Name: fat-water phantoms for magnetic resonance imaging validation: a flexible and scalable protocol
Uploaded: 2018-09-07T13:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol at JoVE.com

Bu araştırma ulusal kurumları sağlık (NIH) ve Ulusal Enstitüsü diyabet ve sindirim ve böbrek hastalıkları (NIDDK) sağlanan için destek finansman / NIH R01-DK-105371. Yağ su hayalet oluşturma ' Dr. Houchun (Harry) Hu tavsiye ve önerileriniz için teşekkür ederim.

1. iş istasyonu ve malzemeleri hazırlamak
<ol><li>Bütün laboratuvar güvenlik kurallarına uymak. Göz koruması ve eldiven giymek. Okuma malzeme güvenlik bilgi formu reaktifleri herbiri için kullanılan ve uygun önlemleri alın. Malzeme ve ekipman listesi, kimyasal işleme yordamlarını ve Züccaciye Mağazaları önlemleri gözden geçirin. Dikkat: Bu protokol bir Pinar yüksek sıcaklıklarda kullanımını gerektirir. Dikkatli olun ve kapsayıcılar sıcak ile etkileşim ve Pinar yüzeyine dokunmayın ısıya dayanıklı eldiven giyerler.</li>
	<li>Çalışma alanı temizleyin ve yüzey dezenfektan ile temiz. Ellerini yıka ve eldivenleri giy.</li>
	<li>Tüm araçları ve olası bulaşma riskini azaltmak ve hayalet uzun ömürlü artırmak için tüm cam kavanoz içine sterilize. Not: phantom için daha--dan birkaç gün kullanılacaksa, düzenli olarak bakteriyel büyüme önlemek için etanol ile tamamlanan hayalet yüzeyini temizlemek.</li>
</ol>2. su solüsyonu hazırlayın
<ol><li>Çalışma alanı için su solüsyonu hazırlayın. Aşağıdaki malzeme ve ekipman bankta pozisyon: mezun silindir, 400 mL kabı, heyecan bar, ölçek, 2 x tartmak tekneler, spatula, 2 x 1.0 mL şırınga ile iğne, distile su, Gadolinyum-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) kontrast Ajan, suda çözünen yüzey aktif, agar ve sodyum benzoat. Not: Şırınga veya iğne olmadan kullanılabilir. Ancak, iğne kullanarak ölçüm doğruluğunu geliştirmek ve içeriği için su veya yağ çözümleri eklendiğinde sıçramak önleyebilirsiniz.</li>
	<li>Bir heyecan bar 400 mL kabı yerleştirin. 100 ya da 200 mL mezun silindir su kabı dökün ve 300 mL distile su ölçmek için kullanın. Kabı ocağın koyun ve bir heyecan oranı 100 RPM ile 90 ° C'de ayarlayın. Not: Yüksek sıcaklık bu protokol için hızlı sonuç elde etmek için kullanılır. Çözümler ocağın üzerinde uzun bir süre için bırakılmış değil çünkü, aspiratör için ayar noktası sıcaklık çözüm sıcaklığını yansıtacak.</li>
	<li>Kalibre edilmiş bir ölçek sodyum benzoat 0.30 g tartmak tekneye ölçmek için kullanın. Sodyum benzoat su ekleyin.</li>
	<li>Bir şırınga 0.6 mL suda çözünen yüzey aktif ölçmek için kullanın. Hava hava kabarcığı yok olduğundan emin olun. İğne birkaç milimetre Çözüm Merkezi üzerinde tutun ve yavaşça sıçramak kabı duvarlarında önlemek için suda çözünen yüzey aktif bırakın.</li>
	<li>Temiz bir şırınga kullanarak, Gadolinyum-DTPA kontrast ajanın 0,24 mL ölçmek. Adım 2.4 olduğu gibi aynı tekniği kullanarak kabı ekleyin. Not: Gadolinyum-DTPA faiz dokusunun uyum için Phantom'un MRI gevşeme özelliklerini ayarlamak için kullanılır. Okuyucu daha iyi doku faiz gevşeme özelliklerini eşleştirmek için eklenen Gadolinyum DTPA ses ayarlayabilirsiniz.</li>
	<li>Agar 9.0 g tartmak tekneye ölçmek. Yavaş yavaş agar su kabı içine bir spatula ile kaşık.</li>
	<li>Her şey su çözüm eklendikten sonra 350 ° c Pinar sıcaklık artışı ve agar eritmek 5-10 dk için 1100 devir/dakika hıza bar ilave edin.<ol>
<li>Agar erimiş denetlemek için kısaca su solüsyonu Pinar kaldırmak, karıştırarak durdurmak ve çözüm rengini kontrol edin. Erimiş agar açık (flamalar veya kümeleri) ve sarı ya da amber renkli olmalıdır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Agar tamamen erimiş, bir şırınga kullanın veya yaklaşık 3,5 mL su çözeltisi küçük bir şişe dökün. Test çözüm ayarlı değil veya 5-10 dk sonra ayıran, agar erimiş değil. 350 ° C başa Pinar sıcaklık artışı ve çözüm Isıtma devam edin.</li>
