Nous remercions Marek Weiler pour effectuer les expériences de fantômes. Ce travail a été soutenu par le Conseil européen de la recherche (ERC Starting Grant de 309 495: NeoNaNo), l&#39;État fédéral allemand de Rhénanie du Nord Westphalie (NRW; High-Tech.NRW/EU-Ziel 2-Programm (EFRE); ForSaTum), l&#39;allemand Ministère de l&#39;Education et de la Recherche (BMBF) (programmes de financement du foie virtuel (0.315.743), LungSys (0315415C), LungSys2 (0316042F), Photonik Forschung Deutschland (13N13355)), l&#39;Université RWTH Aachen (I 3 Fonds de stimulation de TM), et de recherche de Philips (Aachen, Allemagne).

<ol>
	<li>Hoffman, R. M., Yang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+imaging+in+the+live+mouse.">Subcellular imaging in the live mouse.</a> Nature Protocols. 1 (2), 775-782 (2006).</li><li>Ale, A., Ermolayev, V., Herzog, E., Cohrs, C., Angelis, M. H., Ntziachristos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FMT-XCT:+in+vivo+animal+studies+with+hybrid+fluorescence+molecular+tomography-X-ray+computed+tomography.">FMT-XCT: in vivo animal studies with hybrid fluorescence molecular tomography-X-ray computed tomography.</a> Nature Methods. 9 (9), 615-620 (2012).</li><li>Eaton, V. L., Vasquez, K. O., Goings, G. E., Hunter, Z. N., Peterson, J. D., Miller, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+tomographic+imaging+of+near+infrared+imaging+agents+quantifies+disease+severity+and+immunomodulation+of+experimental+autoimmune+encephalomyelitis+in+vivo.">Optical tomographic imaging of near infrared imaging agents quantifies disease severity and immunomodulation of experimental autoimmune encephalomyelitis in vivo.</a> Journal of Neuroinflammation. 10 (138), (2013).</li><li>Lederle, W., Arns, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Failure+of+annexin-based+apoptosis+imaging+in+the+assessment+of+antiangiogenic+therapy+effects.">Failure of annexin-based apoptosis imaging in the assessment of antiangiogenic therapy effects.</a> EJNMMI Research. 1 (26), (2011).</li><li>Ntziachristos, V., Tung, C. -. 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B., Zientkowska, M., Ntziachristos, V., Englmeier, K. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+automatic+segmentation+of+anatomical+structures+in+x-ray+computed+tomography+images+to+improve+fluorescence+molecular+tomography+reconstruction.">Fast automatic segmentation of anatomical structures in x-ray computed tomography images to improve fluorescence molecular tomography reconstruction.</a> Journal of Biomedical Optics. 15 (3), 036006 (2010).</li><li>Gremse, F., Theek, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absorption+Reconstruction+Improves+Biodistribution+Assessment+of+Fluorescent+Nanoprobes+Using+Hybrid+Fluorescence-mediated+Tomography.">Absorption Reconstruction Improves Biodistribution Assessment of Fluorescent Nanoprobes Using Hybrid Fluorescence-mediated Tomography.</a> Theranostics. 4 (10), 960-971 (2014).</li><li>Cheong, W. -. F., Prahl, S. A., Welch, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+optical+properties+of+biological+tissues.">A review of the optical properties of biological tissues.</a> IEEE Journal of Quantum Electronics. 26 (12), 2166-2185 (1990).</li><li>Doleschel, D., Mundigl, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+near-infrared+imaging+of+the+erythropoietin+receptor+in+human+lung+cancer+xenografts.">Targeted near-infrared imaging of the erythropoietin receptor in human lung cancer xenografts.</a> Journal of Nuclear Medicine: Official Publication, Society of Nuclear Medicine. 