Il materiale si basa su lavori in parte sostenuto dal National Science Foundation sotto Grant No. IIS0758410. I dati sono stati forniti dal sistema Carolinas Healthcare.

1. Metodologia: presentazione Il quadro proposto elabora le immagini cerebrali TC di lesione cerebrale traumatica (TBI) pazienti per calcolare automaticamente spostamento linea mediana in casi patologici e usarlo come pure altre informazioni estratte per prevedere pressione intracranica (ICP). Figura 1 mostra lo schema di tutta quadro. La misurazione del cambio automatizzato linea mediana può essere suddiviso in tre fasi. Primo, l&#39;ideale linea mediana del cervello, cioè la linea mediana prima della ferita, viene trovato mediante una ricerca gerarchica basata sulla simmetria cranio e caratteristiche del tessuto 3. In secondo luogo, il sistema ventricolare è segmentato per ogni immagine cervello CT 4. In terzo luogo, la linea mediana effettiva è stimato dal sistema segmentato ventricolare deformata utilizzando una forma corrispondente metodo 5. Lo spostamento orizzontale del sistema ventricolare viene stimato sulla base della stima della linea mediana ideale e la linea mediana effettiva. Dopo tspostamento della linea mediana si è successivamente stimato, funzioni, tra cui spostamento della linea mediana, le informazioni sulle texture delle immagini TC, così come altre informazioni demografiche vengono utilizzati per prevedere ICP. Algoritmi di apprendimento automatico vengono utilizzati per definire la relazione tra la ICP e le caratteristiche estratte 6. 2. Ideale Stima Midline <ol><li> Questo passaggio rileva la linea mediana approssimata ideale utilizzando simmetria del cranio. Primo, utilizzando scala di grigi soglia, il cranio deve essere segmentato dal resto del contenuto nell&#39;immagine CT. Dopo di che, effettuare una ricerca esaustiva per identificare gli angoli di rotazione attorno al centro di massa del cranio. L&#39;angolo di rotazione ottimale è definito come l&#39;angolo che massimizza la simmetria delle metà risultanti del cranio. La linea mediana approssimata ideale è la linea che passa attraverso il centro di massa e ha l&#39;angelo ottimale rotazione rispetto alla direzione verticale originale dell&#39;immagine CT. </li><li> Questo passaggio rileva la posterior falce cerebrale e anteriore attaccamento falce ai margini del solco sagittale. Questa operazione viene eseguita per raffinare la linea mediana identificato approssimativa ideale. Definite prima due rettangoli perquisizione centrati nei due punti di intersezione tra la linea mediana approssimativa ideale e la calotta cranica. Quindi, scegliere le dimensioni dei rettangoli empiricamente in modo da coprire le caratteristiche anatomiche da rilevare come spiegato di seguito. L&#39;attacco anteriore falce viene rilevato come il punto di picco della cresta sulla calotta cranica e la falce cerebrale viene rilevato come la linea grigia nella regione posteriore 3. </li><li> Questa fase utilizza le caratteristiche rilevate in precedenza per perfezionare la posizione ideale linea mediana. Una volta che il punto di picco della falce attacco anteriore e il punto più lontano nel posteriore falce cerebri dal calvarum sono specificate, la linea mediana raffinato ideale è la linea che collega i due punti. </li></ol> 3. Ventricolo Segmentazione <ol><li> In primo luogo applicare un basso-lesegmentazione vel utilizzando un modello mistura gaussiana (GMM) per ogni sezione CT 4,7. Immagini TC possono essere suddivisi in 4 tipi di tessuti: osso / sangue, liquido cerebrospinale (CSF), sostanza grigia e sostanza bianca. Per l&#39;inizializzazione del modello mistura gaussiana, i parametri sono stimati in base iterativo K-means risultato della segmentazione dell&#39;immagine CT. Quindi utilizzare l&#39;aspettativa-massimizzazione (EM) per ottimizzare la GMM iterativamente di rappresentare al meglio l&#39;immagine CT. Il risultato della segmentazione rigido può essere ottenuta suddividendo l&#39;immagine CT in regioni in base alla probabilità massima di appartenenza che ogni pixel appartiene alla regione tipi diversi. </li><li> Dopo il basso livello di segmentazione GMM, applicare ulteriori vincoli sul risultato della segmentazione per riconoscere regioni ventricolari. Regioni ventricolari solo con dimensioni superiori a una certa soglia vengono mantenute. Applicare vincoli sulla posizione delle regioni ventricolari e utilizzando la casella di delimitazione cervello e l&#39;insieme di ventriclposta modelli. Estrarre il set di modelli da un ventricolo del