Agradecemos calurosamente a la catedral de Notre Dame Integrado Imaging Facility (NDIIF) y Carestream Health para el apoyo financiero para este proyecto.

1. Animales <ol><li> Por los resultados presentados a continuación, tres y cuatro ratones C57BL/6J B6.V-LEP ratones ob / J se obtuvieron de los Laboratorios Jackson (Bar Harbor, Principal, EE.UU.). B6.V-LEP ob / J ratones representan uno de los primeros modelos de la obesidad y se mantienen investigando activamente. B6.V-LEP ob / J ratones muestran un fenotipo caracterizado por aumento de tamaño y número de adipocitos y pueden pesar hasta tres veces más que los ratones de tipo salvaje. 7,8 En este caso, B6.V-LEP ob / J ratones se emplea como un hecho positivo de control para un fenotipo obeso para ilustrar la viabilidad del sistema de Albira CT para CT basados ​​en las mediciones del contenido de grasa. </li><li> Imágenes se realizó cuando los animales alcanzaron aproximadamente 12 semanas de edad. (La obesidad en B6.V-LEP ob / J ratones se manifiesta después de 4 semanas de edad). </li><li> Los ratones fueron anestesiados por el isofluorano (2,5% del caudal) y se mantiene en el 2,5% a través de una configuración de ojiva para la imagen. Untrado animales seropositivos se coloca boca abajo en el lecho de rata estándar (M2M Imaging Inc. de Cleveland, OH) en suministrado con la estación de imagen Albira. Las ramas laterales se colocaron en el torso de un uniforme de la adquisición del TC. </li><li> Después de la adquisición de la imagen se completó, los ratones fueron retirados del cono de la nariz y volvió a una jaula de recuperación hasta ambulatoria. </li></ol> 2. Adquisición de imágenes y reconstrucción <ol><li> Adquisiciones de imágenes se realizan utilizando el sistema de Albira CT (Carestream Molecular Imaging, Woodbridge, CT). Los ratones fueron anestesiados por el isofluorano (2,5% del caudal) y se mantiene en el 2,5% a través de una configuración de ojiva para la imagen. Las adquisiciones se realizaron para analizar una cama de 115 mm de longitud, con 600 proyecciones. La fuente de rayos X se fijó a una corriente de 200 mA y el voltaje de 45 kVp, y se utiliza un filtro de 0,5 mm de Al para endurecer la viga. </li><li> Equivalente aproximado de la dosis de radiación profunda para los ajustes de CT fue de 220 mSv, y ​​la dosis equivalente superficial fue 357,4 mSv. Estoslas dosis son más de 20 veces menor que el reportado valores de la DL50. 9 </li><li> Las imágenes se reconstruyen utilizando la FBP (proyección filtrada) a través del algoritmo de Albira Suite 5.0 Reconstructor &quot;Estándar&quot; con los parámetros. Se trata de adquisición combinada y la configuración de reconstrucción producir una imagen final con 125 voxels isotrópicos micras, considera suficiente para el análisis de animal entero. Para el análisis de la región específica y detallada, una reconstrucción con 35 vóxeles isotrópicos micras puede ser seleccionado para una resolución final de 90 micrómetros. </li></ol> 3. Análisis de Imagen El análisis de imágenes se realiza mediante el PMOD (PMOD Technologies Ltd, Zurich, Suiza) el software de análisis. Las imágenes son segmentados en PMOD de acuerdo a la densidad de los tejidos, primero para el volumen total y el volumen de grasa. 3.1 Las imágenes pueden ser reducido para el análisis de minimizar las exigencias de cálculo. <ol><li> Para reducir, vaya a la pestaña Vista principal. </li&gt; <li> Seleccione Herramientas&gt; Reducir. </li><li> Seleccione X por 2, Y por 2, y Z por 2. </li><li> Compruebe reemplazar. </li><li> Seleccione Ejecutar. </li></ol> El mensaje: &quot;cuadro delimitador va a cambiar&quot; aparece una vez que la reducción es completa. 3.2 Las imágenes se pueden enmascarar para eliminar elementos de la cama y la nariz de cono para su posterior volumen de interés (VOI) el análisis. <ol><li> Para enmascarar, vaya a planos, diseños, rotaciones, espejos, marcadores 3D&gt; Planes y Distribución. </li><li> Seleccione Mostrar plano Z. </li><li> Desplácese hasta el cono de la nariz en el plano Z. </li><li> Seleccione la pestaña principal de VOI&gt; Dibuja los vértices. </li><li> Dibuja una región de interés (ROI) en torno a la nariz del animal, con exclusión de la cama y el cono de la nariz. </li><li> SeleccionarCopia retorno de la inversión real. </li><li> Vaya a la corte el próximo, y pegar el ROI de búfer a través de los planos correspondientes de la nariz. </li><li> Utilice la opción Editar Grupo de los vértices para ajustar el rendimiento de la inversión según sea necesario. </li><li> Seleccione Eliminar retorno de la inversión en los primeros planos más allá de los conos de ojiva. </li><li> Generar una nueva VOI para abarcar la circunferencia de animales (con exclusión de la cama de animales) en los primeros planos más allá de los conos de ojiva. </li><li> Vaya a VOI herramientas de máscaras&gt; y Álgebra. </li><li> Introduzca -1000 en el cuadro de diálogo proporcionado. </li><li> Seleccione los voxels máscara fuera el botón de VOIs seleccionado. </li></ol> El mensaje: &quot;. Operación de datos irreversible ¿Desea continuar?&quot; pantallas. <ol start="14"><li> Seleccione Sí. </li><li> Navegue hasta planos, diseños, rotaciones, espejos, marcadores 3D&gt; Planes y Laysalidas. </li><li> Seleccione Mostrar todos los planos. </li><li> Examine el VOI para la integridad. </li><li> Seleccione Guardar. </li><li> Analizar Guardar como. </li><li> Cambiar el prefijo de nombre de archivo. </li></ol> 3.3 Primer segmento, la imagen del volumen total del animal: <ol><li> Seleccione Herramientas&gt; Externa. </li><li> Seleccione la casilla de verificación de segmentación. </li><li> Introduzca un rango de -300 a 3.500 (rango de referencia de densidad derivada de la densidad de la grasa abdominal amplia-región). </li><li> Seleccione Ejecutar segmentación. </li><li> Examine la integridad de la segmentación. </li><li> Seleccione Aceptar. </li><li> Seleccione Eliminar retorno de la inversión. </li><li> Seleccione las estadísticas VOI. </li></ol> Estadísticas reportadas representan el volumen total. <ol start="9"><li> Registre el volumen reportado. </li&gt; </ol> 3.4 Segmento siguiente, la imagen de volumen de grasa: <ol><li> Volver a la imagen enmascarada no segmentado de la grasa-el volumen de segmentación. </li><li> Para cargar el archivo guardado los datos enmascarados, marque la casilla Analizar en la ventana de carga). </li><li> Seleccione Herramientas&gt; Externa. </li><li> Seleccione la casilla de verificación de segmentación. </li><li> Introduzca un rango de -200 a -50. </li><li> Seleccione Ejecutar segmentación. </li><li> Examine la integridad de la segmentación. </li><li> Seleccione Aceptar. </li><li> Seleccione las estadísticas VOI. </li></ol> Las estadísticas reportadas representan el volumen de grasa. <ol start="10"><li> Registre el volumen reportado. </li><li> Seleccione Guardar. </li><li> Analizar Guardar como. </li><li> Cambiar el prefijo de nombre de archivo. </li></ol><strong&gt; Opcional: Si la piel / densidad periférica sigue siendo, la &quot;erosión y la dilatación&quot; del protocolo a continuación se puede realizar para eliminar estas regiones para el análisis de VOI. <ol><li> Seleccione Herramientas&gt; Externa. </li><li> Seleccione la casilla de verificación morfológica. Las pantallas de vista morfológico. </li><li> Seleccione la erosión. </li><li> Seleccione Aceptar. </li><li> Seleccione Herramientas&gt; Externa. </li><li> Seleccione la casilla de verificación morfológica. Las pantallas de vista morfológico. </li><li> Seleccione la dilatación. </li><li> Seleccione Aceptar. </li></ol> 4. La visualización de las imágenes de TC 4,1 VolView v3.2 (Kitware, Clifton Park, NY, EE.UU.) se utilizó para crear pantallas 3D prestados visual de las imágenes segmentadas. <ol><li&gt; Abre los datos CT establecidos en el formato Analyze. </li><li> Utilice la configuración predeterminada en la ventana emergente. </li><li> Abra el menú de plug-ins. </li><li> En Utilidad, seleccione Combinar volúmenes. </li><li> Desactive