53 (2), 304-311 (2012).</li><li>Al Rawashdeh, W., Arns, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+tomography+of+MMP-activity+allows+a+sensitive+non-invasive+characterization+of+the+invasiveness+and+angiogenesis+of+SCC-xenografts.">Optical tomography of MMP-activity allows a sensitive non-invasive characterization of the invasiveness and angiogenesis of SCC-xenografts.</a> Neoplasia. 16 (3), 235-246 (2014).</li><li>Kunjachan, S., Pola, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+versus+Active+Tumor+Targeting+Using+RGD-+and+NGR-Modified+Polymeric+Nanomedicines.">Passive versus Active Tumor Targeting Using RGD- and NGR-Modified Polymeric Nanomedicines.</a> Nano Letters. 14 (2), 972-981 (2014).</li><li>Schober, A., Nazari-Jahantigh, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA-126-5p+promotes+endothelial+proliferation+and+limits+atherosclerosis+by+suppressing+Dlk1.">MicroRNA-126-5p promotes endothelial proliferation and limits atherosclerosis by suppressing Dlk1.</a> Nature Medicine. 20 (4), 368-376 (2014).</li><li>Aikawa, E., Nahrendorf, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteogenesis+associates+with+inflammation+in+early-stage+atherosclerosis+evaluated+by+molecular+imaging+in+vivo.">Osteogenesis associates with inflammation in early-stage atherosclerosis evaluated by molecular imaging in vivo.</a> Circulation. 116 (24), 2841-2850 (2007).</li><li>Gremse, F., H&#246;fter, A., Schwen, L., Kiessling, F., Naumann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GPU-Accelerated+Sparse+Matrix-Matrix+Multiplication+by+Iterative+Row+Merging.">GPU-Accelerated Sparse Matrix-Matrix Multiplication by Iterative Row Merging.</a> SIAM Journal on Scientific Computing. , C54-C71 (2015).</li><li>Vasquez, K. 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A, Optics, Image Science, and Vision. 26 (4), 919-923 (2009).</li><li>Jacques, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+properties+of+biological+tissues:+a+review.">Optical properties of biological tissues: a review.</a> Physics in Medicine and Biology. 58 (11), R37 (2013).</li><li>Loening, A. M., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMIDE:+a+free+software+tool+for+multimodality+medical+image+analysis.">AMIDE: a free software tool for multimodality medical image analysis.</a> Molecular Imaging. 2 (3), 131-137 (2003).</li><li>Gremse, F., Schulz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Qualitative+and+Quantitative+Data+Analysis.">Qualitative and Quantitative Data Analysis.</a> Small Animal Imaging. , 363-378 (2011).</li><li>Baiker, M., Milles, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atlas-based+whole-body+segmentation+of+mice+from+low-contrast+Micro-CT+data.">Atlas-based whole-body segmentation of mice from low-contrast Micro-CT data.</a> Medical Image Analysis. 14 (6), 723-737 (2010).</li><li>Sevick-Muraca, E. M., Rasmussen, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+with+optics:+primer+and+case+for+near-infrared+fluorescence+techniques+in+personalized+medicine.">Molecular imaging with optics: primer and case for near-infrared fluorescence techniques in personalized medicine.</a> Journal of Biomedical Optics. 13 (4), 041303 (2008).</li></ol>

Felix Gremse est fondateur et propriétaire de Gremse-IT, une entreprise en démarrage qui offre des logiciels et services d&#39;analyse d&#39;images médicales en collaboration avec Philips et le ministère des fins expérimentales d&#39;imagerie moléculaire de l&#39;Université RWTH Aachen.

