ここでは、マイクロコンピュータ断層撮影法を用いた宇宙飛行後の全球眼構造評価法を提案する。超重力や放射線被ばくなどの宇宙飛行環境は、流体シフトを含む人間の生理学に独特の変化を引き起こします。これらの流体シフトは頭蓋内圧の上昇をもたらし、宇宙飛行関連神経眼症候群の主な原因として考えられている。
SANSの生理的影響は眼の複数の成分に影響を与え、視神経ディスク浮腫、地球平坦化、脈絡膜および陰性折り目、過敏および屈折誤差シフト、および神経線維層の不屈折を含む。SANSの生理学的特性は十分に文書化されていますが、SANSを駆動するメカニズムはまだ十分に理解されていません。SANSの理解を深めるために、げっ歯類モデルは非侵襲的なイメージング技術に使用されています。
これらの技術の1つは、マウスと同じくらい小さい動物の解剖学的構造および病理学的プロセスの評価に成功したマイクロCTである。マイクロCTは、マイクロサイズの解像度を達成することができ、そして、造影剤との組み合わせを介して、それは、軟組織に良好なコントラストを提供することができます。マイクロCTは、検体の幾何学的プロファイルや構造間の空間的関係に損傷を与えないという、総解剖学、光顕微鏡検査、組織学検査などの従来の方法と比較して明らかな利点を提供します。
我々の現在の研究では、マウスは国際宇宙ステーションに35日間宇宙環境にさらされ、宇宙環境がマイクロCTを用いて眼底層、RPE、および脈絡膜層の微細構造を定量化することによって眼の損傷を誘発するかどうかを判断した。ここでは、マイクロCT解析用のサンプルを作成した方法を示しました。マウスを使用し、スプラッシュダウン後38プラスマイナス4時間以内に目を見た。
目は欠核化され、左目は4%パラホルムアルデヒドとリン酸緩衝液に24時間固定された。固定後、目をエタノールで脱水した。固定サンプルのさらなる急激な収縮を防ぐために、一連のエサノミック溶液を用いた。
まず、サンプルを1時間50%エタノールに移し、その後、それぞれ1時間、70、80、90、96、および100%の濃度を増加させ、その後、6日間、1回の体積リン脂質酸で10%の重量で目を染色した。最後に、試料を絶対エタノールで洗浄し、次いでスキャン用の絶対エタノールを充填した個々の2つのミルプラスチック容器に入れた。また、綿パッドを加えて、スキャン中にサンプルを安定化させました。
次に、サンプルをデスクトップX線マイクロCTシステムSkyScan 1272スキャナの内部に置き、残線損傷を評価した。スキャンのために、我々はSkyScan 1272ソフトウェアを使用しました。ソフトウェアを開いた後、サンプルをフレームの中央に配置しました。
プロトコルでは、フィルタを使用しないし、4 ミクロンにピクセルサイズを増加するマトリックスを設定します。マイクロポジショニングは、サンプルをフレームの中央に保つために使用されます。次に、サンプル内の造影剤を最大化し、マシンを較正するためのパラメータをチェックします。
キャリブレーションを実行するには、スキャナーからサンプルを取り外し、スキャンパラメータを設定します。キャリブレーション中に、フラット充填補正もチェックされます。キャリブレーション後に80%以上の値を指定する必要があり、サンプルはスキャンチャンバーに再挿入されます。
スキャンする前に、サンプルファイルに名前が付けられます。スキャンパラメータは以下の通り、回転ステップ0.4、フレーム4、ランダム移動30、ピクセルサイズが4ミクロンに設定されていることをダブルチェックする。その後、スキャンが開始されます。
スキャン後、NReconを使用してサンプルを再構築します。まず、スキャンからファイルを開き、生のスキャン画像を表示します。カーブ内に収まるようにヒストグラムのバウンドを調整します。
次に、ビーム硬化加工品を修正します。次に、スムージング加工アーティファクトを調整します。最後に、リングアーティファクトの削減を修正します。
すべての修正の後、私たちのサンプルが私たちの関心領域内に収まることを確認しました。その後、私たちは再建を開始することができます。DataViewer ソフトウェアを使用して、3 つのフィールドすべてで再構築された画像を視覚化します。
分析には、CTAnソフトウェアが使用されます。再構築されたイメージはソフトウェアにロードされます。この光学神経は、分析のために関心領域を排除するために使用された。
計算では、対象領域の中間スライスを使用して、分析用のすべての測定を実行しました。3つの測定を繰り返し、面積の線形測定を計算した。以下の測定は、眼組織、レチナ、RPE、脈絡膜、および当社のマイクロCT分析で、地上制御と比較して、宇宙飛行サンプルにおいて、レチナ、RPE、および脈絡膜層の断面領域が有意に低い点を示した。
マイクロCTは、操作を行うことなく変更のサイズを計算する効率的で非破壊的な技術を提供します。造影剤を用いることで、マイクロCT画像の品質を高め、試料の構造を合わさらずに再構成の鮮明な画像を得ることができます。さらに、元のデータがデジタルであることを示し、それによって発見のアクセシビリティと再現性が向上します。
また、基本的な目的は、三次元測定を用いることが許容されるが、総三次元構造のセグメンテーションは、検体全体の特定の輪郭を提供するのに有益であり得る。我々の結果は、宇宙飛行状態、特に重力変化が眼内で急性および短期的な応答を誘発する可能性があることを示している。さらに、今後の作業では、多くの正常および病理学的組織の研究に成功しているため、Micro-CTイメージング機能を利用する他の分析を実行するために体積データを使用する必要があります。