	<li>2.8 test şişe setleri çözümde su kadar düzgün arasındaki adımları yineleyin.</li>
	<li>Su solüsyonu 50 ° C ve 100 rpm ocağın üzerinde bırakın. Çalışma alanı temiz ve petrol çözüm için hazır olun.<ol>
<li>Kürsüye aşağıdaki malzemeyi kaldır: ölçeği, 2 x tartmak tekneler, spatula, 2 x 1.0 mL şırınga (kullanılan) iğne ile distile su, Gadolinyum-DTPA kontrast Ajan, suda çözünen yüzey aktif, agar ve sodyum benzoat.</li>
		<li>Aşağıdaki malzeme ve ekipman bankta pozisyon: 400 mL kabı (temiz), heyecan (temiz) bar, iğne, fıstık yağı ve yağ çözünen yüzey aktif 2.0 mL şırınga.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. petrol çözüm
<ol><li>Yeni bir heyecan çubuğu temiz 400 mL kabı yerleştirin. Mezun silindir kabı dökün ve fıstık yağı 300 mL ölçmek için kullanın. Su solüsyon içeren kabı çıkarın ve petrol çözüm kabı ocağın yerleştirin. 1 dk. için 100 RPM heyecan oranıyla 90 ° C için ayarlayın. Not: trigliserid insan yağ dokusu15karşılaştırıldığında benzer bir nükleer manyetik rezonans spektrum olduğundan fıstık yağı kullanılır.<ol>
<li>Yağı ocağın üzerinde sahipsiz bırakmayın. Eğer petrol gets çok sıcak ve duman, Pinar kaldırmak ve petrol aspiratör için dönmeden önce sıcaklığı azaltmak başlar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Temiz bir şırınga ile petrol çözünür yüzey aktif 3,0 mL ölçüsü. 2.4. adımda açıklanan aynı teknikle, petrol çözünür yüzey aktif kabı için ekleyin. Pinar 150 ° C ve tamamen petrol çözüm karıştırmak 5 min için 1100 devir/dakika olarak ayarlayın.</li>
	<li>Petrol çözüm ocağın kapalı almak ve hayalet oluşturmak için hazırlık çalışma alanı temiz.<ol>
<li>Kürsüye aşağıdaki malzemeyi kaldır: 2.0 mL şırınga iğne (kullanılan), fıstık yağı ve yağ çözünen yüzey aktif.</li>
		<li>Aşağıdaki malzeme ve ekipman bankta pozisyon: 250 mL Erlenmeyer flask, karıştırın (temiz), bar hacimsel Pipetler, hacimsel pipet tutucu ve 5 x 120 mL Cam kavanoz.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. hayalet emülsiyon oluşturma
<ol><li>Hacimsel pipetler için su ve yağ çözümleri hazırlayın. Pipetler yalnızca onların anılan sıraya göre çözüm ile çapraz kontaminasyonu önlemek için kullanılmalıdır.<ol>
<li>Pipet protokolünde kullanılan birim için uygun. Örneğin, 2 x 50 mL hacimsel pipetler (50 mL su solüsyonu + 50 mL yağ solüsyon) 100 mL % 50 yağ FF bir hedefle hayalet oluşturmak için kullanın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Su solüsyonu ocağın koyun ve Pinar 300 ° C ve 1100 rpm için ayarlayın. 4-5 dakika sonra karıştırıcı kapatın.</li>
	<li>Hacimsel pipet kullanmadan, su solüsyonu kısmen pipet çözümü küçük bir miktar (5-10 mL) ile doldurma ve geri kabı bırakmadan çıkarma için hazır olup olmadığını kontrol edin. Su solüsyonu kolaylıkla kaldırıldı ve pipet aşırı kalıntıları olmadan serbest Eğer, aksi takdirde bir sonraki adıma geçmek, ocağın üzerinde bırakın ve tekrar 2-3 dakika içinde kontrol edin. Not: Bu heyecan verici ve/veya olabildiğince sık sıcak su solüsyonu tutmak en iyisidir su çözümünün bileşenlerini ayarlama ve ayırmak, daha duyarlı. Su çözüm değil ısıttı ve aktarmadan önce karıştırılır, agar soğuyunca donmak eğilimi nedeniyle doğru birimleri ölçmek çok zor olacak.</li>
	<li>Dikkatle temiz heyecan bar bir 250 mL Erlenmeyer flask ekleyin. Ocağın kapalı su solüsyonu almak, uygun cilt (Tablo 2) ölçmek ve bunu Erlenmeyer şişeye aktarabilirsiniz.</li>
