Nous remercions chaleureusement la Notre-Dame intégré Imaging Facility (NDIIF) et de Carestream Health pour un soutien financier pour ce projet.

1. Animaux <ol><li> Pour les résultats présentés ci-dessous, trois et quatre souris C57BL/6J B6.V-Lep ob / J souris ont été obtenues à partir de Jackson Laboratories (Bar Harbor, principale, Etats-Unis). B6.V-Lep ob / J souris constituent l&#39;un des premiers modèles d&#39;obésité et de rester activement recherché. B6.V-Lep ob / J souris présentent un phénotype caractérisé par la taille des adipocytes et le nombre accru et peut peser jusqu&#39;à trois fois plus que les souris de type sauvage. 7,8 Ici, B6.V-Lep ob / J souris ont été utilisés comme un point positif de commande pour un phénotype obèse pour illustrer la faisabilité du système Albira CT pour CT de mesures basées sur teneur en matière grasse. </li><li> L&#39;imagerie a été effectuée lorsque les animaux ont atteint environ 12 semaines. (L&#39;obésité chez les B6.V-Lep ob / J souris est manifeste après 4 semaines d&#39;âge). </li><li> Les souris ont été anesthésiées par isofluorane (débit 2,5%) et maintenu sous à 2,5% via une configuration ogive pour l&#39;imagerie. Unimals ont été en décubitus ventral dans le lit de rat standard (M2M Imaging Inc Cleveland, OH) dans fournie avec la station de l&#39;image Albira. Membres ont été placés latérale du torse pour une acquisition uniforme CT. </li><li> Après l&#39;acquisition d&#39;images a été achevée, les souris ont été retirés du cône de nez et est retourné à une cage de récupération jusqu&#39;à ambulatoire. </li></ol> 2. Acquisition d&#39;images et la reconstruction <ol><li> Acquisitions d&#39;images sont réalisées en utilisant le système de Albira CT (Carestream Molecular Imaging, Woodbridge, CT). Les souris ont été anesthésiées par isofluorane (débit 2,5%) et maintenu sous à 2,5% via une configuration ogive pour l&#39;imagerie. Les acquisitions ont été effectuées pour analyser un lit de 115 mm de longueur, avec 600 projections. La source de rayons X a été réglé sur un courant de 200 pA et la tension de 45 kV, et utilisé un filtre de 0,5 mm Al durcir le faisceau. </li><li> Approximatif équivalent de dose de rayonnement profond pour les paramètres de CT était de 220 mSv, et équivalent de dose profond était 357,4 mSv. Cesles doses sont plus de 20 fois plus faible que rapporté DL50 9. </li><li> Les images sont reconstruites en utilisant la FBP (rétroprojection filtrée) algorithme via le Reconstructor Albira Suite 5.0 à l&#39;aide &quot;Standard&quot; paramètres. Ces paramètres d&#39;acquisition et de reconstruction combinée de produire une image finale avec 125 um voxels isotropes, jugée suffisante pour l&#39;analyse animal entier. Pour une analyse détaillée région spécifique, une reconstruction avec 35 um voxels isotropes peuvent être sélectionnés pour une résolution finale de 90 um. </li></ol> 3. Analyse d&#39;Image L&#39;analyse d&#39;image est effectué en utilisant le logiciel d&#39;analyse PMOD (Technologies LTD PMOD, Zurich, Suisse). Les images sont segmentées en fonction de PMOD tissus de densité, d&#39;abord pour le volume total et puis pour le volume de graisse. 3.1 Les images peuvent être réduits pour l&#39;analyse afin de minimiser les demandes de calcul. <ol><li> Afin de réduire, accédez à l&#39;onglet Affichage principal. </li&gt; <li> Sélectionnez Outils&gt; Réduire. </li><li> Sélectionner par X 2, Y par deux, et Z par deux. </li><li> Vérifier Remplacer. </li><li> Sélectionnez Exécuter. </li></ol> Le message: &quot;Le cadre de sélection va changer» s&#39;affiche une fois la réduction est terminée. 