعل شق منتصف لفضح الجمجمة. استخدام مقص صغير لإزالة أي أغشية زائدة وفرك برعم القطن عبر الجمجمة حتى لم يعد موجودا، ثم استخدام قطرة من الغراء الأنسجة لإرفاق قطرها 10 ملليمتر، سميكة ثلاثة ملليمترات، قرص معدني تقريبا 1/3 أمام و 2/3 وراء البرغمة. لالإصابة الدماغية الرضية التعريفي، وضع الفئران على سرير العرف مع فراش رغوة من ثابت ربيع محددة ووضع الفئران مباشرة تحت أنبوب بلاستيكي شفاف مع وزن النحاس 450 غرام مع خوذة أفقي قدر الإمكان.

سحب الوزن حتى متر واحد. مع تجريب الثاني الحاضر، والافراج عن الوزن ويكون المجرب الثاني نقل الجرذ بعيدا عن الأنبوب مباشرة بعد الاصطدام لمنع إصابة ثانية. سحب بلطف خوذة من الجمجمة واستخدام الشاش لوقف أي نزيف.

أغلق الجلد بخياطة وطبق هلام مسكن محلي على الشق. ضع الجرذ على سرير ماسح ضوئي مقطعي ويدير مسحًا مقطعيًا عامًا وجرعة منخفضة لاستبعاد كسور الجمجمة ، ثم ضع الجرذ في قفص نظيف على وسادة تدفئة 37 درجة مئوية مع المراقبة حتى إعادة شغل الوظائف الكاملة قبل إعادة الحيوان إلى قفصه. قبل ويوم واحد بعد تحريض الصدمة، تأكيد عدم وجود استجابة لقرصة إصبع في الحيوان التجريبي ووضع الحيوان على سرير الماسح الضوئي MR في وضع الرأس أولا، عرضة.

حرك ملف حجم رباعي فوق الرأس وتقدم سرير الماسح الضوئي إلى الماسح الضوئي. لضمان تحديد الموضع الصحيح، الحصول على افتراضي 3-الطائرة الكشفية المسح الضوئي. عند الانتهاء من الفحص، قم بتحميل الفحص في شاشة الصورة وتأكد من أن الرأس مستلقي بشكل مستقيم وأن الدماغ في مركز المغناطيس واللفائف.

احصل على صور مرجحة بـ T2 باستخدام الإعدادات الافتراضية، باستثناء الحقل، و طريقة العرض، وحجم المصفوفة التي يجب تعديلها إلى دقة أعلى في المستوى تبلغ 109 في 109 ميكرومتر. فتح محرر الهندسة ووضع حزمة شريحة في الموقف الصحيح، بما في ذلك لمبة الدماغ والمخيخ وتحميل ثلاثة جديدة صدى planar، الانتشار المرجح، تدور صدى تسلسلات من مجلد B_diffusion في بروتوكول التحكم في المسح الضوئي. الحصول على الصور ذات الأوزان المُوزَّعة للنشر باستخدام الإعدادات الافتراضية وفتح علامة التبويب تحرير المسح الضوئي.

تعيين اتجاه شريحة إلى محوري وعدد شرائح إلى 25 لتحقيق شريحة سمك 500 ميكرومتر ومسافة شريحة داخلية من 600 ميكرومتر وتعديل اتجاه قراءات في اليسار واليمين. تحت علامة التبويب الهندسة، قم بضبط المعلمات الهندسية وضبط مجال الرؤية وحجم المصفوفة إلى 105 في 105 لضمان دقة 333 في 333 ميكرومتر. انقر فوق علامة التبويب نشر ضمن علامة التبويب البحث لكل من قذائف الانتشار الثلاثة وضبط عدد اتجاهات الانتشار إلى 32 للقذيفة الأولى، و46 للقذيفة الثانية، و64 للقذيفة الثالثة.

تغيير عدد الصور B0 إلى خمسة للقذيفة الأولى وخمسة للقشرة الثانية وسبعة للقشرة الثالثة ثم ضبط اتجاهات التدرج مع ملفات اتجاه التدرج المخصصة. ضبط قيمة B لكل اتجاه إلى 800 ثانية لكل ملليمتر مربع للقذيفة الأولى، 1، 500 ثانية لكل ملليمتر مربع للقشرة الثانية، و 2،000 ثانية لكل ملليمتر مربع للقشرة الثالثة، ثم فتح محرر الهندسة ووضع مجال الرؤية بين لمبة ويخبلوم التي تحتوي فقط على سيبروم للحد من قطعة أثرية ومسح الوقت. عند الانتهاء من بروتوكول المسح الضوئي ، نقل الحيوان من سرير الماسح الضوئي إلى قفص نظيف مع وسادة التدفئة 37 درجة مئوية مع المراقبة حتى إعادة شغل كامل.

