כלי משופר ניגודיות הדמיה באמצעות MicroCT

המטרה של טכניקה זו של דימות כלי דם עם הגברת ניגודיות באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת מיקרוסקופית או micro CT היא לספק שיטה אופטימלית ליצירת מערכי נתונים באיכות גבוהה לצורך ניתוח של רשתות כלי דם בעכברים חיים. דבר זה מושג על ידי הזרקה תוורידית של חומר ניגוד רדיואופקי in vivo. לאחר מכן, החיה מוכנה לדימות micro CT על ידי השראת הרדמה ומיקום מאובטח של החיה בתא רב-מודאלי להפחתת ארטיפקטים של תנועה במהלך סריקות ה-micro CT.

בעקבות הסריקות, נתוני ה-micro CT משוחזרים ונטענים לתוכנת ההדמיה. השלב האחרון של הפרוצדורה הוא התאמת פרמטרים של פונקציית העברה דו-ממדית כדי לשפר את הנראות של כלי הדם ולהקצות צבעים שונים לכלי דם, לעצם ולרקמה רכה לצורכי הבחנה. בסופו של דבר, ניתן להשיג תוצאות המציגות את הרשת הווסקולרית בבעלי חיים חיים באמצעות דימוי מועצם בניגודיות אטום-CT ורינדור של פונקציית העברה דו-ממדית.

שלום, אני סו רש, PJA פאטי מהמרכז לדימות בעלי חיים קטנים במחלקה של מכון Greehey לחקר סרטן ילדים במרכז המדעי לבריאות של אוניברסיטת טקסס, סן אנטוניו. אני צ'ארלס קלר, גם אני ממכון Greehey לחקר סרטן ילדים במרכז המדעי לבריאות של אוניברסיטת טקסס בסן אנטוניו. היום נדגים לכם פרוצדורה להדמיית כלי דם בבעלי חיים חיים באמצעות חומר ניגוד רדיואופאקי לבריכת הדם.

אנו משתמשים בנוהל זה במעבדותינו כדי לחקור כלי דם בינוניים וגדולים בגידולים ספונטניים מורכבים בעכברים טרנסגניים שלנו. אז בואו נתחיל. כדי להתחיל בנוהל זה, השגו 0.2 milliliters לכל 20 grams של חומר ניגוד לבריכה דמית מיוד, Xia one 60 xl בריכוז של 20 milligrams של יוד ל-milliliter, באמצעות מזרק אינסולין של half cc במידה 28 and a half gauge עם נפח מת בנמוך.

הזריקו את חומר הניגוד לעכבר חי דרך הווריד הדיסטלי של הזנב. 10 דקות לאחר ההזרקה, הכינו את בעלי החיים לצילום micro CT.

ראשית, הרדימו את בעלי החיים בתוך קופסת אקריליק המחוברת ל-2% isof fluorine ב-100% oxygen בקצב של 2.5 liters per minute. לאחר מספר דקות, בצעו צביטה של בהונות כדי לוודא את עומק ההרדמה. לאחר מכן, כדי למזער ארטיפקטים של תנועה, ייצבו את העכבר על ידי הצבתו בתא רב-מודאלי (multimodality chamber) מותאם אישית הזמין למסחר, הכולל פתחים לאספקת אוויר ולפליטה.

שמרו על אספקת אוויר עם 2% isof fluorine ו-100% oxygen כדי להבטיח הרדמה רציפה של בעל החיים במהלך הסריקה. לאחר הכנת העכבר, ניתן לסרוקו ביחידת micro CT המסוגלת לבצע סריקות של בעלי חיים חיים. חברו את תא הרב-מודאליות המכיל את העכבר לצינורות פליטת האוויר.

באמצעות סורק CT נפחי מדגם GE Explorer, ניתן לסרוק את בעל החיים ברזולוציה של 93 micrometer. סורק נפחי זה משתמש בגלאי CCD של 3,500 על 1750 לשחזור cone beam של Feld Camp; הגדירו את הפרמטרים הבלתי תלויים בפלטפורמה כקבועים, עם זרם של 450 microamps, מתח של 80 kV וזמן חשיפה של 100 milliseconds. כדי להשיג ניגודיות גבוהה יותר בין העצם לרקמה רכה מהכלי, ניתן לשנות את הפרמטרים הסטנדרטיים ל-5 עד 8 פריימים לכל תצפית ו-360 עד 720 תצפיות עבור סיבוב מלא של 360 מעלות; השתמשו בזמן סריקה כולל של כ-15 עד 20 דקות לאחר סריקת ה-CT.

שחזר את התמונות באמצעות תוכנת קרן ה-EVS הקניינית של היצרן. המשך לעקוב אחר העכבר עד להחלמה מלאה מההרדמה. לאחר השחזור, ניתן להשתמש בנתוני ה-micro CT עבור פונקציית העברה מתקדמת של משטחים שווים (isosurface) במימד אחד או שניים.

לביצוע רינדור תמונות באמצעות תוכנת עיבוד התמונות SEG 3D לצורך יצירת השלכה דו-ממדית של מערך הנתונים התלת-ממדי, השתמש בפונקציית העברה דו-ממדית המשפרת עוד יותר את ההבחנה בין כלי דם לעצם. במהלך רינדור התמונה, הקצה צבעים ושקיפויות לדגימת הקרן (ray sample) על בסיס פונקציית ההעברה, אשר נשענת בתורה על ערך ה-CT ועל עוצמת הגרדיאנט. כוונן ידנית את פונקציות ההעברה בהתבסס על ההכוונה המסופקת על ידי היסטוגרמות של ערכי CT כדי להדגיש אזורים ואובייקטים רלוונטיים המוצגים.

להלן תוצאות מייצגות המציגות תמונת פונקציית העברה דו-ממדית (transfer function rendering) בסריקת micro CT של עכבר מסוג wild type שהוזרק לו Xia one 60 xl. הרגשנו לכם כיצד להפיק מערכי נתונים באיכות גבוהה לצורך ניתוח של רשתות כלי דם בעכברים חיים. ניתן להשתמש בטכניקה זו להערכה איכותית וכמותית של אנטי-אנגיוגנזה במחקרים פרה-קליניים, תוך שימוש בעכברים טרנסגניים או בעכברי xenograft.

בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור להבטיח הזרקה מושלמת של חומר הניגוד לווריד הזנב, ולמצב את החיה באופן שימזער את ארטיפקט התנועה שעלול להתרחש כתוצאה מהנשימה. זהו כל השלב. תודה שצפיתם ובהצלחה בניסוייכם.