Nous décrivons et appliquons un protocole d&#39;imagerie multimodale μCT-FMT. Nous utilisons FMT disponible dans le commerce et largement utilisé et dispositifs μCT 3,11,15 - 17,21. Bien que le protocole nécessite une FMT spécifique, le μCT peut être remplacé par un autre μCT avec des fonctionnalités similaires et les paramètres de numérisation comparables, par exemple, le champ de vision doit être suffisamment large pour couvrir le lit de la souris, y compris les marqueurs. La FMT a été utilisé pour l&#39;analyse de biodistribution sans le combiner avec μCT IRM ou 21, cependant, les données anatomiques est bénéfique pour augmenter la reproductibilité puisque la segmentation peut être calculée sur la base des limites d&#39;organes qui sont visibles dans les données μCT 10. Alors que les appareils μCT-FMT intégrés ont été développés 2,7, ceux-ci ne sont pas encore disponibles dans le commerce. En outre, l&#39;utilisation de deux dispositifs distincts permet tuyauterie, à savoir., La souris suivant can imager dans la μCT souris tandis que le premier est toujours dans la FMT, pour augmenter le débit. Pour réduire la charge de travail manuel, nous effectuons la détection du marqueur automatisé et de la fusion. En outre, la forme de la souris est automatiquement cette information segmenté et améliore de façon significative la 11,13,22 de reconstruction de fluorescence. Pour la reconstruction quantitative de fluorescence, cartes d&#39;absorption et de diffusion sont nécessaires 13,23. Nous tirons la carte de la diffusion par la segmentation automatique des données μCT et en attribuant des coefficients de diffusion connus de plusieurs types de tissus (poumon, os, la peau, la graisse, et le reste des tissus mous) 24. Par la suite, nous reconstruisons une carte d&#39;absorption à partir des données brutes optique qui est particulièrement important pour les organes bien irrigués comme le cœur et le foie 13,20. Numérisation plusieurs souris à de multiples points de temps se traduit rapidement par un grand nombre d&#39;ensembles de données à analyser. Pour Biodisétudes de distri-, plusieurs organes doivent être segmenté pour chaque balayage μCT-FMT. Malheureusement, les segmentations ne peuvent pas être réutilisés, parce que la souris est nouvellement positionnée dans le lit de la souris à plusieurs reprises. Nous utilisons un outil de segmentation interactif, développé dans notre institut, cependant, d&#39;autres outils peuvent aussi être approprié 25. Nous générons des segmentations de voxels-sage, parce que ceux-ci correspondent mieux aux organes complexes de formes simples telles que des ellipses et des cubes 26. Automatisée segmentation animal entier serait utile de réduire davantage la charge de travail manuel 27, mais un outil de segmentation interactive serait encore nécessaire pour corriger les erreurs de segmentation. En outre, des outils de segmentation automatique peuvent difficilement anticiper les cas particuliers tels que les pathologies correctement. Puisque nous utilisons des analyses de μCT indigènes, certains organes tels que la rate sont très difficiles à segmenter même manuellement. Les agents de contraste aideraient, mais il ya des problèmes avec la tolérabilité et il est difficile d&#39;entretenir cetna distribution de l&#39;agent de contraste régulière tout au long de l&#39;imagerie longitudinale. Notre étude fantôme montre que la localisation du signal est améliorée lors de l&#39;utilisation des informations de forme pour la reconstruction de fluorescence. In vivo, une amélioration similaire est évidente pour le point de contrôle d&#39;avance (15 minutes après l&#39;injection), quand une grande quantité de la sonde est déjà dans le la vessie urinaire. La sonde d&#39;hydroxyapatite liaison accumule à os et des articulations. Il est remarquable de voir comment cela se produit rapidement, à savoir, le signal est déjà clairement visible à la colonne vertébrale 15 minutes après l&#39;injection. Ceci est probablement dû à la faible poids moléculaire de la sonde, ce qui permet l&#39;extravasation et rapide diffusion dans les régions cibles. La sonde se lie de manière covalente à son hydroxyapatite cible et la sonde non liée est excrété. Pour les points de temps plus tard, entre 6 h et 24 h après l&#39;injection, l&#39;intensité du signal dans la colonne vertébrale reste relativement stable, sans doute, parce que presque toute la lumière recourbatures profondément dans la souris pour blanchir la fluorescence. Pour notre étude, nous avons utilisé le canal 750 nm, ce qui en résulte une faible fluorescence de fond aussi évident pour les scans acquis avant l&#39;injection. Aux longueurs d&#39;onde plus faibles, plus le signal de fond peut être 28 prévu. En résumé, nous décrivons un protocole d&#39;imagerie multimodale pour dispositifs disponibles dans le commerce et FMT μCT. Nous montrons que la combinaison offre des avantages pour la reconstruction de fluorescence. Nous illustrons la façon dont les courbes de biodistribution sont extraits à partir de la grande quantité de données d&#39;image au moyen de segmentation interactive d&#39;organes et de traitement par lots. Nous croyons que ce flux de travail standardisé peut être utile pour le développement de médicaments et d&#39;autres études d&#39;imagerie utilisant des sondes marquées par fluorescence.