cervello immagini standard MR e poi ingrandirla con la dilatazione morfologica per accogliere variazioni tra diversi soggetti e casi patologici. </li></ol> 4. Stima effettiva Midline <ol><li> Specificare i punti caratteristici nei modelli ventricolo estratti da MR. </li><li> Non la forma più aree di corrispondenza tra 5,8 ventricoli segmentati e il modello MR. </li><li> Stimare la linea mediana effettivo basato su tali punti caratteristici individuati sulle forme ventricolo mediante corrispondente forma. Quindi utilizzare la media dei media lato sinistro e lato destro aritmetica della x-coordinate dei punti caratteristici per definire la coordinata x della linea mediana. </li></ol> 5. Più funzionalità Estrazioni <ol><li> Misurare l&#39;ematoma intracranico / emorragia volume rispetto al modello mistura gaussiana (GMM) risultati di segmentazione ottenuto dalle immagini TC. Il risultato può segmentato include piccole regioni comprese seno venoso sangue e falce cerebri, ma possono solitamente essere trascurata in confronto alle regioni di ematoma. Poi contare il numero di pixel classificati come il sangue per ogni sezione e riassumerle. La somma finale quantifica il volume di sangue travasato in esame TC. </li><li> Estrarre caratteristiche texture. Per prima cosa selezionare sei finestre in ogni immagine CT che cattura la materia grigia e bianca, ma evitare le strutture sangue e ventricolo nell&#39;immagine CT, vedere la Figura 6. Poi estrarre le caratteristiche di composizione, corrispondenti utilizzando i seguenti metodi: grigio lunghezza Run Livello 9, analisi Istogramma, analisi di Fourier, analisi wavelet doppio albero Complex 10. </li><li> Le informazioni demografiche e di punteggio di gravità della lesione vengono raccolti. </li><li> Tutte le caratteristiche estratte di ogni immagine CT sono aggregati per rappresentare l&#39;intero esame TC. Specificamente, min (f), max (f), mediana (f), media (f), std (f) sono calcolati al tral le caratteristiche selezionate appartenenti all&#39;esame CT particolare, ad esempio una ƒ funzione dello spostamento linea mediana o una caratteristica texture. Per la funzione di emorragia intracranica importo, oltre ai cinque operatori sopra elencati, sum (f) viene aggiunto anche registrare il volume totale di sangue. </li></ol> 6. ICP Stima L&#39;idea principale della stima ICP è quello di applicare le tecniche di apprendimento automatico per costruire un modello basato su una serie di campioni di addestramento. Allora il modello costruito viene valutata su campioni di prova rimanenti. A causa della dimensione elevata di caratteristiche estratte in particolare quelli dei TAC e le informazioni demografiche, la funzionalità di selezione è importante per rimuovere le funzioni indipendenti per un modello relativamente semplice così stabile. Quindi ci sono due passaggi da eseguire per ICP stima / previsione. In primo luogo, selezionare le funzioni che sono relative informative nel predire PIC. Il secondo passo è quello di utilizzare Support Vector Machines (SVM) comealgoritmo di apprendimento per sviluppare e valutare il modello di formazione. Software come RapidMiner 11 è l&#39;ideale per questo compito, perché è uno strumento molto ben sviluppato per la maggior parte degli algoritmi di apprendimento automatico e fornisce interfacce molto potenti per la formazione e la valutazione dei modelli. <ol><li> Eseguire la funzione di selezione in due fasi. In primo luogo utilizzare il criterio di informazione di guadagno rapporto nella prima fase per selezionare le prime 50 funzioni. Nella seconda fase, utilizzare un algoritmo genetico che incorpora SVM per ottimizzare ulteriormente la selezione delle caratteristiche. Quindi utilizzare il set finale di funzioni selezionate per costruire il modello per la previsione ICP nel passaggio seguente. </li><li> Eseguire la classificazione ICP e valutazione attraverso tecniche di apprendimento automatico. Il diagramma di livello superiore della formazione e test sono mostrati nella RapidMiner in Figura 8. Applicare un 10 volte convalida incrociata regime come strato più esterno per la valutazione. Al fine di costruire un modello con una migliore generalizzazione e di evitare un eccesso di raccordo per tegli dati di allenamento, nido un altro strato di cross-validation all&#39;interno di ogni piega formazione. In questi moduli, applicare prima il processo di selezione delle caratteristiche di cui sopra e quindi utilizzare una SVM per la classificazione con il proprio modulo di selezione del parametro 6. </li></ol>