لمعالجة الصور التصوير بالرنين المغناطيسي للنشر، تحميل الصور في MRtrix3 وإجراء تصحيح الضوضاء وتصحيح رنين جيبس على الصور الموزونة الانتشار في برنامج. قم بتحويل الصور المصححة والموزّعة بالإنتشار في صورة T2 إلى تنسيق NIFTI كما هو مبين. لتنفيذ التصحيح للتصوير الصدى planar ، والحركة والتشوهات الحالية eddy ، في القائمة المكونات الإضافية من ExploreDTI حدد تصحيحا لحركة الموضوع EC / EPI التشوهات وحدد ملف بيانات الانتشار preprocessed.

لحساب مقاييس التصوير تنور الانتشار لكل فأر، انقر فوق المكونات الإضافية وتصدير الأشياء إلى NIFTI، ثم حدد الخرائط المحورية لنموذج التصوير tensor الانتشار وتصدير الخرائط بارامترية لنماذج نزاهة المسالك التكورس المادة البيضاء. لإنشاء ملف قناع لقناة آمون لكل فأر، قم بتحميل صورة النظائر الجزئية للجرذ في عارض MRtrix وانقر فوق الزر plus لإنشاء منطقة جديدة ذات أهمية. لاستخراج مقاييس الانتشار من قرن آمون من الفئران، استيراد ملف قناع خلق في برنامج أميدي وفتح الخرائط parametric وقناع صورة من الفئران.

لإضافة منطقة الاهتمام من ملف قناع في أمدي، حدد صورة ملف قناع، انقر فوق تحرير، إضافة منطقة الاهتمام وisocontour 3D وإعطاء المنطقة ذات فائدة اسم ذات مغزى. انقر على المنطقة ذات الاهتمام المعروضة في صورة القناع وتأكد من أن هذا الحجم يجب أن يحتوي فقط على voxels بقيمة واحدة. لحساب القيم الوسطية لمقاييس الانتشار في قرن آمون، انقر فوق أدوات وحساب إحصائيات المنطقة ذات الاهتمامات، ثم قم بالإشارة إلى الصور والمنطقة التي سيتم تضمينها.

بعد النقر فوق تنفيذ، ستظهر نافذة منبثقة مع القيم المحسوبة التي يمكن استخدامها لإجراء المزيد من التحليل الإحصائي. في هذه التجربة التمثيلية ، لم يكن هناك أي دليل على كسر الجمجمة كما تم تقييمه من خلال التصوير المقطعي المحوسب ولم تظهر صور T2 أي تشوهات في موقع الكدمات بعد يوم واحد من الصدمة. لدراسة جودة خطوة التسجيل المشترك غير الجامدة بين صورة T2 ومجموعة بيانات الانتشار، تمت إضافة تراكب للصورة T2 إلى خريطة الكسر الكسرية المرمزة بالألوان.

ويمكن بعد ذلك حساب الخرائط البارامترية للانصاف الجزئي، والناقلة النابية، والناقلة المحورية، وخرائط البارامترية الشعاعية. ضمن المنطقة ذات الاهتمام، يمكن أيضا حساب القيم المتوسطة لقيم التدفير المحوري والمتوسط والشعاعي وكذلك قيم كسر الماء المحوري، والناشرة المحورة والشعاعية خارج محور عصبي، وتورتوسية سلامة المسالك المادة البيضاء. في هذه التجربة التمثيلية، كشف تحليل مقاييس التصوير تنور الانتشار عن زيادة كبيرة في قيم النظائر الكسرية وانخفاض في قيم الانتشارية بعد التأثير في مجموعة إصابات الدماغ الرضية الخفيفة.

كما أظهرت مقاييس التَّحَدُّب الانتشاري انخفاضًا كبيرًا في التَدَرُّب الشعاعي بعد التأثير، بينما لم تُلاحظ أي تغييرات في التَحَس المحوري أو المتوسط. باستخدام نموذج سلامة المادة البيضاء، أظهرت الانتشارية الشعاعية خارج محور عصبي انخفاضًا كبيرًا وأظهرت التورطووسية زيادة كبيرة في مجموعة إصابات الدماغ الرضية الخفيفة بعد يوم واحد من الارتطام. أثناء تحليل الصورة، من المهم التحقق مما إذا كان تنسيق البيانات من MRtrix قد تم تحويله واستيراده بشكل صحيح إلى ExploreDTI وأن كل خطوة تصحيح تم تنفيذها بشكل صحيح.

بدلاً من التحليل القائم على عائد الاستثمار ، يمكن تطبيق تحليل voxel بواسطة voxel للتحقيق في تغيرات الدماغ بأكملها. هذه التقنية قيمة جداً في مجال التصوير العصبي ويمكن تطبيقها على اضطرابات الدماغ الأخرى أيضاً، على سبيل المثال الخرف والتصلب المتعدد.