la opción Cambiar la escala de los componentes. </li><li> Haga clic en Asignar segunda entrada. </li><li> Elija los datos segmentados de grasa para la segunda entrada. </li><li> Utilice la configuración predeterminada en la ventana emergente. </li><li> Haga clic en Aplicar plug-in. </li><li> Haga doble clic en Volumen ventana de visualización para una vista más grande del ratón tema. </li></ol> 4.2 Volver a la ficha Color / Opacidad. El componente de cuadro desplegable se refiere al conjunto de datos que se está editando actualmente. Dos deslizadores se encuentran en la parte inferior de la ficha y determinar el brillo relativo de cada conjunto de datos de componentes establecidos dentro de la superposición, el uso de valores de 0 a 1. Para el componente 1, the CT, se prefiere usar una combinación de colores en escala de grises. Para cambiar el color: <ol><li> En la sección Escalar Asignación de color, haga doble clic en uno de los reguladores de color. </li><li> Para quitar un control deslizante, arrástrelo fuera de la caja. </li><li> Para agregar un nuevo deslizador, haga clic en cualquier lugar dentro del área del conmutador. </li><li> Retire uno de los deslizadores. </li><li> Hacer de la izquierda regulador de color negro (valor escalar (S) = -19.000). </li><li> Gire a la derecha regulador de color blanco ((S) = 15000). </li><li> En el cuadro de escalar mapas de opacidad, crear un nuevo punto haciendo clic dentro de la caja. Esto le dará un total de tres puntos en la ventana. </li><li> Por el punto medio, cambiar el (S) para ~ -3000, y la opacidad (O) valor de 0. </li><li> Seleccione el tercer punto a la derecha de la ventana. </li><li> Cambiar (S) a cerca de 32.000, y <strong&gt; O a 0.25. </li><li> El primer punto puede estar en cualquier parte de la izquierda, al igual que siempre y cuando el valor de opacidad se establece en 0. </li><li> Cambie a dos componentes, que debe modificar el aspecto de la grasa. </li><li> Cambie cada uno de los deslizadores de color a rojo, haciendo doble clic y arrastrando el tono (H) control deslizante hacia la izquierda para el mapa en falso color de la grasa de color rojo. Muy poco más se necesita para ajustar el aspecto de la grasa. </li></ol> 4.3 Para crear una película de rotación de tres paneles muestra el TC, la grasa y de superposición: <ol><li> Haga clic y arrastre el ratón del sujeto en una posición vertical con la parte trasera mirando hacia usted. </li><li> En virtud de pesos de los componentes, establezca el valor del componente de dos a 0 para mostrar sólo la TC. </li><li> Haga clic en Revisar&gt; Cámara. </li><li> Seleccione un número de fotogramas for la rotación de la película (en el presente caso, se optó por &quot;36&quot;). </li><li> Cambiar el valor de rotación X a 360 grados. </li><li> Seleccione Crear. </li><li> En el cuadro de diálogo emergente, crear una nueva carpeta llamada TC, y guarde el archivo en formato TIFF, que se emitirá una serie de imágenes de rotación. </li><li> Repetir este paso para la imagen de grasa, así como para la superpuesto grasa / TC imagen, ahorrando en carpetas individuales cada vez. </li></ol> ImageJ 4,4 v 1.43u se utilizó para generar un archivo de película con la rotación de las imágenes de salida VolView. <ol><li> En ImageJ, seleccione Archivo&gt; Importar secuencia de imágenes&gt;. </li><li> Seleccione la primera imagen en la carpeta CT. El software detectará automáticamente los archivos de otros y abrir como una pila. </li><li> Repita el proceso para abrir las secuencias de grasa y de superposición. </li><li> Abra el Administrador de retorno de la inversión en Análisis&gt; Herramientas&gt; ROIManager. </li><li> Dibuja un retorno de la inversión alrededor del ratón tema, con exclusión de los píxeles de fondo innecesarias. </li><li> En el gestor de retorno de la inversión, haga clic en Agregar para agregar el retorno de la inversión. </li><li> Seleccione una secuencia de imágenes diferentes. </li><li> En el gestor de retorno de la inversión, haga clic en el retorno de la inversión para aplicarlo a la imagen. De esta manera, cada una de las pilas recortadas se corresponden perfectamente. </li><li> Cuando el retorno de la inversión está en todas las pilas, haga clic derecho en el retorno de la inversión. </li><li> Seleccione Duplicar. </li><li> Seleccione Ver la caja de la pila Duplicar para separar el retorno de la inversión del resto de la imagen. </li><li> Cerca de las pilas de imágenes más grandes. </li><li> Repita este procedimiento para las tres secuencias de imágenes. </li><li> Ir a Imagen&gt; Pilas&gt; Herramientas&gt; Combinar para combinar las pilas juntos. </li><li> Seleccione la TC para la pila 1. </li><li> Seleccione la grasa de la pila 2. </li><li<html> &gt; Repetir y seleccione Pilas combinados para la pila 1 y de superposición de la pila 2. </li><li> Ahora hay una de tres paneles, la imagen de rotación de la pila que se puede visualizar seleccionando Reproducir en la esquina inferior izquierda de la ventana de la imagen. </li><li> Para guardar la película como un archivo AVI, seleccione Archivo&gt; Guardar como ...&gt; AVI ... </li><li> Haga clic en Guardar. </li></ol> 5. Los resultados representativos Los resultados de tres WT (C57BL/6J) los ratones obesos y cuatro (B6.V-Lep ob / J) los ratones se presentan aquí como un ejemplo representativo de las mediciones de relación de grasa / total de volumen que emplean el sistema Albira CT. Figura 1 se presenta un representante de visualización creado con VolView v3.2 para la segmentación (es decir, volumen total y el volumen de grasa) de ratones obesos imágenes de TC. 0/3680fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1. Representante CT segmentados para la grasa de las imágenes. (A) Obeso ratón (B6.V-Lep ob / J) del volumen total de TC en escala de grises, (B) el volumen de grasa en rojo, y (C) fusión de imágenes. (D) PESO ratón (C57BL/6J) el volumen total de TC en escala de grises, (E) el volumen de grasa en rojo, y (F) la fusión de imágenes. El volumen total, los volúmenes de grasa, y calculó el volumen de grasa / total se presentan a continuación en la Tabla 1 para cada ratón WT y cada ratón obeso. El promedio de grasa / total de la relación de volumen para el grupo PT y el grupo de obesos fue de 0,09 y 0,42, respectivamente (Figura 2). Las relaciones de volumen de grasa / total de los ratones WT frente a los ratones obesos se encontró diferencias significativas (p = 0,001). <table border="1"><tbody><tr><td> WT (C57BL/6J) </td><td> Total (cm 3) </td><td> Grasa (cm 3) </td><td> Grasa / Total Ratio </td><td> Obeso (B6.V-Lep ob </sup&gt; /) </td><td> Total (cm 3) </td><td> Grasa (cm 3) </td><td> Grasa / Total Ratio </td></tr><tr><td> Animal 1 </td><td> 28,79 </td><td> 3,00 </td><td> 0,10 </td><td> Animal 1 </td><td> 66,25 </td><td> 26,75 </td><td> 0,40 </td></tr><tr><td> Animal 2 </td><td> 33,25 </td><td> 3,05 </td><td> 0,09 </td><td> Animal 2 </td><td> 61,15 </td><td> 26,31 </td><td> 0,43 </td></tr><tr><td> Animal 3 </td><td> 30,30 </td><td> 2,63 </td><td> 0,09 </td><td> Animal 3 </td><td> 64,19 </td><td> 25,7 </td><td> 0,40 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td> Animal 4 </td><td> 54,25 </td><td> 23,78 </td><td> 0,44 </td></tr></tbody></table> Tabla 1. El volumen total, el volumen de grasa,y la proporción de volumen de grasa / total de ratones WT y la obesidad. volúmenes totales y la grasa se ​​obtuvieron a partir de imágenes segmentadas utilizando el análisis de PMOD VOI. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3680/3680fig2.jpg" /> Figura 2. Promedio de los cocientes del volumen de grasa / total de ratones WT frente a los ratones obesos. Un promedio de grasa / total de relaciones de volumen para el peso (C57BL/6J) y obesidad (B6.V-Lep ob / J) que se encuentran a ser 0,09 y 0,42, respectivamente, se muestran. (Las barras de error = desviación estándar de una sola). WT frente obesos grasa / total de relaciones de volumen se encontraron diferencias significativas (p-valor = 0,001).