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Nessun conflitto di interessi dichiarati.

In questo studio, un quadro intuitivo e flessibile si propone di affrontare due problemi di difficile risoluzione: la stima dello spostamento linea mediana in CT immagini e la previsione a livello ICP sulla base di caratteristiche estratte. I risultati della valutazione mostrano l&#39;efficacia del metodo proposto. Per quanto ne sappiamo, questa è la prima volta di uno studio sistematico per affrontare questi due problemi. Notiamo che, sulla base del quadro generale, ci sono molti potenziali miglioramenti che possono e...

Ogni anno ci sono circa 1,4 milioni di lesioni cerebrali traumatiche (TBI) relativi casi di pronto soccorso negli Stati Uniti, di cui, oltre 50.000 provocare la morte 1. Grave trauma cranico è di solito accompagnata da un aumento della pressione intracranica (ICP) con sintomi come ematomi e tessuto cerebrale gonfiore. Questi risultato ridotta pressione di perfusione cerebrale e del flusso sanguigno cerebrale, mettendo il cervello danneggiato in rischi aggiuntivi. Grave aumento ICP può essere fatale, così il monitoraggio ICP per i pazienti con trauma cranico è fondamentale. Questo in genere richiede il posizionamento di cateteri direttamente nel cervello per il monitoraggio della pressione, una procedura rischiosa per i pazienti che possono essere eseguite in centri medici specializzati. La procedura prevede anche il rischio come l&#39;infezione. Tuttavia, alcuni segnali di elevata ICP può essere osservato in diagnostica per immagini. In particolare, spostamento linea mediana è spesso associato con un aumento della PIC e può essere catturata dal cervello calcolata tomography (CT) immagini. Come tali, queste immagini forniscono un&#39;opportunità per rilevamento non invasivo di elevata ICP che può essere usato come un pre-screening passo prima trapanazione cranica. TC è ancora il gold standard per la valutazione iniziale TBI tra tutte le altre modalità di imaging, ad esempio risonanza magnetica, a causa della sua alta velocità e relativo basso costo 2. Inoltre, un esame TC non richiede rigorosa immobilità del paziente, e ha un vantaggio nel rivelare anomalie gravi come fratture ossee ed ematomi. Mentre CT è comunemente utilizzato per il rilevamento di lesioni nel cervello, basati sulla tecnologia attuale, spostamento linea mediana non viene misurata automaticamente e pertanto i medici devono valutare questo fattore importante mediante ispezione visiva. Imprecisa o incoerente interpretazione CT è spesso associato con la natura del sistema visivo umano e la complessa struttura del cervello. Mentre piccoli spostamenti della linea mediana sono elusivi, sono spesso preziosi per la valutazione di lesioni cerebrali, in particolare nelle fasi iniziali della lesione prima condizione di un paziente diventa più grave. Sul lato opposto, spostamento linea mediana grande suggerisce molto elevata ICP e più grave TBI. Tuttavia, si tratta di un compito molto impegnativo per l&#39;uomo di ispezionare visivamente le immagini CT e prevedere il livello di ICP quantitativamente. Grazie ai progressi automatizzate tecniche computazionali, caratteristiche estratte da immagini TAC, come spostamento della linea mediana, il volume ematoma, e la struttura del cervello di immagini TC, può essere misurata con precisione e automaticamente utilizzando metodi avanzati di elaborazione delle immagini. Tuttavia, il rapporto tra ICP e lo spostamento della linea mediana, nonché altre caratteristiche quali il grado di sanguinamento, la trama da CT immagini non è stata esplorata. In questo documento, un quadro computazionale è stato proposto di misurare la misurazione linea mediana spostamento così come altre caratteristiche fisiologiche / anatomico su cerebrali immagini CT e quindi prevedere il grado di ICP non intrusivo utilizzando tecniche di apprendimento automatico.