3.2 Les images peuvent être masqués pour éliminer les éléments de lit et le nez de cône pour la suite du volume d&#39;intérêt (VOI) l&#39;analyse. <ol><li> Pour masquer, accédez à Planes, de dispositions, les rotations, miroirs, marqueurs 3D&gt; Avions amenagement. </li><li> Sélectionnez Afficher plan Z. </li><li> Faites défiler jusqu&#39;à l&#39;ogive dans le plan Z. </li><li> Sélectionnez l&#39;onglet principal VOI&gt; Dessiner sommets. </li><li> Dessiner une région d&#39;intérêt (ROI) autour de l&#39;animal nez hors du lit et le cône du nez. </li><li> SélectionnerCopiez le retour sur investissement réel. </li><li> Passez à la prochaine tranche, et collez le retour sur investissement à partir du tampon à travers les plans pertinents de nez. </li><li> Utilisez Modifier le groupe de sommets pour régler le ROI tant que de besoin. </li><li> Sélectionnez Supprimer ROI sur les premiers avions au-delà des cônes de nez. </li><li> Générer un nouveau VOI pour englober le périmètre des animaux (à l&#39;exclusion du lit des animaux) dans les premiers avions au-delà des cônes de nez. </li><li> Accédez à VOI Outils&gt; Masking &amp; Algèbre. </li><li> Entrez -1000 dans la boîte de dialogue prévu. </li><li> Sélectionnez les voxels Masque en dehors du bouton sélectionné VOIS. </li></ol> Le message: &quot;. Irréversible opération de données Voulez-vous continuer?&quot; écrans. <ol start="14"><li> Sélectionnez Oui. </li><li> Accédez à Planes, modèles, rotations, miroirs, marqueurs 3D&gt; Avions &amp; Layouts. </li><li> Sélectionnez l&#39;option Afficher tous les plans. </li><li> Examinez le VOI de l&#39;intégrité. </li><li> Sélectionnez Enregistrer. </li><li> Enregistrer en tant que Analyser. </li><li> Changer le préfixe du nom de fichier. </li></ol> 3.3 Premièrement, segment de l&#39;image pour un volume total de l&#39;animal: <ol><li> Sélectionnez Outils&gt; externe. </li><li> Sélectionnez la case à cocher segmentation. </li><li> Entrez une gamme de -300 à 3500 (référence de la plage de densité dérivé de la gamme de densité de graisse abdominale-région). </li><li> Sélectionnez Exécuter segmentation. </li><li> Examiner l&#39;intégrité de la segmentation. </li><li> Cliquez sur OK. </li><li> Sélectionnez Supprimer ROI. </li><li> Sélectionnez les statistiques VOI. </li></ol> Les statistiques déclarées représentent le volume total. <ol start="9"><li> Noter le volume rapporté. </li&gt; </ol> 3.4 Ensuite, segment de l&#39;image pour le volume des matières grasses: <ol><li> Retour à l&#39;image non-segmenté masqué pour les matières grasses volume de segmentation. </li><li> Pour charger le fichier de sauvegarde de données masqué, cochez la case Analyser dans la fenêtre de chargement). </li><li> Sélectionnez Outils&gt; externe. </li><li> Sélectionnez la case à cocher segmentation. </li><li> Entrez une plage de -200 à -50. </li><li> Sélectionnez Exécuter segmentation. </li><li> Examiner l&#39;intégrité de la segmentation. </li><li> Cliquez sur OK. </li><li> Sélectionnez les statistiques VOI. </li></ol> Les statistiques présentées représentent le volume de graisse. <ol start="10"><li> Noter le volume rapporté. </li><li> Sélectionnez Enregistrer. </li><li> Enregistrer en tant que Analyser. </li><li> Changer le préfixe du nom de fichier. </li></ol><strong&gt; Facultatif: Si la peau / la densité périphérique reste, l &#39;«érosion et la dilatation&quot; protocole ci-dessous peuvent être effectués pour éliminer ces régions pour l&#39;analyse VOI. <ol><li> Sélectionnez Outils&gt; externe. </li><li> Sélectionnez la case à cocher morphologique. Les affichages de vue morphologique. </li><li> Sélectionnez l&#39;érosion. </li><li> Cliquez sur OK. </li><li> Sélectionnez Outils&gt; externe. </li><li> Sélectionnez la case à cocher morphologique. Les affichages de vue morphologique. </li><li> Sélectionnez dilatation. </li><li> Cliquez sur OK. </li></ol> 4. Visualisation des images CT 4,1 VolView v3.2 (Kitware, Clifton Park, NY, USA) a été utilisé pour créer des rendus 3D écrans de visualisation d&#39;images segmentées. <ol><li&gt; Ouvrir les données CT fixés dans Analyser le format. </li><li> Utilisez les paramètres par défaut dans la fenêtre pop-up. </li><li> Ouvrez le menu des plug-ins. </li><li> En vertu de l&#39;utilitaire, sélectionnez Fusionner les