	<li>Petrol çözüm ocağın koyun ve 90 ° c ve 1100 rpm çözüm homojen olduğundan emin olmak için ayarlayın. 1-2 dk sonra petrol çözüm Pinar kaldırın ve eski yerine koymak o ile Erlenmeyer flask.</li>
	<li>Yağ çözeltisi (Tablo 2) uygun miktarını ölçmek ve yavaş yavaş Erlenmeyer şişeye su çözümde ekleyin.</li>
	<li>Tüm petrol çözüm eklendikten sonra 300 ° c sıcaklık artışı ve karıştırma 1100 RPM korumak. 4-5 dk (girdap heyecan bardaki olmalıdır) için kombine çözümler karıştırın. Emülsiyon beyaz yumuşak doku ile olmalıdır.</li>
	<li>Bir manyetik heyecan bar retriever heyecan bar kaldırmak için kullanın. Not: Heyecan bar geri almak--dan tüm gelecekteki emülsiyonlar heyecan çubuklar kaldırmak için kullanılır. Her kullanım arasında iyice temizleyin.</li>
	<li>Dikkatle Erlenmeyer şişeye bir temiz 120 mL Cam kavanoz karışımı dökmek için ısıya dayanıklı eldiven kullanın. Yavaş yavaş olarak soğur kabarcıklar karışımı önlemek için cam kavanoz yan karışımı dökün.</li>
	<li>Erlenmeyer şişesi ve heyecan bar temizlik sonra adımları 4.2-4.8, tüm hayaletler oluşturuluncaya kadar çözümleri, su ve yağ miktarlarını ayarlama yineleyin. Not: cam temizlik öncesinde serin olduğundan emin olun.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Franz, D., 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=Association+of+proton+density+fat+fraction+in+adipose+tissue+with+imaging-based+and+anthropometric+obesity+markers+in+adults.">Association of proton density fat fraction in adipose tissue with imaging-based and anthropometric obesity markers in adults.</a> Int J Obes. , 1-8 (2017).</li><li>Chai, 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=MRI+chemical+shift+imaging+of+the+fat+content+of+the+pancreas+and+liver+of+patients+with+type+2+diabetes+mellitus.">MRI chemical shift imaging of the fat content of the pancreas and liver of patients with type 2 diabetes mellitus.</a> Exp Ther Med. 11 (2), 476-480 (2016).</li><li>Hogrel, J. Y., 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=NMR+imaging+estimates+of+muscle+volume+and+intramuscular+fat+infiltration+in+the+thigh:+variations+with+muscle,+gender,+and+age.">NMR imaging estimates of muscle volume and intramuscular fat infiltration in the thigh: variations with muscle, gender, and age.</a> Age (Omaha). 37 (3), 1-11 (2015).</li><li>Hoskins, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation+and+Validation+of+Arterial+Ultrasound+Imaging+and+Blood+Flow.">Simulation and Validation of Arterial Ultrasound Imaging and Blood Flow.</a> Ultrasound Med Biol. 34 (5), 693-717 (2008).</li><li>Hu, H. H., Perkins, T. G., Chia, J. M., Gilsanz, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+human+brown+adipose+tissue+by+chemical-shift+water-fat+MRI.">Characterization of human brown adipose tissue by chemical-shift water-fat MRI.</a> Am J Roentgenol. 200 (1), 177-183 (2013).</li><li>d'Assignies, G., 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=Noninvasive+quantitation+of+human+liver+steatosis+using+magnetic+resonance+and+bioassay+methods.">Noninvasive quantitation of human liver steatosis using magnetic resonance and bioassay methods.</a> Eur Radiol. 19 (8), 2033-2040 (2009).</li><li>Schwenzer, N. F., 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=Quantification+of+pancreatic+lipomatosis+and+liver+steatosis+by+MRI:+comparison+of+in/opposed-phase+and+spectral-spatial+excitation+techniques.">Quantification of pancreatic lipomatosis and liver steatosis by MRI: comparison of in/opposed-phase and spectral-spatial excitation techniques.</a> Invest Radiol. 43 (5), 330-337 (2008).