Hier schlagen wir eine Methode zur Bewertung der globalen Augenstruktur nach der Raumfahrt mit Mikrocomputer-Tomographie-Bildgebungsmethode vor. Die Raumflugumgebung, die die Exposition von Paragravitation und Strahlung umfasst, bewirkt einzigartige Veränderungen in der menschlichen Physiologie, einschließlich Flüssigkeitsverschiebungen. Diese Flüssigkeitsverschiebungen führen zu erhöhtem intrakraniellen Druck und wurden als Hauptursache für das neurookuläre Syndrom der Raumfahrt zugeschrieben.
Die physiologische Auswirkung von SANS wirkt sich auf mehrere Komponenten des Auges aus und umfasst optische Bandscheibenödeme, Globe-Abflachung, Aderhaut- und Netzhautfalten, hyperopic und refraktive Fehlerverschiebungen und Nervenfaserschicht-Infracts. Während die physiologischen Eigenschaften von SANS gut dokumentiert sind, sind die Mechanismen, die SANS antreiben, immer noch schlecht verstanden. Um SANS besser verstehen zu können, werden Nagetiermodelle für nicht-invasive bildgebende Verfahren eingesetzt.
Eine dieser Techniken ist micro-CT, die erfolgreich für die Bewertung von anatomischen Strukturen und pathologischen Prozessen bei Tieren eingesetzt wurde, die so klein sind wie Mäuse. Micro-CT kann eine mikrogroße Auflösung erreichen, und durch die Kombination mit einem Kontrastmittel kann es einen guten Kontrast für die Weichgewebe bieten. Micro-CT bietet einen klaren Vorteil im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, einschließlich grober Anatomie, Lichtmikroskopie und Histologie-Untersuchung, um das geometrische Profil der Proben und die räumlichen Beziehungen zwischen den Strukturen nicht zu beschädigen.
In unserer aktuellen Studie wurden Mäuse 35 Tage lang an Bord der Internationalen Raumstation der Weltraumumgebung ausgesetzt, um festzustellen, ob die Weltraumumgebung Augenschäden verursacht, indem sie die Mikrostruktur der Netzhaut, des RPE und der Aderhautschichten mit Micro-CT quantifizieren. Hier haben wir gezeigt, wie wir Proben für die Mikro-CT-Analyse vorbereitet haben. Mäuse wurden verwendet und Augen innerhalb von 38 plus oder minus vier Stunden nach dem Abspritzen.
Die Augen wurden enukleiert, und die linken Augen wurden in vier Prozent Paraformaldehyd und Phosphatpuffern für 24 Stunden saline fixiert. Nach der Fixierung wurden die Augen in Ethanol dehydriert. Um eine weitere und abrupte Schrumpfung der festen Probe zu verhindern, wurde eine abgestufte Reihe von ethanoischen Lösungen verwendet.
Zuerst wurden die Proben für eine Stunde auf 50% Ethanol übertragen und dann die Konzentrationen für jeweils eine Stunde erhöhen, 70, 80, 90, 96 und 100%Danach wurden die Augen sechs Tage lang mit 10% Gewicht pro Volumen Phospholipidsäure gefärbt. Schließlich wurden die Proben in absolutem Ethanol gewaschen und dann in einzelne zwei Mühlen-Kunststoffbehälter, die mit absolutem Ethanol gefüllt waren, zum Scannen platziert. Ein Wattepad wurde ebenfalls hinzugefügt, um die Probe während des Scannens zu stabilisieren.
Als nächstes wurde die Probe in einem Desktop-Röntgen-Mikro-CT-System SkyScan 1272 Scanner platziert, um die Netzhautschäden zu bewerten. Zum Scannen haben wir die SkyScan 1272 Software verwendet. Nach dem Öffnen der Software haben wir unser Beispiel im Rahmen zentriert.
In unserem Protokoll verwenden wir keinen Filter und legen die Matrix fest, um die Pixelgröße auf vier Mikrometer zu erhöhen. Die Mikropositionierung wird verwendet, um die Probe im Rahmen zentriert zu halten. Als Nächstes überprüfen wir die Parameter, um das Kontrastmittel in unserer Probe zu maximieren und die Maschine zu kalibrieren.
Um die Kalibrierung durchzuführen, entfernen wir das Sample aus dem Scanner und legen die Scanparameter fest. Während der Kalibrierung wird auch eine flat-filled Korrektur überprüft. Es sollte größer als 80% Nach den Kalibrierungen wird die Probe wieder in die Scankammer eingesetzt.
Vor dem Scannen werden die Beispieldateien benannt. Die Scanparameter sind wie folgt, Rotationsschritt 0,4, Frames vier, zufällige Bewegung 30, überprüfen Sie, ob die Pixelgröße auf 4 Mikrometer eingestellt ist. Dann wird der Scan gestartet.
Nach dem Scannen wird NRecon verwendet, um das Beispiel zu rekonstruieren. Zuerst öffnen wir die Dateien aus dem Scan und sehen uns die unformatierten Scanbilder an. Wir passen den Sprung des Histogramms so an, dass er in die Kurve passt.
Als Nächstes korrigieren wir das Strahlhärteartifaktum. Dann passen wir das Glättungsartefakt an. Schließlich korrigieren wir die Ringartefaktreduktion.
Nach all den Korrekturen haben wir bestätigt, dass unsere Proben in unsere Interessensregion passen. Dann können wir mit dem Wiederaufbau beginnen. Wir verwenden die DataViewer Software, um die rekonstruierten Bilder in allen drei Bereichen zu visualisieren.
Zur Analyse wird die CTAn-Software verwendet. Die rekonstruierten Bilder werden in die Software geladen. Der optische Nerv wurde verwendet, um die Region von Interesse für die Analyse zu entfernen.
Bei der Berechnung haben wir den mittleren Teil des Interessenbereichs verwendet, um alle Messungen für die Analyse durchzuführen. Zur Berechnung der linearen Messung der Fläche wurden drei wiederholte Messungen durchgeführt. Die folgenden Messungen wurden für Augengewebe, Netzhaut, RPE, Aderhaut und unsere Mikro-CT-Analyse durchgeführt, die zeigten, dass die Querschnittsbereiche der Netzhaut, des RPE und der Aderhautschicht in Raumflugproben im Vergleich zu Bodenkontrollen deutlich niedriger waren.
Micro-CT bietet eine effiziente und zerstörungsfreie Methode, um die Größe von Änderungen ohne Manipulation zu berechnen. Durch den Einsatz von Kontrastmittel verbessert es die Qualität von Micro-CT-Bildern, die uns helfen, ein erfolgreiches klares grafisches Bild der Rekonstruktion ohne die Zwischenstruktur des Exemplars zu erhalten. Darüber hinaus zeigt es in den Originaldaten, dass die Zugänglichkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erhöht ist.
Darüber hinaus, Grundzweck, ist es akzeptabel, dreidimensionale Messungen zu verwenden, aber die Segmentierung der groben dreidimensionalen Struktur kann vorteilhaft sein, um spezifische Umrisse der gesamten Probe zu liefern. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bedingungen der Raumfahrt, insbesondere Gravitationsveränderungen, eine akute und kurzfristige Reaktion im Auge hervorrufen können. Darüber hinaus sollten zukünftige Arbeiten volumetrische Daten verwenden, um andere Analysen durchzuführen, die die Micro-CT-Bildgebungsfunktionen nutzen, da sie erfolgreich für die Untersuchung vieler normaler und pathologischer Gewebe verwendet wurden.