volumes. </li><li> Décochez la case Mettre à l&#39;échelle des composants. </li><li> Cliquez sur Attribuer deuxième entrée. </li><li> Choisissez les données segmentées de graisse pour la deuxième entrée. </li><li> Utilisez les paramètres par défaut dans la fenêtre pop-up. </li><li> Cliquez sur Appliquer plug-in. </li><li> Double-cliquez sur la fenêtre vue de volume pour une vue agrandie de la souris l&#39;objet. </li></ol> 4.2 Retour à l&#39;onglet Couleur / Opacité. Le composant liste déroulante qui se réfère à jeu de données est actuellement en cours d&#39;édition. Deux curseurs sont situés au bas de la patte et à déterminer la luminosité relative de chaque donnée de composante de réglé dans la superposition, en utilisant des valeurs de 0 à 1. Pour la composante 1, ee CT, nous préférons utiliser une palette de couleurs en niveaux de gris. Pour modifier la couleur: <ol><li> Dans la section de cartographie scalaire couleur, double-cliquez sur un des curseurs de couleur. </li><li> Pour supprimer un curseur, faites-le glisser hors de la boîte. </li><li> Pour ajouter un nouveau curseur, cliquez n&#39;importe où dans la zone du curseur. </li><li> Retirez l&#39;un des curseurs. </li><li> Faire la gauche curseur de couleur noire (valeur scalaire (S) = -19000). </li><li> Faire bonne couleur curseur blanc ((S) = 15000). </li><li> Dans la boîte de cartographie Scalar opacité, créer un nouveau point en cliquant dans la boîte. Cela vous donnera un total de trois points dans la fenêtre. </li><li> Pour le point milieu, changer le (S) à ~ 3000, et l&#39;Opacité (O) de la valeur à 0. </li><li> Sélectionnez le troisième point à la droite de la fenêtre. </li><li> Changement (s) à environ 32000, et <strong&gt; O à .25. </li><li> Le premier point peut être n&#39;importe où à gauche, aussi longtemps que la valeur d&#39;opacité est réglée à 0. </li><li> Changer de deux composants, ce qui devrait modifier l&#39;aspect de la graisse. </li><li> Changer chacun des curseurs de couleur au rouge en double-cliquant et en glissant le Hue (H) curseur vers la gauche pour faux-couleur de la carte de la graisse au rouge. Très peu de choses ne devrait être nécessaire d&#39;ajuster l&#39;apparence de la graisse. </li></ol> 4.3 Pour créer un film de rotation à trois panneaux affichant le CT, la graisse, et la superposition: <ol><li> Cliquez et faites glisser la souris l&#39;objet dans une position verticale avec le dos face à vous. </li><li> En vertu de poids des composants, définissez la valeur de la composante de deux à 0 pour afficher seulement le scanner. </li><li> Cliquez examen&gt; Appareil photo. </li><li> Sélectionnez un nombre de trames for le film de rotation (dans le cas présent, nous avons choisi &quot;36&quot;). </li><li> Modifiez la valeur de rotation X à 360 degrés. </li><li> Sélectionnez Créer. </li><li> Dans la boîte de dialogue pop-up, créer un nouveau dossier nommé CT, et enregistrez le fichier au format TIFF, qui va afficher une série d&#39;images de rotation. </li><li> Répétez cette étape pour l&#39;image grasse, ainsi que pour la superposition de matières grasses / CT image, de les enregistrer dans des dossiers individuels à chaque fois. </li></ol> 4,4 v ImageJ 1.43u a été utilisé pour générer un fichier vidéo de rotation en utilisant les images de sortie VolView. <ol><li> Dans ImageJ, sélectionnez Fichier&gt; Importer une séquence d&#39;images&gt;. </li><li> Sélectionnez la première image dans le dossier CT. Le logiciel détecte automatiquement les autres fichiers et les ouvrir comme une pile. </li><li> Répétez l&#39;opération pour ouvrir les séquences de graisse et de superposition. </li><li> Ouvrez le gestionnaire de ROI sous Analyser&gt; Outils&gt; ROIManager. </li><li> Dessiner un retour sur investissement autour de la souris l&#39;objet, à l&#39;exclusion des pixels de fond inutiles. </li><li> Dans le gestionnaire de ROI, cliquez sur Ajouter pour ajouter le retour sur investissement. </li><li> Sélectionnez une séquence