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	<li>Clarke, P. J., O'Malley, P. M., Schulenberg, J. E., Johnston, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Midlife+and+Socioeconomic+Consequences+of+Persistent+Overweight+Across+Early+Adulthood:+Findings+From+a+National+Survey+of+American+Adults+(1986-2008).">Midlife and Socioeconomic Consequences of Persistent Overweight Across Early Adulthood: Findings From a National Survey of American Adults (1986-2008).</a> Am. J. Epidemiol. , (2008).</li><li>Brockman, G., Bevova, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+Mouse+Models+to+Dissect+the+Genetic+of+Obesity.">Using Mouse Models to Dissect the Genetic of Obesity.</a> TRENDS in Genetics. 18, 367-376 (2002).</li><li>Bray, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+in+Understanding+the+Genetics+of+Obesity.">Progress in Understanding the Genetics of Obesity.</a> Journal of Nutrition. 127, 940S-942S (1997).</li><li>Carroll, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+Models+of+Obesity.">Mouse Models of Obesity.</a> Clinics in Dermatology. 22, 345-349 (2004).</li><li>Judex, S., Luu, Y. K., Ozcivici, E., Adler, B., Lublinsky, S., Rubin, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+Adiposity+in+Small+Animal+Rodents+using+Micro-CT.">Quantification of Adiposity in Small Animal Rodents using Micro-CT.</a> Methods. 50, 14 (2010).</li><li>Luu, Y. K., Lublinsky, S., Ozcivici, E., Capilla, E., Pessin, J. E., Rubin, C. T., Judex, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Quantificaiton+of+Subcutaneous+and+Visceral+Adiposity+by+Micro+Computed+Tomography+in+a+Small+Animal+Model.">In Vivo Quantificaiton of Subcutaneous and Visceral Adiposity by Micro Computed Tomography in a Small Animal Model.</a> Med. Eng. Phys. 31, 34-41 (2009).</li><li>Medina-Gomez, G., Gray, S. L., Yetukuri, L., Shimomura, K., Virtue, S., Campbell, M., Curtis, R. K., Jimenez-Linan, M., Blount, M., Yeo, G. S., Lopez, M., Seppänen-Laakso, T., Ashcroft, F. M., Oresic, M., Vidal-Puig, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PPAR+gamma+2+prevents+lipotoxicity+by+controlling+adipose+tissue+expandability+and+peripheral+lipid+metabolism.">PPAR gamma 2 prevents lipotoxicity by controlling adipose tissue expandability and peripheral lipid metabolism.</a> PLoS Genet. 3, e64 (2007).</li><li>Sakkou, M., Wiedmer, P., Anlag, K., Hamm, A., Seuntjens, E., Ettwiller, L., Tschöp, M. H., Treier, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=M.A+role+for+brain-specific+homeobox+factor+bsx+in+the+control+of+hyperphagia+and+locomotory+behavior.">M.A role for brain-specific homeobox factor bsx in the control of hyperphagia and locomotory behavior.</a> Cell Metab. 5, 450-463 (2007).</li><li>Patchen, M. L., MacVittie, T. J., Souza, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postirradiation+treatment+with+granulocyte+colony-stimulating+factor+and+preirradiation+WR-2721+administration+synergize+to+enhance+hemopoietic+reconstitution+and+increase+survival.">Postirradiation treatment with granulocyte colony-stimulating factor and preirradiation WR-2721 administration synergize to enhance hemopoietic reconstitution and increase survival.</a> International Journal of Radiation Oncology. 22, 773-779 (1992).</li></ol>