tomographie de fluorescence à médiation par, tomographie moléculaire par fluorescence aussi appelée (FMT), est une technique prometteuse pour évaluer quantitativement la distribution de la fluorescence diffuse dans les tissus, tels que les souris anesthésiées, voire des tissus du corps humain, par exemple les seins ou les articulations des doigts. Contrairement aux techniques de microscopie non invasives, ce qui permet l&#39;imagerie des cibles superficielles à une résolution subcellulaire, FMT permet la reconstruction tridimensionnelle de sources fluorescentes à des profondeurs de plusieurs centimètres, mais à plus basse résolution 2. De nombreuses sondes fluorescentes ciblés sont disponibles pour l&#39;image de l&#39;angiogenèse, l&#39;apoptose, l&#39;inflammation et d&#39;autres 2-5. Certaines sondes sont activable, par exemple,. Par clivage enzymatique spécifique conduisant à unquenching de fluorochromes. En outre, des gènes rapporteurs exprimant des protéines fluorescentes peuvent être visualisés, par exemple, pour suivre la migration des cellules tumorales 6. FMT bénéficie fortement de la combinaison avec une modalité anatomique, par exemple, μCT 2,7 ou 8 IRM. Alors que les dispositifs de FMT autonomes sont disponibles dans le commerce 9, les images de fluorescence sont difficiles à interpréter sans information de référence anatomique. Récemment, nous avons pu montrer que les données fondu d&#39;image anatomique permet une analyse plus robuste 10. Les données anatomiques peuvent également être utilisés pour fournir des connaissances antérieures, telles que la forme extérieure de la souris, ce qui est important pour la modélisation optique précis et reconstruction 11 fluorescence. En outre, les cartes de diffusion et d&#39;absorption optiques peuvent être estimées en utilisant la segmentation des types de tissus et en attribuant des coefficients spécifiques de classe 12,13. Pour la lumière proche infrarouge, l&#39;hémoglobine est l&#39;absorbeur principal chez la souris, outre la mélanine et de la fourrure 14. Depuis le volume relatif de sang varie selon les régions par ordre de grandeur, une carte d&#39;absorption est particulièrement important pour les quanquanti- 13 reconstruction de fluorescence. Un avantage de l&#39;utilisation de dispositifs d&#39;imagerie non invasifs est que les souris peuvent être imagés longitudinalement, soit en de multiples points de temps. Ceci est important pour évaluer le comportement dynamique des sondes, à savoir, leur accumulation cible, biodistribution et l&#39;excrétion 10,15, ou pour évaluer la progression de la maladie 16. Lorsque Imagerie plusieurs souris à de multiples points dans le temps, une grande quantité d&#39;ensembles de données d&#39;image se produit. Pour permettre la comparabilité, ceux-ci devraient être acquis d&#39;une manière systématique, à savoir, avec un protocole bien défini et documenté. Le grand nombre de scans pose un défi pour l&#39;analyse de l&#39;image, qui est nécessaire pour extraire des mesures quantitatives à partir des données d&#39;image. Le but de notre étude est de fournir une description détaillée d&#39;un protocole d&#39;imagerie μCT-FMT que nous avons utilisé et optimisé à travers plusieurs études 10,13,15,17,18. Nous décrivonsla manière dont les ensembles de données sont générées, traitées, visualisées et analysées. Cela est démontré en utilisant une sonde moléculaire établi, OsteoSense, qui se lie à l&#39;hydroxyapatite 19, et peut être utilisé pour des maladies osseuses et l&#39;image 2 remodelage. Toutes les procédures impliquant des animaux ont été approuvés par le comité d&#39;examen gouvernemental sur les soins aux animaux.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>FMT (Fluorescence molecular tomography) FMT2500 LX</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>FMT2000</td>
			<td>Device for fluorescence molecular tomography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#181;CT (micro computed tomography) Tomoscope Duo</td>
			<td>CT Imaging GmbH</td>
			<td>Tomoscope Duo</td>
			<td>Device for micro computed tomography</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multimodal Mouse Bed</td>
			<td>CT Imaging GmbH</td>
			<td>Experimental builder</td>
			<td>Partially transparent animal holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IsoFlo (isoflurane, USP)</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>05260-05</td>
			<td>Isoflurane Inhalation anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal anesthesia system</td>
			<td>Harvard apparatus</td>
			<td>726419</td>
			<td>Complete Isoflurane Table-Top System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorophyll-free mouse food</td>
			<td>Ssniff</td>
			<td>E15051</td>
			<td>low chlorophyll / low fluorescence food</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OsteoSense 750EX</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>NEV10053EX</td>
			<td>Animal FMT contrast agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Portex Fine Bore Polythene Tubing</td>
			<td>Smith medical</td>
			<td>800/100/120</td>
			<td>Tube for injection catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterican 30g</td>
			<td>BBraun</td>
			<td>4656300</td>
			<td>Hypodermic needle for catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imeron</td>
			<td>Altana pharma</td>
			<td>INLA F.1/0203/3.5337.69</td>
			<td>CT contrast agent for the phantom inclusions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>90-12-36-6</td>
			<td>Agarose for phantom production</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TiO2</td>
			<td>Applichem</td>
			<td>A1900,1000</td>
			<td>Titanium oxyde as phantom scattering agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>93595</td>
			<td>Trypan blue to adjust phantom light propagation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cy7</td>
			<td>Lumiprobe</td>
			<td>15020</td>
			<td>Fluorochrome for the phantom inclusions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipovenoes 20%</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>3094740</td>
			<td>Lipid emulsion, scattering agent for FMT contrast agents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Definiens Developer XD Server</td>
			<td>Definiens AG</td>
			<td>Server XD</td>
			<td>Software platform for automated segmentation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imalytics Preclinical</td>
			<td>ExMI/Gremse-IT</td>
			<td>Version 2.0.1</td>
			<td>Software for image fusion, reconstruction and analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NVIDIA Geforce Titan</td>
			<td>Asus</td>
			<td>GTXTITAN6GD5</td>
			<td>High end computer graphics card, 6GB Memory</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