d&#39;images différentes. </li><li> Dans le gestionnaire de ROI, cliquez sur le ROI de l&#39;appliquer à l&#39;image. De cette façon, chacune des piles récoltées sera correspondent parfaitement. </li><li> Lorsque le retour sur investissement est sur toutes les piles, faites un clic droit dans le retour sur investissement. </li><li> Sélectionnez Dupliquer. </li><li> Sélectionnez Cochez la case de la pile en double pour séparer le ROI du reste de l&#39;image. </li><li> Fermez les piles d&#39;images plus grandes. </li><li> Répétez cette procédure pour tous les trois séquences d&#39;images. </li><li> Allez à Image&gt; Stacks&gt; Outils&gt; Combiné de combiner les piles ensemble. </li><li> Sélectionnez la TDM pour la pile 1. </li><li> Sélectionnez Fat pour Stack 2. </li><li<html> &gt; Répéter et sélectionnez Piles combinés pour Stack 1 et overlay pour la pile 2. </li><li> Il ya maintenant un à trois panneaux, l&#39;image-rotation pile qui peut être prévisualisé en sélectionnant Lecture dans le coin inférieur gauche de la fenêtre d&#39;image. </li><li> Pour enregistrer la vidéo au format AVI, sélectionnez Fichier&gt; Enregistrer sous ...&gt; AVI ... </li><li> Cliquez sur Enregistrer. </li></ol> 5. Les résultats représentatifs Résultats pour trois WT (C57BL/6J) et quatre souris obèses (ob B6.V-Lep / J) chez la souris sont présentés ici comme un exemple représentatif de la graisse / total des mesures rapport volume employant le système Albira CT. Figure 1 ci-dessous fournit un représentant affichage créé avec VolView v3.2 pour la segmentation (c.-à-volume total et le volume de graisse) des images obèses souris CT. 0/3680fig1.jpg &quot;/&gt; Figure 1. Représentant des images CT segmentés pour les matières grasses. (A) Obésité souris (B6.V-Lep ob / J) CT volume total en niveaux de gris, (B) le volume de graisse dans rouge, et la fusion d&#39;images (C). (D) WT souris (C57BL/6J) CT volume total en niveaux de gris, (E) le volume de graisse dans le rouge, et la fusion d&#39;images (F). Les volumes totaux, les volumes de matières grasses, et calculés des ratios de volume de graisse / total sont présentés ci-dessous dans le tableau 1 pour chaque souris WT et chaque souris obèses. Le rapport de volume moyenne graisses / total pour le groupe WT et le groupe obèse était de 0,09 et 0,42 respectivement (figure 2). Les rapports de volumes de graisse / total pour les souris WT par rapport aux souris obèses a été trouvé une différence significative (p = 0,001). <table border="1"><tbody><tr><td> WT (C57BL/6J) </td><td> Total (cm 3) </td><td> Fat (cm 3) </td><td> Fat / Ratio du total des </td><td> Obésité (B6.V-Lep ob </sup&gt; /) </td><td> Total (cm 3) </td><td> Fat (cm 3) </td><td> Fat / Ratio du total des </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> Animale le 3 </td><td> 30,30 </td><td> 2,63 </td><td> 0,09 </td><td> Animale le 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> Tableau 1. Le volume total, volume graisseux,et les ratios de volume de graisse / total pour les souris WT et obèses. volumes totaux et matières grasses ont été à partir d&#39;images segmentées en utilisant PMOD VOI analyse. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3680/3680fig2.jpg" /> Figure 2. En moyenne des ratios de volume de graisse / total pour les souris WT par rapport à des souris obèses. En moyenne des ratios de volume de graisse / total pour WT (C57BL/6J) et obèses (ob B6.V-Lep / J) qui se trouvent à 0,09 et 0,42, respectivement, sont affichées. (Barres d&#39;erreur = écart-type unique). WT par rapport obèses ratios de volume de graisse / total ont été trouvés à différer de manière significative (valeur p = 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, Shengting Li, Sean P. Orton, et Seth T. Gammon sont des employés de l&#39;imagerie moléculaire Carestream. Carlos Correcher est un employé de Oncovision, Gem-Imaging SAW Matthew Leevy est un consultant pour l&#39;imagerie moléculaire Carestream.