</li><li>Wokke, B. H., 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=Quantitative+MRI+and+strength+measurements+in+the+assessment+of+muscle+quality+in+Duchenne+muscular+dystrophy.">Quantitative MRI and strength measurements in the assessment of muscle quality in Duchenne muscular dystrophy.</a> Neuromuscul Disord. 24 (5), 409-416 (2014).</li><li>Fischer, M. A., 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=Liver+Fat+Quantification+by+Dual-echo+MR+Imaging+Outperforms+Traditional+Histopathological+Analysis.">Liver Fat Quantification by Dual-echo MR Imaging Outperforms Traditional Histopathological Analysis.</a> Acad Radiol. 19 (10), 1208-1214 (2012).</li><li>Hayashi, T., 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=Influence+of+Gd-EOB-DTPA+on+proton+density+fat+fraction+using+the+six-echo+Dixon+method+in+3+Tesla+magnetic+resonance+imaging.">Influence of Gd-EOB-DTPA on proton density fat fraction using the six-echo Dixon method in 3 Tesla magnetic resonance imaging.</a> Radiol Phys Technol. , (2017).</li><li>Hines, C. D. G., Yu, H., Shimakawa, A., McKenzie, C. A., Brittain, J. H., Reeder, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T1+independent,+T2*+corrected+MRI+with+accurate+spectral+modeling+for+quantification+of+fat:+Validation+in+a+fat-water-SPIO+phantom.">T1 independent, T2* corrected MRI with accurate spectral modeling for quantification of fat: Validation in a fat-water-SPIO phantom.</a> J Magn Reson Imaging. 30 (5), 1215-1222 (2009).</li><li>Fukuzawa, K., 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=Evaluation+of+six-point+modified+dixon+and+magnetic+resonance+spectroscopy+for+fat+quantification:+a+fat-water-iron+phantom+study.">Evaluation of six-point modified dixon and magnetic resonance spectroscopy for fat quantification: a fat-water-iron phantom study.</a> Radiol Phys Technol. , 1-10 (2017).</li><li>Bernard, C. P., Liney, G. P., Manton, D. J., Turnbull, L. W., Langton, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+fat+quantification+methods:+A+phantom+study+at+3.0T.">Comparison of fat quantification methods: A phantom study at 3.0T.</a> J Magn Reson Imaging. , (2008).</li><li>Poon, C., Szumowski, J., Plewes, D., Ashby, P., Henkelman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fat/Water+Quantitation+and+Differential+Relaxation+Time+Measurement+Using+Chemical+Shift+Imagin+Technique.">Fat/Water Quantitation and Differential Relaxation Time Measurement Using Chemical Shift Imagin Technique.</a> Magn Reson Imaging. 7 (4), 369-382 (1989).</li><li>Yu, H., Shimakawa, A., Mckenzie, C. a., Brodsky, E., Brittain, J. H., Reeder, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-Echo+Water-Fat+Separation+and+Simultaneous+R2*+Estimation+with+Multi-Frequency+Fat+Spectrum+Modeling.">Multi-Echo Water-Fat Separation and Simultaneous R2* Estimation with Multi-Frequency Fat Spectrum Modeling.</a> Spectrum. 60 (5), 1122-1134 (2011).</li><li>Peri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The extra-virgin olive oil handbook. , (2014).</li><li>Kell, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Density,+Thermal+Expansivity,+and+Compressibility+of+Liquid+Water+from+0&#176;+to+150&#176;C:+Correlations+and+Tables+for+Atmospheric+Pressure+and+Saturation+Reviewed+and+Expressed+on+1968+Temperature+Scale.">Density, Thermal Expansivity, and Compressibility of Liquid Water from 0&#176; to 150&#176;C: Correlations and Tables for Atmospheric Pressure and Saturation Reviewed and Expressed on 1968 Temperature Scale.</a> J Chem Eng Data. 20 (1), 97-105 (1975).</li></ol>