automated midline shift and intracranial pressure estimation based on brain ct images

In questo articolo presentiamo un sistema automatizzato basato principalmente sui tomografia computerizzata (CT) immagini costituite da due componenti principali: la stima del cambio linea mediana e della pressione intracranica (ICP) di pre-screening sistema. Per stimare lo spostamento della linea mediana, prima stima della linea mediana ideale viene eseguita in base alla simmetria del cranio e caratteristiche anatomiche del cervello CT scan. Poi, la segmentazione dei ventricoli del TC viene eseguito e utilizzato come guida per l&#39;identificazione della linea mediana effettiva attraverso la forma coniugata. Questi processi imitare il processo di misurazione da parte di medici e hanno mostrato risultati promettenti nella valutazione. Nel secondo componente, più funzionalità vengono estratti correlate a ICP, come le informazioni di tessitura, quantità di sangue da TC e altre caratteristiche registrate, quali l&#39;età, punteggio di gravità della lesione per stimare la ICP sono anche incorporati. Macchine tecniche di apprendimento tra cui la funzionalità di selezione e classificazione, come il sostegnoVector Machines (SVM), sono impiegati per costruire il modello di previsione con RapidMiner. La valutazione della previsione mostra potenziale utilità del modello. Lo spostamento della linea mediana ideale stimato e previsto i livelli di ICP può essere usato come un rapido pre-screening passo per i medici a prendere decisioni, in modo da consigliare o sconsigliare invasivo monitoraggio della pressione intracranica.

I set di dati CT test sono stati forniti dal Sistema Carolinas Healthcare (CHS) in corso di approvazione istituzionale Comitato Etico. Tutti i soggetti sono stati diagnosticati con lieve trauma cranico grave al momento della prima ricoverato in ospedale. Per ogni paziente, il valore ICP stata registrata ogni ora usando sonde ICP all&#39;interno della regione ventricolo prima e dopo TC sono stati ottenuti. Per associare il valore di ICP con ogni scansione TC, la media dei due più vicini misure di ICP al tempo di TC, che...

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Automated Midline Shift and Intracranial Pressure Estimation based on Brain CT Images

Un automatico stima spostamento della linea mediana e della pressione intracranica (ICP) di pre-screening sistema basato sulla tomografia computerizzata (TC) immagini per i pazienti con danno cerebrale traumatico (TBI) è proposto di utilizzare l&#39;elaborazione delle immagini e di tecniche di apprendimento automatico.

Automatizzato Maiusc Midline e stima della pressione intracranica in base cerebrali Immagini CT

In this paper we present an automated system based mainly on the computed tomography (CT) images consisting of two main components: the midline shift ...

automated-midline-shift-intracranial-pressure-estimation-based-on

Research

JoVE Journal

Medicine

42.2K Views.  Virginia Commonwealth University. Un automatico stima spostamento della linea mediana e della pressione intracranica (ICP) di pre-screening sistema basato sulla tomografia computerizzata (TC) immagini per i pazienti con danno cerebrale traumatico (TBI) è proposto di utilizzare l'elaborazione delle immagini e di tecniche di apprendimento automatico.