Ici, en utilisant B6.V-Lep ob / J souris, nous avons illustré la faisabilité d&#39;effectuer des mesures teneur en matière grasse dans un petit modèle animal en utilisant le système Albira CT. Ces mesures sont conformes aux attentes pour les comparaisons intra-groupe et inter-groupes de mesures. Tout d&#39;abord, des résultats représentatifs fournie ici mettre en évidence limitée variabilité intra-groupe dans les mesures de rapports de volume de graisse / total dans les deux groupes de souris WT et obèses qui utilisent ces procédures. Deuxièmement, les ratios de volume de graisse / total pour les souris WT par rapport obèses diffèrent de façon significative. Enfin, sur la base de comparaisons (non représenté) avec les valeurs précédentes par rapport déclarés pour la masse grasse totale et la masse grasse corporelle pour cent pour WT par rapport B6.V-Lep ob / J souris, nos mesures en matière de ratios de volume de graisse / total pour WT par rapport B6.V- Lep ob / J souris restent dans une fourchette attendue, 7, 8. Les méthodes décrites ici pourrait être appliquée ou adaptée à d&#39;autres modèles et / ou objectifs de l&#39;étude. Modifications des paramètres de reconstruction peut être nécessaire pour atteindre les objectifs spécifiques. Par exemple, Judex et al. (2010) a rapporté que 50 images à haute résolution um ont été nécessaires pour une analyse région spécifique. Un cm volumes isotropes d&#39;une image peut être sélectionné pour 35 reconstructions um dans le Reconstructor Albira Suite 5.0 en utilisant l&#39;option «RH» de reconstruction. Une fois le système Albira CT a été utilisée pour la région et de l&#39;orgue mesures spécifiques à teneur en matière grasse de tous les avantages (c.-à-région simultanée et d&#39;organes spécifiques des mesures de volume de graisse et de mesures longitudinales) de CT analyse de contenu basé sur la graisse peuvent être réalisées pour le système Albira CT. Conclusions: Ici, nous fournir une description détaillée, étape par étape la méthode pour la mesure de teneur en matières grasses chez les souris vivantes en utilisant des rayons X d&#39;imagerie CT. Nous avons acquis nos données CT fixe à l&#39;aide d&#39;une station d&#39;image Albira, et effectué une segmentation ultérieure et Analyse en utilisant la suite logicielle PMOD. Enfin, nous fournissons des instructions pour activer le rendu facile et la visualisation de la distribution du tissu adipeux dans l&#39;animal entier.