Todd A. Sasser, Li Shengting, Sean P. Orton, y Seth T. Gammon son empleados de Carestream Molecular Imaging. Carlos Correcher es un empleado de ONCOVISION, Gem-Imaging SAW Mateo Leevy es un consultor de Carestream Molecular Imaging.

En este caso, la utilización de B6.V-LEP ob / J ratones que han demostrado la factibilidad de realizar las mediciones de contenido de grasa en un modelo animal pequeño utilizando el sistema de Albira TC. Estas mediciones son consistentes con las expectativas para las comparaciones de intra-grupo y las mediciones entre los grupos. En primer lugar, los resultados representativos que aquí resaltar limitada dentro del grupo la variabilidad en las mediciones de relaciones de volumen de grasa / total en ambos grupos de ratones WT y la obesidad con estos procedimientos. En segundo lugar, la grasa / total de relaciones de volumen para los ratones WT contra obesidad difieren significativamente. Por último, sobre la base de las comparaciones (no se muestra) con los valores previamente reportados para relación masa grasa total y porcentaje de grasa corporal para WT contra B6.V-LEP ratones ob / J, las mediciones relativas a los ratios de volumen de grasa / total para el peso frente al B6.V- Lep ob / J ratones caen dentro de un rango esperado, 7, 8. Los métodos detallados aquí podría ser aplicado o adaptado para m otraodelos y / o los objetivos del estudio. Las modificaciones en los parámetros de reconstrucción puede ser necesaria para lograr objetivos específicos. Por ejemplo, Judex et al. (2010) informó que 50 imágenes de resolución de micras se requiere para un análisis específico de la región. Uno volúmenes cm isotrópicas de una imagen puede ser seleccionado por 35 reconstrucciones micras en el Reconstructor Albira 5,0 suite utilizando el &quot;HR&quot; opción de reconstrucción. Una vez que el sistema de Albira CT se ha utilizado para la región y de órganos específicos mediciones del contenido de grasa de todos los beneficios (es decir, la región y simultánea de órganos específicos de la medición del volumen de grasa y las mediciones longitudinales) de TC basada en el análisis de contenido de grasa puede ser ejercido por el sistema de Albira TC. Conclusiones: Aquí le ofrecemos un detallado paso por paso el método para la medición del contenido de grasa en ratones vivos que utilizan rayos X de tomografía computerizada. Adquirimos nuestros datos de la TC establece utilizando una estación de la imagen Albira, y se realizó la segmentación posterior y analisis utilizando la suite de software PMOD. Por último, se proporcionan instrucciones para que la representación fácil y visualización de la distribución del tejido graso en el animal entero.

segmentation and measurement of fat volumes in murine obesity models using x-ray computed tomography