Yazarlar araştırma potansiyel bir çatışması olarak yorumlanamaz herhangi bir ticari veya mali ilişki yokluğunda yapılmıştır bildirin.

Yağ su hayaletler yağ dokusu ve trigliserid içerik içinde vivoölçmek için kullanılan tıbbi görüntüleme teknikleri doğrulamak için uygun oluşturmak için sağlam bir yöntem açıklanmaktadır. İki su depoları (bir petrol çözüm için) ve bir su çözüm oluşturarak, istikrarlı hayaletler-% 50 aşan değerleri dahil-FF değerleri çeşitli pahalı ekipmanlara gerek kalmadan inşa edilmiştir. Yüksek FF hayaletler (> % 50) yağ miktar için görüntüleme teknikleri doku veya organ kahverengi...

Yağ dokusu ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gibi görüntüleme yöntemleri kullanarak trigliserid içerik miktarının ilgi birçok alanları arasında uzanır. Araştırma alanları organ veya doku karaciğer1, pankreas2ve iskelet kas3gibi beyaz ve kahverengi yağ dokusu depoları incelenmesi ve lipid ektopik depolanmasını içerir. Adipose miktar için roman bu teknikler geliştirilmiştir gibi yöntemleri görüntüleme parametrelerinin araştırma ve klinik uygulamalar için geçerli olduğunu doğrulamak için ihtiyaç vardır.
Hayaletler, bir doku veya organ, deneysel kopyaları sağlar geliştirmek ve görüntüleme teknikleri4doğrulamak için bir düşük maliyetli esnek ve kontrollü araç. Özellikle, hayaletler yağ oluşur ve su seviyesi bir hacim oranı ya da yağlı kesir (FF) klinik faiz dokusunun karşılaştırılabilir inşa edilecek. Klinik olarak, doku ve organların FF değerleri çok değişebilir: kahverengi yağ dokusu FF düşer %29,7 ve %93,95; Ortalama Karaciğerde yağlanma hastalarda FF olduğunu 18.1 ± %9.06; tip 2 diyabet aralıkları arasında % 1.6 ve %22,27için risk altında erişkinlerde pankreas FF; ve önceden hastalığı bazı durumlarda, Duchenne kas distrofisi hastalarının bazı kaslar8' FF değerleri neredeyse % 90 olabilir.
Lipitler gibi polar olmayan moleküller de polar moleküller su gibi oluşan çözümlerinde geçiyoruz değil çünkü istikrarlı hayaletler ile bir yüksek hedef FF oluşturma zorlu kalır. FF ilâ %50, birçok varolan Yöntem yağ su hayaletler9,10,11,12oluşturmak için kullanılabilir. Genellikle daha yüksek FFs ulaşmak diğer yöntem bir homogenizer veya bir ultrasonik hücre topu13,14gibi pahalı donanımları gerektirir. Bu tekniklerin yüksek FF hayaletler için bir yol haritası sağlasa, ekipman kısıtlamaları ve deneysel detayları değişen miktarlarda çabaları tekrarlanabilir ve sağlam yağ su hayaletler oluşturmak için sınırı.
Bu önceki teknikleri bina, maliyet-etkin ve kararlı yağ su hayaletler bir FF özelleştirilebilir aralığı değerleri oluşturmak için bir yöntem geliştirdi. Bu protokolü ayrıntıları şişman hayaletler 5 x 100 mL % 0, % 25, % 50, % 75 ve % 100 tek bir aspiratör kullanarak FF değerlerle yapmak için gerekli adımlar. Çeşitli birimler (10-200 mL) ve yağ yüzdeleri (0-%100) oluşturmak için kolayca ayarlanabilir. Fantom teknik etkinlik fizibilite çalışması karşılaştırma yağ-su MRI FF değerleri hedef FF değerlerine inşa hayaletler değerlendirilmiştir.