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

L&#39;obésité est associée à une morbidité et une mortalité accrues ainsi que des indicateurs réduit la qualité de vie. 1 Les deux facteurs environnementaux et génétiques sont associés à l&#39;obésité, même si les mécanismes précis sous-jacents qui contribuent à la maladie sont actuellement définies. 2,3 animale Plusieurs petits modèles d&#39;obésité ont été développés et sont utilisés dans une variété d&#39;études. 4 Un élément essentiel à ces expériences implique la collecte de données animales régionales et / ou la teneur totale en matières grasses dans des conditions variées. Les méthodes traditionnelles expérimentales disponibles pour mesurer la teneur en matières grasses de petits modèles animaux d&#39;obésité comprennent invasive (par exemple la mesure ex vivo des dépôts de graisse) et non-invasive (p. ex Dual Energy X-ray absorptiométrie (DEXA), ou par résonance magnétique (MR)) protocoles, dont chacun présente par rapport arbitrages. Les méthodes actuelles invasives pour mesurer la teneur en matière grasse peut fournir des détailspour orgue et de la région de distribution spécifique graisse, mais en sacrifiant les sujets empêchera évaluations longitudinales. A l&#39;inverse, le courant non-invasives stratégies fournir des détails limités pour orgue et de la région de distribution spécifique graisse, mais autorisent de précieuses évaluation longitudinale. Avec l&#39;avènement de petits animaux dédiés aux rayons X la tomodensitométrie (CT) et les systèmes de mesure des procédures analytiques, à la fois d&#39;organes et de l&#39;analyse spécifique de la région la répartition des graisses et le profilage longitudinal peut être possible. Des rapports récents ont validé l&#39;utilisation de la TDM pour l&#39;imagerie in vivo longitudinale de l&#39;adiposité chez les souris vivant. 5,6 Ici nous fournissons une méthode modifiée qui permet de mesurer le volume de graisse / total, l&#39;analyse et la visualisation en utilisant le Carestream Molecular Imaging Albira CT système en collaboration avec des logiciels et PMOD Volview.

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

Analyse du contenu Fat est effectuée couramment dans les études utilisant des modèles murins d&#39;obésité. Méthodes émergentes en imagerie CT petit animal et de l&#39;analyse fournissent des détails riches analyse longitudinale teneur en matières grasses. Ici pas de détails, nous en étape, les procédures pour effectuer les petits animaux imagerie CT, l&#39;analyse et la visualisation.

Segmentation et évaluation des volumes FAT dans les modèles murins d&#39;obésité Utilisation de X-ray Computed Tomography

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

Research

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Medicine

15.9K vues.  Carestream Molecular Imaging. Analyse du contenu Fat est effectuée couramment dans les études utilisant des modèles murins d'obésité. Méthodes émergentes en imagerie CT petit animal et de l'analyse fournissent des détails riches analyse longitudinale teneur en matières grasses. Ici pas de détails, nous en étape, les procédures pour effectuer les petits animaux imagerie CT, l'analyse et la visualisation.

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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.

Quantification de l&#39;activité plaque d&#39;athérome et inflammation vasculaire à l&#39;aide [18 F] fluorodésoxyglucose par émission de positons / tomodensitométrie (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 ...

Recherche

Médecine

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.

Multi-modale d&#39;imagerie de l&#39;angiogenèse dans un modèle de rat nu des métastases osseuses du cancer du sein par imagerie par résonance magnétique, la tomodensitométrie et volumétrique ultrasons

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).

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.

Évaluation de la viabilité de la graisse humaine injection dans des souris nude avec Micro-tomodensitométrie

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 temps réel d&#39;imagerie à rayons X du poumon Volumes fluide dans néonatale Souris Lung

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.

L'échantillonnage continu de sang dans la tomographie d'émission de positron de petit animal/tomographie calculée permet la mesure de la fonction d'entrée artérielle

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.

Chlorure de vinyle et régime riche en matières grasses comme modèle d'interaction avec l'environnement et l'obésité

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.

Segmentation et mesure linéaire pour l’analyse de la composition corporelle à l’aide de Slice-O-Matic et 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.

Auto-administration de médicaments dans des modèles murins d’alimentation et d’obésité

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.

Techniques de préparation tissulaire pour l’imagerie par micro-tomodensitométrie améliorée par contraste de modèles cardiaques de grands mammifères atteints de maladies chroniques

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