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Epidural Intracranial Pressure Measurement in Rats Using a Fiber-optic Pressure Transducer

Elevated intracranial pressure (ICP) is a significant problem in several forms of ischemic brain injury including stroke, traumatic brain injury and cardiac arrest. This elevation may result in further neurological injury, in the form of transtentorial herniation1,2,3,4, midbrain compression, neurological deficit or increased cerebral infarct2,4. Current therapies are often inadequate to control elevated ICP in the clinical setting5,6,7 . Thus there is a need for accurate methods of ICP measurement in animal models to further our understanding of the basic mechanisms and to develop new treatments for elevated ICP.
In both the clinical and experimental setting ICP cannot be estimated without direct measurement. Several methods of ICP catheter insertion currently exist. Of these the intraventricular catheter has become the clinical 'gold standard' of ICP measurement in humans8. This method involves the partial removal of skull and the instrumentation of the catheter through brain tissue. Consequently, intraventricular catheters have an infection rate of 6-11%9. For this reason, subdural and epidural cannulations have become the preferred methods in animal models of ischemic injury. 
Various ICP measurement techniques have been adapted for animal models, and of these, fluid-filled telemetry catheters10 and solid state catheters are the most frequently used11,12,13,14,15. The fluid-filled systems are prone to developing air bubbles in the line, resulting in false ICP readings. Solid state probes avoid this problem (Figure 1). An additional problem is fitting catheters under the skull or into the ventricles without causing any brain injury that might alter the experimental outcomes. Therefore, we have developed a method that places an ICP catheter contiguous with the epidural space, but avoids the need to insert it between skull and brain. 
An optic fibre pressure catheter (420LP, SAMBA Sensors, Sweden) was used to measure ICP at the epidural location because the location of the pressure sensor (at the very tip of the catheter) was found to produce a high fidelity ICP signal in this model. There are other manufacturers of similar optic fibre technologies13 that may be used with our methodology. Alternative solid state catheters, which have the pressure sensor located at the side of the catheter tip, would not be appropriate for this model as the signal would be dampened by the presence of the monitoring screw. 
Here, we present a relatively simple and accurate method to measure ICP. This method can be used across a wide range of ICP related animal models.

A novel technique to record the pressures within the skull is described. The minimally invasive method uses a fibre-optic pressure sensing system to accurately measure intracranial pressure (ICP) in anaesthetized rats without causing significant brain trauma. The technique may be used in a wide range of experimental models.

Epidurale Misurazione della pressione intracranica in ratto utilizzando una fibra ottica trasduttore di pressione

Elevated intracranial pressure (ICP) is a significant problem in several forms of ischemic brain injury including stroke, traumatic brain injury and ...

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Medicina

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a novel platform that allows for direct long-term visualization of tissue structure changes intracranially. Imaging at a single cell resolution in a real-time fashion provides supplementary dynamic information beyond that provided by standard end-point histological analysis, which looks solely at 'snap-shot' cross sections of tissue.
Establishing this intravital imaging technique in fluorescent chimeric mice, we are able to image four fluorescent channels simultaneously. By incorporating fluorescently labeled cells, such as GFP+ bone marrow, it is possible to track the fate of these cells studying their long-term migration, integration and differentiation within tissue. Further integration of a secondary reporter cell, such as an mCherry glioma tumor line, allows for characterization of cell:cell interactions. Structural changes in the tissue microenvironment can be highlighted through the addition of intra-vital dyes and antibodies, for example CD31 tagged antibodies and Dextran molecules.
Moreover, we describe the combination of our ICW imaging model with a small animal micro-irradiator that provides stereotactic irradiation, creating a platform through which the dynamic tissue changes that occur following the administration of ionizing irradiation can be assessed.
Current limitations of our model include penetrance of the microscope, which is limited to a depth of up to 900 &mu;m from the sub cortical surface, limiting imaging to the dorsal axis of the brain. The presence of the skull bone makes the ICW a more challenging technical procedure, compared to the more established and utilized chamber models currently used to study mammary tissue and fat pads 5-7. In addition, the ICW provides many challenges when optimizing the imaging.

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

We describe a novel in vivo imaging technique that couples fluorescent chimeric mice with intracranial windows and high-resolution 2-photon microscopy. This imaging platform aids studies of dynamic changes in brain tissue and microvasculature, at a single-cell level, following pathological insults and is adaptable to assess intracranial drug delivery and distribution.