La obesidad se asocia con una mayor morbilidad y mortalidad, así como métricas de reducción en la calidad de vida. 1 Ambos factores ambientales y genéticos están asociados con la obesidad, aunque los mecanismos precisos subyacentes que contribuyen a la enfermedad están siendo delineadas. 2,3 Varios pequeños animales modelos de obesidad se han desarrollado y se emplean en una variedad de estudios. 4 Un componente crítico de estos experimentos consiste en la recogida de datos en animales regionales y / o total del contenido de grasa en condiciones variadas. Los métodos tradicionales experimentales disponibles para medir el contenido de grasa en pequeños modelos animales de obesidad incluyen invasiva (por ejemplo, la medición ex vivo de los depósitos de grasa), y no invasivos (por ejemplo, de energía dual de rayos X (DEXA) o resonancia magnética (RM)) protocolos cada uno de ellos presenta ventajas y desventajas en relación. Los actuales métodos invasivos para medir el contenido de grasa puede proporcionar detallespara el órgano y la región específica de distribución de la grasa, pero sacrificando los sujetos se oponen a las evaluaciones longitudinales. Por el contrario, las actuales estrategias no invasivas ofrecen detalles limitados para órgano y la región de distribución de la grasa específica, sino que permiten la evaluación longitudinal de valor. Con la llegada de pequeños animales dedicados de rayos X de tomografía computarizada (TC) y los sistemas personalizados de procedimientos analíticos, tanto de órganos y el análisis de la región específica de distribución de la grasa y el perfil longitudinal puede ser posible. Informes recientes han validado el uso de la TC para la visualización in vivo longitudinal de la adiposidad en los ratones que viven 5,6. A continuación presentamos un método modificado que permite la medición del volumen de grasa / total, el análisis y la visualización de la utilización de la Carestream Molecular Imaging Albira sistema CT en conjunto con paquetes de software y PMOD Volview.

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Segmentation and Measurement of Fat Volumes in Murine Obesity Models Using X-ray Computed Tomography

Análisis de contenido de grasa se realiza rutinariamente en los estudios que utilizan modelos murinos de obesidad. Métodos emergentes en pequeños animales y el análisis de imágenes de TC están proporcionando los detalles longitudinal rica análisis de contenido de grasa. A continuación le detallamos paso a paso los procedimientos para la realización de pequeños animales TAC, análisis y visualización.

La segmentación y la medición de los volúmenes de grasa en modelos murinos de obesidad Usando rayos X de tomografía computarizada

Obesity is associated with increased morbidity and mortality as well as reduced metrics in quality of life.1 Both environmental and genetic factors are ...

segmentation-measurement-fat-volumes-murine-obesity-models-using-x

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15.9K vistas.  Carestream Molecular Imaging. Análisis de contenido de grasa se realiza rutinariamente en los estudios que utilizan modelos murinos de obesidad. Métodos emergentes en pequeños animales y el análisis de imágenes de TC están proporcionando los detalles longitudinal rica análisis de contenido de grasa. A continuación le detallamos paso a paso los procedimientos para la realización de pequeños animales TAC, análisis y visualización.

Video: Segmentation and Measurement of Fat Volumes in Murine Obesity Models Using X-ray Computed Tomography

Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT)

Conventional non-invasive imaging modalities of atherosclerosis such as coronary artery calcium (CAC)1 and carotid intimal medial thickness (C-IMT)2 provide information about the burden of disease. However, despite multiple validation studies of CAC3-5, and C-IMT2,6, these modalities do not accurately assess plaque characteristics7,8, and the composition and inflammatory state of the plaque determine its stability and, therefore, the risk of clinical events9-13.
[18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose (FDG) imaging using positron-emission tomography (PET)/computed tomography (CT) has been extensively studied in oncologic metabolism14,15. Studies using animal models and immunohistochemistry in humans show that FDG-PET/CT is exquisitely sensitive for detecting macrophage activity16, an important source of cellular inflammation in vessel walls. More recently, we17,18 and others have shown that FDG-PET/CT enables highly precise, novel measurements of inflammatory activity of activity of atherosclerotic plaques in large and medium-sized arteries9,16,19,20. FDG-PET/CT studies have many advantages over other imaging modalities: 1) high contrast resolution; 2) quantification of plaque volume and metabolic activity allowing for multi-modal atherosclerotic plaque quantification; 3) dynamic, real-time, in vivo imaging; 4) minimal operator dependence. Finally, vascular inflammation detected by FDG-PET/CT has been shown to predict cardiovascular (CV) events independent of traditional risk factors21,22 and is also highly associated with overall burden of atherosclerosis23. Plaque activity by FDG-PET/CT is modulated by known beneficial CV interventions such as short term (12 week) statin therapy24 as well as longer term therapeutic lifestyle changes (16 months)25.
The current methodology for quantification of FDG uptake in atherosclerotic plaque involves measurement of the standardized uptake value (SUV) of an artery of interest and of the venous blood pool in order to calculate a target to background ratio (TBR), which is calculated by dividing the arterial SUV by the venous blood pool SUV. This method has shown to represent a stable, reproducible phenotype over time, has a high sensitivity for detection of vascular inflammation, and also has high inter-and intra-reader reliability26. Here we present our methodology for patient preparation, image acquisition, and quantification of atherosclerotic plaque activity and vascular inflammation using SUV, TBR, and a global parameter called the metabolic volumetric product (MVP). These approaches may be applied to assess vascular inflammation in various study samples of interest in a consistent fashion as we have shown in several prior publications.9,20,27,28

Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography FDG-PET/CT

There is great need to identify atherosclerosis non-invasively, and here we demonstrate how FDG-PET/CT can be used to detect and quantify atherosclerotic plaque activity and vascular inflammation.

La cuantificación de la actividad de la placa aterosclerótica y la inflamación vascular utilizando [18-F] fluorodeoxiglucosa por emisión de positrones / tomografía computarizada (PET-TC)

Conventional non-invasive imaging modalities of atherosclerosis such as coronary artery calcium (CAC)1 and carotid intimal medial thickness (C-IMT)2 ...

