マイクロCTは、体組成を分析するための費用対効果の高い非侵襲的な技術です。これは、筋肉生理学の研究で有利であり、介入中に許可されます。マイクロCTは、同じ動物から複数回のデータを提供し、分析品質を向上させ、動物の使用を減らします。
フォトンカウンティングX線検出器は、ナノ粒子プラットフォームに関連するさまざまな造影剤を使用して組織の定量的な鑑別を可能にするマイクロCTの革新です。これにより、バリウム溶液によるさまざまな解剖学的領域の識別を向上させることができます。トレーニングは、マイクロCTデータ解析において大きな課題を提起し、また、前臨床CTの一貫したプロトコルの欠如は、特に生体材料や腫瘍画像を扱う場合、解剖学的領域がさまざまなハウンズフィールド値を示す可能性があるため、画像取得を複雑にする可能性があります。
当社のプロトコルは、段階的な経路を提供し、訓練を受けたユーザーも訓練を受けていないユーザーも、マイクロCTデータの取得と分析を行い、同様の結果を得ることができます。私たちは現在、骨格筋機能と社会的相互作用に関連するマウスの自発的コンパートメントの解析に注目しています。また、2Dモデルや3Dモデルを用いたin vitroでの骨格細胞の分化研究にも興味があります。
まず、麻酔をかけたマウスを、専用のマウスベッドを使用してMicroCTスキャナー上で仰臥位に置きます。マウスをノーズコーンとテープで固定して、スキャン中の動きを最小限に抑えます。次に、マウスをmicroCTスキャナーのガントリーに挿入します。
高解像度の前臨床イメージングシステムを使用して、身体のマイクロCTスキャンを取得します。60キロボルトの電圧と480マイクロアンペアの電流でフライモード回転を使用して、それぞれ470ミリ秒の露光時間で合計1,024の投影をキャプチャします。光学系を1.25倍に設定すると、視野角は94.72mm、合計捕捉時間は8.02分になります。
1つずつのビニングで画像をキャプチャし、2、368 x 2、240ピクセルの解像度を生成します。アクリル製の円筒形ファントムで同じパラメータでスキャンを実行し、参照されたソフトウェアを使用して空気と水のハウンズフィールド単位またはHU値を抽出します。画像をDICOMファイルに変換し、HU値を修正します。
マウスのマイクロCT画像を取得した後、画像解析ソフトウェアを開き、インターフェースの左上にある灰色がかった青色で強調表示された3Dスライサーメニューを見つけます。[データの追加]をクリックします。2つのオプションがあるウィンドウが表示されたら、最初のオプションを選択し、追加するディレクトリを選択します。
次に、ターゲットのDICOM画像が含まれているフォルダに移動してクリックします。3つの画面に表示される画像を観察し、異なる解剖面を表し、冠状面を緑、矢状面を黄色、横方向を赤にします。上部のタブの [モジュール] で、セグメント エディターを選択してセグメント化オプションを開きます。
次に、緑色のプラスの[追加]ボタンをクリックして新しいセグメントを作成し、各組織タイプのHU範囲を定義します。次に、各セグメントをダブルクリックして、目的の設定に従って名前を付けて色を付けます。各セグメントの HU 範囲は、しきい値機能を使用して設定します。
各組織タイプについて、HU値、除脂肪組織マイナス29〜225、脂肪組織マイナス190〜マイナス30、骨500〜5,000を入力します。「適用」ボタンをクリックします。HU 範囲を設定したら、[Show 3D] をクリックして、セグメント化された組織の 3D レンダリングを生成します。
セグメンテーションメニューで、不要なオブジェクトを削除するハサミツールを選択します。解剖学的平面の場合は、目的の平面の色付きバーにあるビューの最大化ボタンをクリックし、マウスのスクロールを使用してCTスキャンをナビゲートします。3D レンダリングでは、マウスの左ボタンを使用して回転し、マウスの右ボタンを使用してズームします。
次に、はさみツールを使用して不要なオブジェクトを強調表示し、それを囲んで画像から削除します。ビューレイアウトの復元アイコンをクリックすると、4 ウィンドウレイアウトに戻ります。セグメンテーション後、「定量化」と「セグメント統計」に移動して、各セグメントの体積を計算します。
[適用]をクリックし、ソフトウェアが各セグメンテーションの値を含むテーブルを生成し、ラベルマップと閉じたサーフェスボリュームの両方を表示するのを待ちます。ソフトウェアが提供する立方センチメートル単位の体積測定値を使用して、これらの体積を組織質量に変換します。各組織タイプに適切な密度を適用し、脂肪組織の場合は1立方センチメートルあたり0.95グラム、除脂肪組織の場合は1立方センチメートルあたり1.05グラム、骨格組織の場合は1立方センチメートルあたり1.92グラムを適用します。
骨の長さを測定するには、セグメントエディターメニューに戻り、各セグメントの横にある目のアイコンをクリックして、脂肪組織と除脂肪組織のセグメントを非表示にします。次に、メインメニューの上隅にあるツールバーオプションを選択します。[Create New Line] ボタンをクリックして、3D レンダリングでボーンの長さを測定します。
3D再構成で骨を特定します。ボーンの一方の端をクリックし、もう一方の端をクリックして、ソフトウェアがボーンの長さを測定できるようにします。骨格組織、脂肪組織、および痩せた組織のセグメンテーションは、連続した冠状面、矢状面、および横面を通じて提示され、明確な組織区別を効果的に示しました。
3Dレンダリングにより、青は骨、黄色は脂肪組織、赤は除脂肪組織を表すなど、詳細な解剖学的構造が明らかになりました。高齢の被験者は、成人の被験者と比較して体脂肪率が高く、除脂肪体重が減少しており、加齢に伴う体組成の変化を示しています。