Un romanzo ad alta risoluzione<em&gt; In vivo</em&gt; Tecnica di imaging per studiare la risposta dinamica di strutture intracraniche alla crescita del tumore e Terapeutica

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

Creating Anatomically Accurate and Reproducible Intracranial Xenografts of Human Brain Tumors

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live animal &#8211;&#160;particularly in sites with unique physiological and architectural qualities such as the brain. In vitro and ectopic models cannot account for features such as vasculature, blood brain barrier, metabolism, drug delivery and toxicity, and a host of other relevant factors. Orthotopic models have their limitations too, but with proper technique tumor cells of interest can be accurately engrafted into tissue that most closely mimics conditions in the human brain. By employing methods that deliver precisely measured volumes to accurately defined locations at a consistent rate and pressure, mouse models of human brain tumors with predictable growth rates can be reproducibly created and are suitable for reliable analysis of various interventions. The protocol described here focuses on the technical details of designing and preparing for an intracranial injection, performing the surgery, and ensuring successful and reproducible tumor growth and provides starting points for a variety of conditions that can be customized for a range of different brain tumor models.

The brain is a unique site with qualities that are not well represented by in vitro or ectopic analyses. Orthotopic mouse models with reproducible location and growth characteristics can be reliably created with intracranial injections using a stereotaxic fixation instrument and a low pressure syringe pump.

Creazione anatomicamente accurati e riproducibili intracranica xenotrapianti di tumori cerebrali umani

Orthotopic tumor models are currently the best way to study the characteristics of a tumor type, with and without intervention, in the context of a live ...

Assessing Cortical Cerebral Microinfarcts on High Resolution MR Images

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes it is challenging to study them on clinical MRI scans. It was recently demonstrated that cortical microinfarcts can be depicted with MRI scanners using high magnetic field strengths (7T). Based on this experience, a proportion of these lesions is also visible on lower resolution 3T MRI. These findings were corroborated with ex vivo imaging of post-mortem human brain tissue, accompanied by histopathological verification of possible cortical microinfarcts.
Here an ex vivo imaging protocol is presented, for the purpose of validating MR observed cerebral microvascular pathology with histological evaluation. Furthermore, guidelines are provided for the assessment of cortical microinfarcts on both in vivo 7T and 3T MR images. These guidelines provide researchers with a tool to rate cortical microinfarcts on in vivo images of larger patient samples, to further unravel their clinical relevance in cognitive decline and dementia, and establish these lesions as a novel biomarker of cerebral small vessel disease.

A high resolution ex vivo 7T MR imaging protocol is presented, to perform MR-guided histopathological validation of microvascular pathology in post-mortem human brain tissue. Furthermore, guidelines are provided for the assessment of cortical microinfarcts on in vivo 7T as well as 3T MR images.

Valutare corticali cerebrali microinfarti in alta risoluzione MR Immagini

Cerebral microinfarcts are frequent findings in the post-mortem human brain, and are related to cognitive decline and dementia. Due to their small sizes ...

Proximal Cadaveric Femur Preparation for Fracture Strength Testing and Quantitative CT-based Finite Element Analysis

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength. Because ex vivo biological tissues are prone to lose their mechanical properties over time, specimen preparation for experimental testing must be performed carefully to obtain reliable results that represent in vivo conditions. For that reason, we designed a protocol and a set of fixtures to prepare the femoral specimens such that their mechanical properties experienced minimal changes. The femora were kept in a frozen state except during preparation steps and mechanical testing. The relevant clinical measures of total hip and femoral neck bone mineral density (BMD) were obtained with a clinical dual X-ray absorptiometry (DXA) bone densitometer, and the 3D geometry and distribution of bone mineral were obtained using CT with a calibration phantom for quantitative estimations based on the greyscale values. Any possible bone disease, fracture, or the presence of implants or artifacts affecting the bone structure, was ruled out with X-ray scans. For preparation, all bones were carefully cleaned of excess soft tissue, and were cut and potted at the internal rotation angle of interest. A cutting fixture allowed the distal end of the bone to be cut off leaving the proximal femur at a desired length. To allow positioning of the femoral neck at prescribed angles during later CT scanning and mechanical testing, the proximal femoral shafts were potted in polymethylmethacrylate (PMMA) using a fixture designed specifically for desired orientations. The data collected from our experiments were then used for validation of quantitative computed tomography (QCT)-based finite element analysis (FEA), as described in a different protocol. In this manuscript, we present the protocol for the precise bone preparation for mechanical testing and subsequent QCT/FEA modeling. The current protocol was successfully applied to prepare about 200 cadaveric femora over a 6-year time period.