Investigación

Medicina

Multi-modal Imaging of Angiogenesis in a Nude Rat Model of Breast Cancer Bone Metastasis Using Magnetic Resonance Imaging, Volumetric Computed Tomography and Ultrasound

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell proliferation in the bone marrow cavity as well as for interaction of tumor and bone cells resulting in local bone destruction. Our aim was to develop a model of experimental bone metastasis that allows in vivo assessment of angiogenesis in skeletal lesions using non-invasive imaging techniques.
For this purpose, we injected 105 MDA-MB-231 human breast cancer cells into the superficial epigastric artery, which precludes the growth of metastases in body areas other than the respective hind leg1. Following 25-30 days after tumor cell inoculation, site-specific bone metastases develop, restricted to the distal femur, proximal tibia and proximal fibula1. Morphological and functional aspects of angiogenesis can be investigated longitudinally in bone metastases using magnetic resonance imaging (MRI), volumetric computed tomography (VCT) and ultrasound (US).
MRI displays morphologic information on the soft tissue part of bone metastases that is initially confined to the bone marrow cavity and subsequently exceeds cortical bone while progressing. Using dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) functional data including regional blood volume, perfusion and vessel permeability can be obtained and quantified2-4. Bone destruction is captured in high resolution using morphological VCT imaging. Complementary to MRI findings, osteolytic lesions can be located adjacent to sites of intramedullary tumor growth. After contrast agent application, VCT angiography reveals the macrovessel architecture in bone metastases in high resolution, and DCE-VCT enables insight in the microcirculation of these lesions5,6. US is applicable to assess morphological and functional features from skeletal lesions due to local osteolysis of cortical bone. Using B-mode and Doppler techniques, structure and perfusion of the soft tissue metastases can be evaluated, respectively. DCE-US allows for real-time imaging of vascularization in bone metastases after injection of microbubbles7.
In conclusion, in a model of site-specific breast cancer bone metastases multi-modal imaging techniques including MRI, VCT and US offer complementary information on morphology and functional parameters of angiogenesis in these skeletal lesions.

In the pathogenesis of bone metastasis, angiogenesis is a crucial process and therefore represents a target for imaging and therapy. Here, we present a rat model of site-specific breast cancer bone metastasis and describe strategies to non-invasively image angiogenesis in vivo using magnetic resonance imaging, volumetric computed tomography and ultrasound.

Multimodal de imágenes de la angiogénesis en un modelo de rata desnuda de las metástasis óseas del cáncer de pecho utilizando imágenes de resonancia magnética, tomografía computarizada y la ecografía volumétrica

Angiogenesis is an essential feature of cancer growth and metastasis formation. In bone metastasis, angiogenic factors are pivotal for tumor cell ...

Dual-phase Cone-beam Computed Tomography to See, Reach, and Treat Hepatocellular Carcinoma during Drug-eluting Beads Transarterial Chemo-embolization

The advent of cone-beam computed tomography (CBCT) in the angiography suite has been revolutionary in interventional radiology. CBCT offers 3 dimensional&#160;(3D) diagnostic imaging in the interventional suite and can enhance minimally-invasive therapy beyond the limitations of 2D angiography alone. The role of CBCT has been recognized in transarterial chemo-embolization (TACE) treatment of hepatocellular carcinoma (HCC). The recent introduction of a CBCT technique: dual-phase CBCT (DP-CBCT) improves intra-arterial HCC treatment with drug-eluting beads (DEB-TACE). DP-CBCT can be used to localize liver tumors with the diagnostic accuracy of multi-phasic multidetector computed tomography (M-MDCT) and contrast enhanced magnetic resonance imaging (CE-MRI) (See the tumor), to guide intra-arterially guidewire and microcatheter to the desired location for selective therapy (Reach the tumor), and to evaluate treatment success during the procedure (Treat the tumor). The purpose of this manuscript is to illustrate how DP-CBCT is used in DEB-TACE to see, reach, and treat HCC.

Dual-phase cone-beam computed tomography (DP-CBCT) is a useful intraprocedural imaging technique for transarterial chemo-embolization treatment with drug-eluting beads of hepatocellular carcinoma. DP-CBCT has been used to perform three major steps in oncologic interventional radiology: tumor localization (see), navigation and intraprocedural catheter guidance (reach), and intraprocedural evaluation of treatment success (treat).

Dual-fase de haz cónico tomografía computarizada para ver, Reach, y tratar el carcinoma hepatocelular durante Drogas de elución Beads transarterial quimio-embolización

The advent of cone-beam computed tomography (CBCT) in the angiography suite has been revolutionary in interventional radiology. CBCT offers 3 ...

Assessment of Viability of Human Fat Injection into Nude Mice with Micro-Computed Tomography

Lipotransfer is a vital tool in the surgeon&#8217;s armamentarium for the treatment of soft tissue deficits of throughout the body. Fat is the ideal soft tissue filler as it is readily available, easily obtained, inexpensive, and inherently biocompatible.1 However, despite its burgeoning popularity, fat grafting is hampered by unpredictable results and variable graft survival, with published retention rates ranging anywhere from 10-80%. 1-3
To facilitate investigations on fat grafting, we have therefore developed an animal model that allows for real-time analysis of injected fat volume retention. Briefly, a small cut is made in the scalp of a CD-1 nude mouse and 200-400 &#181;l&#160;of processed lipoaspirate is placed over the skull. The scalp is chosen as the recipient site because of its absence of native subcutaneous fat, and because of the excellent background contrast provided by the calvarium, which aids in the analysis process. Micro-computed tomography (micro-CT) is used to scan the graft at baseline and every two weeks thereafter. The CT images are reconstructed, and an imaging software is used to quantify graft volumes.
Traditionally, techniques to assess fat graft volume have necessitated euthanizing the study animal to provide just a single assessment of graft weight and volume by physical measurement ex vivo. Biochemical and histological comparisons have likewise required the study animal to be euthanized. This described imaging technique offers the advantage of visualizing and objectively quantifying volume at multiple time points after initial grafting without having to sacrifice the study animal. The technique is limited by the size of the graft able to be injected as larger grafts risk skin and fat necrosis. This method has utility for all studies evaluating fat graft viability and volume retention. It is particularly well-suited to providing a visual representation of fat grafts and following changes in volume over time.