hybrid &#181;ct-fmt imaging and image analysis

La fluorescence induite par tomographie (FMT) permet de déterminer longitudinal et quantitative de la distribution de la fluorescence in vivo et peut être utilisé pour évaluer la biodistribution de nouvelles sondes et pour évaluer la progression de la maladie en utilisant des sondes moléculaires établies ou des gènes rapporteurs. La combinaison avec une modalité anatomique, par exemple, micro tomodensitométrie (μCT), est bénéfique pour l&#39;analyse d&#39;image et de reconstruction de fluorescence. Nous décrivons un protocole d&#39;imagerie multimodal μCT-FMT, comprenant les étapes de traitement d&#39;image nécessaires pour extraire des mesures quantitatives. Après avoir préparé les souris et effectuer la formation d&#39;image, les ensembles de données sont des marques multimodales. Par la suite, une amélioration de la reconstruction de la fluorescence est effectuée, qui tient compte de la forme de la souris. Pour l&#39;analyse quantitative, segmentations d&#39;organes sont générés sur la base des données anatomiques en utilisant notre outil de segmentation interactive. Enfin, le cu de biodistributionrves sont générées en utilisant une fonction de traitement par lots. Nous montrons l&#39;applicabilité de la méthode en évaluant la biodistribution d&#39;une sonde bien connu qui se lie à des os et des articulations.