We present a robust protocol on how to carefully preserve and prepare cadaveric femora for fracture testing and quantitative computed tomography imaging. The method provides precise control over input conditions for the purpose of determining relationships between bone mineral density, fracture strength, and defining finite element model geometry and properties.

Prossimale Cadaveric Femore preparazione per l&#39;analisi agli elementi finiti Resistenza alla frattura Prove e quantitativa CT-based

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength.  Because ex vivo biological tissues are prone to ...

Determining Glucose Metabolism Kinetics Using 18F-FDG Micro-PET/CT

This paper describes the use of 18F-FDG and micro-PET/CT imaging to determine in vivo glucose metabolism kinetics in mice (and is transferable to rats). Impaired uptake and metabolism of glucose in multiple organ systems due to insulin resistance is a hallmark of type 2 diabetes. The ability of this technique to extract an image-derived input function from the vena cava using an iterative deconvolution method eliminates the requirement of the collection of arterial blood samples. Fitting of tissue and vena cava time activity curves to a two-tissue, three compartment model permits the estimation of kinetic micro-parameters related to the 18F-FDG uptake from the plasma to the intracellular space, the rate of transport from intracellular space to plasma and the rate of 18F-FDG phosphorylation. This methodology allows for multiple measures of glucose uptake and metabolism kinetics in the context of longitudinal studies and also provides insights into the efficacy of therapeutic interventions.

Determining Glucose Metabolism Kinetics Using 18F-FDG Micro-PET/CT

This study describes a protocol that uses 18F-FDG and positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) imaging, together with kinetic modelling, to quantify the in vivo, real-time uptake of 18F-FDG into tissues.

Determinazione metabolismo del glucosio Cinetica Utilizzando<sup&gt; 18</sup&gt; F-FDG micro-PET / TC

This paper describes the use of 18F-FDG and micro-PET/CT imaging to determine in vivo glucose metabolism kinetics in mice (and is transferable to rats). ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) models based on pBECs in mono-culture (MC), MC with astrocyte-conditioned medium (ACM), and non-contact co-culture (NCC) with astrocytes of porcine or rat origin. pBECs were isolated and cultured from fragments of capillaries from the brain cortices of domestic pigs 5-6 months old. These fragments were purified by careful removal of meninges, isolation and homogenization of grey matter, filtration, enzymatic digestion, and centrifugation. To further eliminate contaminating cells, the capillary fragments were cultured with puromycin-containing medium. When 60-95% confluent, pBECs growing from the capillary fragments were passaged to permeable membrane filter inserts and established in the models. To increase barrier tightness and BBB characteristic phenotype of pBECs, the cells were treated with the following differentiation factors: membrane permeant 8-CPT-cAMP (here abbreviated cAMP), hydrocortisone, and a phosphodiesterase inhibitor, RO-20-1724 (RO). The procedure was carried out over a period of 9-11 days, and when establishing the NCC model, the astrocytes were cultured 2-8 weeks in advance. Adherence to the described procedures in the protocol has allowed the establishment of endothelial layers with highly restricted paracellular permeability, with the NCC model showing an average transendothelial electrical resistance (TEER) of 1249 &#177; 80 &#937; cm2, and paracellular permeability (Papp) for Lucifer Yellow of 0.90 10-6 &#177; 0.13 10-6 cm sec-1 (mean &#177; SEM, n=55). Further evaluation of this pBEC phenotype showed good expression of the tight junctional proteins claudin 5, ZO-1, occludin and adherens junction protein p120 catenin. The model presented can be used for a range of studies of the BBB in health and disease and, with the highly restrictive paracellular permeability, this model is suitable for studies of transport and intracellular trafficking.