Fat grafting is an essential technique for reconstructing soft tissue deficits. However, it remains an unpredictable procedure characterized by variable graft survival. Our goal was to devise a mouse model that utilizes a novel imaging method to compare volume retention between differing techniques of fat graft preparation and delivery.

Evaluación de la viabilidad de la inyección de grasa humana en ratones desnudos con micro-tomografía computarizada

Lipotransfer is a vital tool in the surgeon&#8217;s armamentarium for the treatment of soft tissue deficits of throughout the body. Fat is the ideal soft ...

Real-time X-ray Imaging of Lung Fluid Volumes in Neonatal Mouse Lung

At birth, the lung undergoes a profound phenotypic switch from secretion to absorption, which allows for adaptation to breathing independently. Promoting and sustaining this phenotype is critically important in normal alveolar growth and gas exchange throughout life. Several in vitro studies have characterized the role of key regulatory proteins, signaling molecules, and steroid hormones that can influence the rate of lung fluid clearance. However, in vivo examinations must be performed to evaluate whether these regulatory factors play important physiological roles in regulating perinatal lung liquid absorption. As such, the utilization of real time X-ray imaging to determine perinatal lung fluid clearance, or pulmonary edema, represents a technological advancement in the field. Herein, we explain and illustrate an approach to assess the rate of alveolar lung fluid clearance and alveolar flooding in C57BL/6 mice at post natal day 10 using X-ray imaging and analysis. Successful implementation of this protocol requires prior approval from institutional animal care and use committees (IACUC), an in vivo small animal X-ray imaging system, and compatible molecular imaging software.

We present a protocol to assess the rate of alveolar fluid clearance or pulmonary edema in neonatal mouse lung using X-ray imaging technology.

En tiempo real de imágenes de rayos X de los pulmones de volúmenes de líquido en pulmón de ratón neonatal

At birth, the lung undergoes a profound phenotypic switch from secretion to absorption, which allows for adaptation to breathing independently. Promoting ...

Continuous Blood Sampling in Small Animal Positron Emission Tomography/Computed Tomography Enables the Measurement of the Arterial Input Function

For quantitative analysis and bio-kinetic modeling of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) data, the determination of the temporal blood time-activity concentration also known as arterial input function (AIF) is a key point, especially for the characterization of animal disease models and the introduction of newly developed radiotracers. The knowledge of radiotracer availability in the blood helps to interpret PET/CT-derived data of tissue activity. For this purpose, online blood sampling during the PET/CT imaging is advisable to measure the AIF. In contrast to manual blood sampling and image-derived approaches, continuous online blood sampling has several advantages. Besides the minimized blood loss, there is an improved resolution and a superior accuracy for the blood activity measurement. However, the major drawback of online blood sampling is the costly and time-consuming preparation to catheterize the femoral vessels of the animal. Here, we describe an easy and complete workflow for catheterization and continuous blood sampling during small animal PET/CT imaging and compared it to manual blood sampling and an image-derived approach. Using this highly-standardized workflow, the determination of the fluorodeoxyglucose ([18F]FDG) AIF is demonstrated. Further, this procedure can be applied to any radiotracer in combination with different animal models to create fundamental knowledge of tracer kinetic and model characteristics. This allows a more precise evaluation of the behavior of pharmaceuticals, both for diagnostic and therapeutic approaches in the preclinical research of oncological, neurodegenerative and myocardial diseases.

Here a protocol for continuous blood sampling during PET/CT imaging of rats to measure the arterial input function (AIF) is described. The catheterization, the calibration and setup of the system and the data analysis of the blood radioactivity are demonstrated. The generated data provide input parameters for subsequent bio-kinetic modeling.

El muestreo sanguíneo continuo en tomografía por emisión de positrones de animales pequeños permite la medición de la función de entrada arterial

For quantitative analysis and bio-kinetic modeling of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) data, the determination of the temporal ...

Vinyl Chloride and High-Fat Diet as a Model of Environment and Obesity Interaction

Vinyl chloride (VC), an abundant environmental contaminant, causes steatohepatitis at high levels, but is considered safe at lower levels. Although several studies have investigated the role of VC as a direct hepatotoxicant, the concept that VC modifies sensitivity of the liver to other factors, such as nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) caused by high-fat diet (HFD) is novel. This protocol describes an exposure paradigm to evaluate the effects of chronic, low-level exposure to VC. Mice are acclimated to low-fat or high-fat diet one week prior to the beginning of the inhalation exposure and remain on these diets throughout the experiment. Mice are exposed to VC (sub-OSHA level: &#60;1 ppm) or room air in inhalation chambers for 6 hours/day, 5 days/week, for up to 12 weeks. Animals are monitored weekly for body weight gain and food consumption. This model of VC exposure causes no overt liver injury with VC inhalation alone. However, the combination of VC and HFD significantly enhances liver disease. A technical advantage of this co-exposure model is the whole-body exposure, without restraint. Moreover, the conditions more closely resemble a very common human situation of a combined exposure to VC with underlying nonalcoholic fatty liver disease and therefore support the novel hypothesis that VC is an environmental risk factor for the development of liver damage as a complication of obesity (i.e., NAFLD). This work challenges the paradigm that the current exposure limits of VC (occupational and environmental) are safe. The use of this model can shed new light and concern on the risks of VC exposure. This model of toxicant-induced liver injury can be used for other volatile organic compounds and to study other interactions that may impact the liver and other organ systems.

The goal of this protocol was to develop a murine model of low-level toxicant exposure that does not cause overt liver injury but rather exacerbates pre-existing liver damage. This paradigm better recapitulates human exposure and the subtle changes that occur upon exposure to toxicant concentrations that are considered safe.