<table><tbody><tr><td>Distilled Water</td><td>Amazon</td><td>B000P9BY38</td><td>Base of water solution</td></tr><tr><td>Agar</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>A1296-100G</td><td>Gelling agent</td></tr><tr><td>Water-Soluble Surfactant</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>P1379-500ML</td><td>Surfactant/emulsifying agent</td></tr><tr><td>Gadolinium-DTPA Contrast Agent</td><td>Bayer Healthcare</td><td>50419-0188-01</td><td>Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent.</td></tr><tr><td>Sodium Benzoate</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>71300-250G</td><td>Preservative</td></tr><tr><td>Peanut Oil</td><td>Amazon</td><td>54782-LOU</td><td>Base of oil solution</td></tr><tr><td>Oil-Soluble Surfactant</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>S6760-250ML</td><td>Surfactant/emulsifying agent</td></tr><tr><td>Hotplate w/ Stirrer</td><td>Fisher Scientific</td><td>07-770-152</td><td></td></tr><tr><td>Stir bars (Egg-Shaped)</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>Z127116-1EA</td><td></td></tr><tr><td>400 mL Beaker</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>CLS1003400-48EA</td><td></td></tr><tr><td>250 mL Erlenmeyer Flask</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>CLS4450250-6EA</td><td></td></tr><tr><td>25 mL Glass Volumetric Pipette</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-650-2P</td><td>Quantity = 2</td></tr><tr><td>50 mL Glass Volumetric Pipette</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-650-2S</td><td>Quantity = 2</td></tr><tr><td>75 mL Glass Volumetric Pipette</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-650-2T</td><td>Quantity = 2</td></tr><tr><td>3.0 mL Syringe</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>Z248002-1PAK</td><td></td></tr><tr><td>1.0 mL Syringe</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>Z230723-1PAK</td><td></td></tr><tr><td>Spatula</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>S3897-1EA</td><td></td></tr><tr><td>Scale (100g X 0.01g Resolution)</td><td>Amazon</td><td>AWS-100-BLK</td><td></td></tr><tr><td>Weigh Boats</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>Z740499-500EA</td><td></td></tr><tr><td>120 mL Glass Jars</td><td>McMaster Carr Supply Co</td><td>3801T73</td><td></td></tr><tr><td>Heat Resistant Gloves (pair)</td><td>Amazon</td><td>B075GX43MN</td><td></td></tr><tr><td>Syringe Needles</td><td>Sigma Aldrich Incorporated</td><td>Z192341-100EA</td><td></td></tr><tr><td>18&quot; stir bar retriver</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-513-70</td><td></td></tr><tr><td>1 Dram Clear Glass Vial</td><td>Fisher Scientific</td><td>03-339-25B</td><td></td></tr></tbody></table>