Nous avons appliqué le protocole décrit pour évaluer la biodistribution d&#39;une sonde, OsteoSense ciblée, qui se lie à l&#39;hydroxyapatite. 3 souris (C57BL / 6 Apoe - / - AHSG - / - souris à double inactivation, 10 semaines) ont été imagées avant et 15 min, 2 h, 4 h, 6 h, et 24 h après l&#39;injection intraveineuse de 2 nmol OsteoSense. Notre logiciel détecte automatiquement les marqueurs intégrés dans le lit de la souris multimodal (figure 1, figure 2A, B), ce qui a permis la fusion des données de μCT anatomiques avec la reconstruction de fluorescence effectuée par le FMT (figure 2C, D). Depuis OsteoSense est une sonde avec un faible poids moléculaire, une excrétion rénale rapide et donc grand signal dans la vessie est attendu. Fusion de la reconstruction de la fluorescence de la FMT a révélé des problèmes tels que le signal déplacée à l&#39;extérieur de la vessie (figure 2C, D). Ces problèmes se produisent parce que la FMT ne connaît pas la vraie forme de la souris et assume une forme de bloc. Oureconstruction r détermine la forme exacte des données et génère μCT diffusion et l&#39;absorption des cartes 13 afin de permettre une reconstruction plus précise de la fluorescence avec une meilleure localisation de signal, ce qui est particulièrement évident pour la vessie (figure 2E, F). Pour affecter la fluorescence reconstruit les régions appropriées, nous interactive segmenté plusieurs organes en utilisant notre logiciel (Figure 3). Pour chacun des 18 scans, 7 régions ont été segmentés basés sur les données μCT, ie., Cœur, poumon, foie, les reins, la colonne vertébrale, de l&#39;intestin et de la vessie. Par la suite, le logiciel a été utilisé pour calculer la concentration moyenne de fluorescence pour chacun des 126 régions. Heureusement, le logiciel fournit un mode de traitement par lots, qui calcule toutes les valeurs et les enregistre dans une seule feuille de calcul. Pour visualiser la distribution de la fluorescence, rendus 3D ont été générées pour chaque point de temps,Avec le réglage de fenêtrage comparables (figure 4A-F). En utilisant les valeurs d&#39;organes quantifiés, la biodistribution a été calculé en faisant la moyenne des valeurs d&#39;organes au cours des trois souris (figure 4G). Les scans pré, acquises avant l&#39;injection, ont montré négligeable signal de fond. 15 min après l&#39;injection, le signal le plus fort est apparu dans la vessie, en raison de l&#39;excrétion rénale rapide. Aux points de temps ultérieurs, la sonde restante avait accumulé à os et des articulations. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig1.jpg" /> Figure 1. multimodal Souris Chambres. (A) Le lit de la souris multimodal contient deux plaques de verre acrylique qui maintiennent fermement la souris. Le serrage est ajustée à l&#39;aide de deux vis. Le lit de la souris contient des marqueurs (trous vides) pour la fusion d&#39;images. Gaz anesthésique est fournie au moyen d&#39;un tube flexible qui est obsédé avec tsinge. (B) Le lit de la souris est fixé à un support de métal et son maintien dans le centre du portique rotatif μCT. (C) Eviter un écart entre le lit de la souris et le support de métal, parce que sinon, les marqueurs peuvent être incorrectement assignés conduisant à la fusion incorrecte. Le tube de gaz anesthésique doit être attaché au connecteur de tube. (D) Le lit de la souris doit être inséré dans le FMT avec la première face pour permettre une fusion automatique correct. (E) Les marqueurs sont visibles à la caméra FMT, qui est utilisé pour la détection du marqueur automatisé et de la fusion. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52770/52770fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît, cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig2.jpg" /> Figure 2. Fusion d&#39;image et de la reconstruction. (A, B) Marqueurs et la forme extérieure du mouse sont déterminées par l&#39;algorithme de segmentation automatique. (C, D) 15 min après l&#39;injection de OsteoSense, une quantité considérable de la sonde a déjà été excrétée dans la vessie urinaire. Après la fusion de la reconstruction fournie par des vendeurs avec les données μCT, les problèmes deviennent visibles. La plupart du signal apparaît autour de la vessie, mais pas à l&#39;intérieur de la vessie et quelque signal apparaît même dans l&#39;air. Cela arrive parce que la FMT assume une souris en forme de bloc. (E, F) Notre meilleure reconstruction de fluorescence, en utilisant la forme de la souris dérivée des données μCT, résultats dans une meilleure localisation de la fluorescence à l&#39;intérieur de la vessie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52770/52770fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52770/52770fig3.jpg" /> Figure 3. Organ Segmentat Interactive. ion (A) pour quantifier la distribution de fluorescence, plusieurs organes sont segmentés: coeur (rouge), du poumon (rose), le foie (marron), de l&#39;estomac (beige), la colonne vertébrale (violet), les reins (jaune), l&#39;intestin (vert) et la vessie urinaire (or). (B) le poumon, ce qui est fortement contrasté par rapport au tissu environnant, est segmenté en utilisant le seuillage et de la région de remplissage. (C) organes rondes, comme la vessie, les reins et le cœur sont segmentés en utilisant &quot;gribouillis&quot;. (D) Organes avec une forme plus complexe, par exemple, le foie et l&#39;estomac sont segmentés par incréments utilisent gribouillis. Pour le segment de la colonne vertébrale, un seuil élevé est appliqué à tous les segments os. Puis quelques os, par exemple., Les côtes, sont coupées, jusqu&#39;à ce que la colonne vertébrale reste. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52770/52770fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Figure 4. biodistribution. Pour évaluer la biodistribution, les souris sont scannées à plusieurs points de temps (AF). (A) L&#39;analyse préalable, avant l&#39;injection, montre peu de signal de fond dans le canal 750 nm. (B) 15 min après l&#39;injection, une quantité considérable de la sonde est déjà dans la vessie urinaire. (C) à la 2 h point de temps, la souris avait uriné, qui se traduit par une certaine fluorescence en dehors de la souris. Aux points de temps plus tard (DF), le signal apparaît principalement dans les os et les articulations, ie., À la colonne vertébrale et les genoux. (G) La concentration de fluorescence quantifiée est représenté pour certains organes.

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Hybrid  &amp;#181;CT-FMT imaging and image analysis

We describe a protocol for hybrid imaging, combining fluorescence-mediated tomography (FMT) with micro computed tomography (&#181;CT). After fusion and reconstruction, we perform interactive organ segmentation to extract quantitative measurements of the fluorescence distribution.

Imagerie hybride μCT-FMT et l&#39;analyse d&#39;image

Fluorescence-mediated tomography (FMT) enables longitudinal and quantitative determination of the fluorescence distribution in vivo and can be used to ...

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Hybrid &#181;CT-FMT imaging and image analysis

13.0K vues.  RWTH Aachen University. We describe a protocol for hybrid imaging, combining fluorescence-mediated tomography (FMT) with micro computed tomography (µCT). After fusion and reconstruction, we perform interactive organ segmentation to extract quantitative measurements of the fluorescence distribution.