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

The aim of the protocol is to present an optimized procedure for the establishment of an in vitro blood-brain barrier (BBB) model based on primary porcine brain endothelial cells (pBECs). The model shows high reproducibility, high tightness, and is suitable for studies of transport and intracellular trafficking in drug discovery.

Migliorato il metodo per la creazione di un In Vitro barriera emato - encefalica modello basato sulle cellule endoteliali Porcine cervello

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

A Swin Transformer-Based Model for Thyroid Nodule Detection in Ultrasound Images

In recent years, the incidence of thyroid cancer has been increasing. Thyroid nodule detection is critical for both the detection and treatment of thyroid cancer. Convolutional neural networks (CNNs) have achieved good results in thyroid ultrasound image analysis tasks. However, due to the limited valid receptive field of convolutional layers, CNNs fail to capture long-range contextual dependencies, which are important for identifying thyroid nodules in ultrasound images. Transformer networks are effective in capturing long-range contextual information. Inspired by this, we propose a novel thyroid nodule detection method that combines the Swin Transformer backbone and Faster R-CNN. Specifically, an ultrasound image is first projected into a 1D sequence of embeddings, which are then fed into a hierarchical Swin Transformer. 
The Swin Transformer backbone extracts features at five different scales by utilizing shifted windows for the computation of self-attention. Subsequently, a feature pyramid network (FPN) is used to fuse the features from different scales. Finally, a detection head is used to predict bounding boxes and the corresponding confidence scores. Data collected from 2,680 patients were used to conduct the experiments, and the results showed that this method achieved the best mAP score of 44.8%, outperforming CNN-based baselines. In addition, we gained better sensitivity (90.5%) than the competitors. This indicates that context modeling in this model is effective for thyroid nodule detection.

Here, a new model for thyroid nodule detection in ultrasound images is proposed, which uses Swin Transformer as the backbone to perform long-range context modeling. Experiments prove that it performs well in terms of sensitivity and accuracy.

Un modello basato su trasformatore swin per il rilevamento di noduli tiroidei nelle immagini ecografiche

In recent years, the incidence of thyroid cancer has been increasing. Thyroid nodule detection is critical for both the detection and treatment of thyroid ...

Processore automatizzato per la produzione di cellule CAR-T su scala clinica

Chimeric Antigen Receptor T Cell Manufacturing on an Automated Cell Processor

Chimeric antigen receptor (CAR)-T cells represent a promising immunotherapeutic approach for the treatment of various malignant and non-malignant diseases. CAR-T cells are genetically modified T cells that express a chimeric protein that recognizes and binds to a cell surface target, resulting in the killing of the target cell. Traditional CAR-T cell manufacturing methods are labor-intensive, expensive, and may carry the risk of contamination. The CliniMACS Prodigy, an automated cell processor, allows for manufacturing cell therapy products at a clinical scale in a closed system, minimizing the risk of contamination. Processing occurs semi-automatically under the control of a computer and thus&#160;minimizes human involvement in the process, which saves time and reduces variability and errors.
This manuscript and video describes the T cell transduction (TCT) process for manufacturing CAR-T cells using this processor. The TCT process involves CD4+/CD8+ T cell enrichment, activation, transduction with a viral vector, expansion, and harvest. Using the Activity Matrix, a functionality that allows ordering and timing of these steps, the TCT process can be customized extensively. We provide a walk-through of CAR-T cell manufacturing in compliance with current Good Manufacturing Practice&#160;(cGMP) and discuss required release testing and preclinical experiments that will support an Investigational New Drug (IND) application. We demonstrate&#160;the feasibility and discuss the advantages and disadvantages of using a&#160;semi-automatic process for clinical CAR-T cell manufacturing. Finally, we describe an ongoing investigator-initiated clinical trial that targets pediatric B-cell malignancies [NCT05480449] as an example of how this manufacturing process can be applied in a clinical setting.

Autore in primo piano: Progressi nella produzione di cellule CAR-T e nella produzione di terapia genica 

This article details the manufacturing process for chimeric antigen receptor T cells for clinical use, specifically using an automated cell processor capable of performing viral transduction and cultivation of T cells. We provide recommendations and describe pitfalls that should be considered during the process development and implementation of an early-phase clinical trial.