fat-water phantoms for magnetic resonance imaging validation: a flexible and scalable protocol

Görüntü yağ dokusu için yeni teknikler geliştirilmiştir gibi yöntemleri gibi protokolleri doğrulamak için giderek daha önemli hale gelmektedir. Hayaletler, deneysel kopyaları bir doku veya organ ilgi, düşük maliyetli, esnek bir çözüm sağlar. Ancak, pahalı ve özel ekipman erişim olmadan, yüksek yağ kesirli sayıları istikrarlı hayaletler inşa (e.g., > % 50 yağ kesir düzeyleri bu kahverengi yağ dokularında görülen gibi) lipidler hidrofobik yapısı nedeniyle zor olabilir. Bu çalışma 5 x 100 mL hayaletler % 0, % 25, % 50, % 75 ve % 100 temel laboratuar malzemeleri (Pinar, kadehler, vb) ve kolayca erişilebilir bileşenler (distile su, agar, suda çözünen kullanarak yağ kesirler ile oluşturmak için ayrıntılı, düşük maliyetli bir iletişim kuralı sunar yüzey aktif, sodyum benzoat, Gadolinyum-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) kontrast Ajan, fıstık yağı ve yağ çözünen yüzey aktif). Protokol esnek olarak tasarlanmıştır; Hayaletler farklı yağ kesirler ve birimleri geniş bir yelpazesi ile oluşturmak için kullanılabilir. Bu teknik ile oluşturulan hayaletler yağ-su manyetik rezonans görüntüleme hedef değerleri inşa hayaletler şişman kesir değerleriyle karşılaştırılan fizibilite çalışması olarak değerlendirildi. Bu çalışmada 0.998 uyumluluk korelasyon katsayısı vermiştir (% 95 güven aralığı: 0.972-1.00). Özetle, yağ dokusu teknikleri klinik doku ve organların aralığında Imaging doğrulamak için yağ hayaletler yarar bu çalışmalar göstermektedir.

Çözüm az miktarda su çözüm doğru şekilde hazırlanan, test şişede (Şekil 1, sol) hızlı bir şekilde donmak. Çözüm (Şekil 1, doğru) ayırır, çözüm (protokol 3.8 adımda talimat olarak) yeniden hazırlanmalıdır. Emülsiyon ( Şekil 2, sol ve sağ örneklerde) ayırır, hayalet uygun değil ve atılmalıdır. Bu durumda, emülsiy...

Watch this Scientific Journal Video about Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol at JoVE.com

Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol

Bu çalışmanın amacı hayaletler değişen yağ yüzdeleri ve birimler ile üretmek için özelleştirilebilir pratik bir yağ-su hayalet oluşturmak için bir protokol tarif etmektir.