Cloruro de vinilo y dieta alta en grasas como modelo de medio ambiente e interacción de la obesidad

Vinyl chloride (VC), an abundant environmental contaminant, causes steatohepatitis at high levels, but is considered safe at lower levels. Although ...

Segmentation and Linear Measurement for Body Composition Analysis using Slice-O-Matic and Horos

Body composition is associated with risk of disease progression and treatment complications in a variety of conditions. Therefore, quantification of skeletal muscle mass and adipose tissues on Computed Tomography (CT) and/or Magnetic Resonance Imaging (MRI) may inform surgery risk evaluation and disease prognosis. This article describes two quantification methods originally described by Mourtzakis et al. and Avrutin et al.: tissue segmentation and linear measurement of skeletal muscle. Patients' cross-sectional image at the midpoint of the third lumbar vertebra was obtained for both measurements. For segmentation, the images were imported into Slice-O-Matic and colored for skeletal muscle, intramuscular adipose tissue, visceral adipose tissue, and subcutaneous adipose tissue. Then, surface areas of each tissue type were calculated using the tag surface area function. For linear measurements, the height and width of bilateral psoas and paraspinal muscles at the level of the third lumbar vertebra are measured and the calculation using these four values yield the estimated skeletal muscle mass. Segmentation analysis provides quantitative, comprehensive information about the patients' body composition, which can then be correlated with disease progression. However, the process is more time-consuming and requires specialized training. Linear measurements are an efficient and clinic-friendly tool for quick preoperative evaluation. However, linear measurements do not provide information on adipose tissue composition. Nonetheless, these methods have wide applications in a variety of diseases to predict surgical outcomes, risk of disease progression and inform treatment options for patients.

Segmentation and linear measurements quantify skeletal muscle mass and adipose tissues using Computed Tomography and/or Magnetic Resonance Imaging images. Here, we outline the use of Slice-O-Matic software and Horos image viewer for rapid and accurate analysis of body composition. These methods can provide important information for prognosis and risk stratification.

Segmentación y medición lineal para el análisis de la composición corporal utilizando Slice-O-Matic y Horos

Body composition is associated with risk of disease progression and treatment complications in a variety of conditions. Therefore, quantification of ...

Self-Administration of Drugs in Mouse Models of Feeding and Obesity

Preclinical studies in mice often rely on invasive protocols, such as injections or oral gavage, to deliver drugs. These stressful routes of administration have significant effects on important metabolic parameters including food intake and body weight. Although an attractive option to circumvent this is to compound the drug in rodent food or dissolve it in water, these approaches also have limitations as they are affected by drug stability at room temperature for extended periods of time, the drug's solubility in water, and that the dosing is highly dependent on timing of food or water intake. The constant availability of the drug also limits translational relevance on how drugs are administered to patients. To overcome these limitations, drugs can be mixed with highly palatable food, such as peanut butter, allowing mice to self-administer compounds. Mice reliably and reproducibly consume the drug/peanut butter pellet in a short time frame. This approach facilitates a delivery approach with minimal stress compared with an injection or gavage. This protocol demonstrates the approach of drug preparation, animal acclimatization to placebo delivery, and drug delivery. The implications of this approach are discussed in studies related to timing of drug administration and the circadian rhythm.

The overall goal of this procedure is to describe a method for self-administration of drugs that can be used in mouse models of feeding and obesity.

Autoadministración de fármacos en modelos de ratón de alimentación y obesidad

Preclinical studies in mice often rely on invasive protocols, such as injections or oral gavage, to deliver drugs. These stressful routes of ...

Tissue Preparation Techniques for Contrast-Enhanced Micro Computed Tomography Imaging of Large Mammalian Cardiac Models with Chronic Disease

Structural remodeling is a common consequence of chronic pathological stresses imposed on the heart. Understanding the architectural and compositional properties of diseased tissue is critical to determine their interactions with arrhythmic behavior. Microscale tissue remodeling, below the clinical resolution, is emerging as an important source of lethal arrhythmia, with high prevalence in young adults. Challenges remain in obtaining high imaging contrast at sufficient microscale resolution for preclinical models, such as large mammalian whole hearts. Moreover, tissue composition-selective contrast enhancement for three-dimensional high-resolution imaging is still lacking. Non-destructive imaging using micro-computed tomography shows promise for high-resolution imaging. The objective was to alleviate sufferance from X-ray over attenuation in large biological samples. Hearts were extracted from healthy pigs (N = 2), and sheep (N = 2) with either induced chronic myocardial infarction and fibrotic scar formation or induced chronic atrial fibrillation. Excised hearts were perfused with: a saline solution supplemented with a calcium ion quenching agent and a vasodilator, ethanol in serial dehydration, and hexamethyldisilizane under vacuum. The latter reinforced the heart structure during air-drying for 1 week. Collagen-dominant tissue was selectively bound by an X-ray contrast-enhancing agent, phosphomolybdic acid. Tissue conformation was stable in air, permitting long-duration microcomputed tomography acquisitions to obtain high-resolution (isotropic 20.7 &#181;m) images. Optimal contrast agent loading by diffusion showed selective contrast enhancement of the epithelial layer and sub-endocardial Purkinje fibers in healthy pig ventricles. Atrial fibrillation (AF) hearts showed enhanced contrast accumulation in the posterior walls and appendages of the atria, attributed to greater collagen content. Myocardial infarction hearts showed increased contrast selectively in regions of cardiac fibrosis, which enabled the identification of interweaving surviving myocardial muscle fibers. Contrast-enhanced air-dried tissue preparations enabled microscale imaging of the intact large mammalian heart and selective contrast enhancement of underlying disease constituents.

Here, we present a protocol to obtain high resolution micro computed tomography images of healthy and pathological large mammalian whole hearts with collagen-selective contrast enhancement.

Técnicas de preparación de tejidos para imágenes de microtomografía computarizada mejoradas con contraste de modelos cardíacos de mamíferos grandes con enfermedades crónicas

Structural remodeling is a common consequence of chronic pathological stresses imposed on the heart. Understanding the architectural and compositional ...