Yağ-su hayaletler manyetik rezonans görüntüleme doğrulama için: esnek ve ölçeklenebilir iletişim kuralı

As new techniques are developed to image adipose tissue, methods to validate such protocols are becoming increasingly important. Phantoms, experimental ...

fat-water-phantoms-for-magnetic-resonance-imaging-validation-flexible

Research

JoVE Journal

Medicine

11.2K Görüntüleme.  Vanderbilt University Medical Center. Bu çalışmanın amacı hayaletler değişen yağ yüzdeleri ve birimler ile üretmek için özelleştirilebilir pratik bir yağ-su hayalet oluşturmak için bir protokol tarif etmektir.

Video: Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol

Registered Bioimaging of Nanomaterials for Diagnostic and Therapeutic Monitoring 

Nanomedications can be carried by blood borne monocyte-macrophages into the reticuloendothelial system (RES; spleen, liver, lymph nodes) and to end organs. The latter include the lung, RES, and brain and are operative during human immunodeficiency virus type one (HIV-1) infection. Macrophage entry into tissues is notable in areas of active HIV-1 replication and sites of inflammation. In order to assess the potential of macrophages as nanocarriers, superparamagnetic iron-oxide and/or drug laden particles coated with surfactants were parenterally injected into HIV-1 encephalitic mice. This was done to quantitatively assess particle and drug biodistribution. Magnetic resonance imaging (MRI) test results were validated by histological coregistration and enhanced image processing. End organ disease as typified by altered brain histology were assessed by MRI. The demonstration of robust migration of nanoformulations into areas of focal encephalitis provides '"proof of concept" for the use of advanced bioimaging techniques to monitor macrophage migration. Importantly, histopathological aberrations in brain correlate with bioimaging parameters making the general utility of MRI in studies of cell distribution in disease feasible. We posit that using such methods can provide a real time index of disease burden and therapeutic efficacy with translational potential to humans.

Registered Bioimaging of Nanomaterials for Diagnostic and Therapeutic Monitoring

Bioimaging methods used to assess cell biodistribution of nanoparticles are applicable for therapeutic and diagnostic monitoring of nanoformulated compounds. The methods described herein are sensitive and specific when assessed by histological coregistration. The methodologies provide a translational pathway from rodent to human applications.

Teşhis ve Tedavi İzleme Nanomalzemelerin Kayıtlı bio

Nanomedications can be carried by blood borne monocyte-macrophages into the reticuloendothelial system (RES; spleen, liver, lymph nodes) and to end ...

Biyomühendislik

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due to fundamental constraints imposed by the hyperpolarized state, exotic imaging and reconstruction techniques are commonly used. A practical system for characterization of dynamic, multi-spectral imaging methods is critically needed. Such a system must reproducibly recapitulate the relevant chemical dynamics of normal and pathological tissues. The most widely utilized substrate to date is hyperpolarized [1-13C]-pyruvate for assessment of cancer metabolism. We describe an enzyme-based phantom system that mediates the conversion of pyruvate to lactate. The reaction is initiated by injection of the hyperpolarized agent into multiple chambers within the phantom, each of which contains varying concentrations of reagents that control the reaction rate. Multiple compartments are necessary to ensure that imaging sequences faithfully capture the spatial and metabolic heterogeneity of tissue. This system will aid the development and validation of advanced imaging strategies by providing chemical dynamics that are not available from conventional phantoms, as well as control and reproducibility that is not possible in vivo.

A multi-compartment dynamic phantom is used to simulate some biology of interest for metabolic studies using hyperpolarized magnet resonance agents.

Hiperpolarize Manyetik Rezonans Ajanlar Araştırmaları bir Multi-bölmesi Dinamik Tek Enzim Phantom Kullanımı

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Mühendislik

Monitoring Dendritic Cell Migration using 19F / 1H Magnetic Resonance Imaging

Continuous advancements in noninvasive imaging modalities such as magnetic resonance imaging (MRI) have greatly improved our ability to study physiological or pathological processes in living organisms. MRI is also proving to be a valuable tool for capturing transplanted cells in vivo. Initial cell labeling strategies for MRI made use of contrast agents that influence the MR relaxation times (T1, T2, T2*) and lead to an enhancement (T1) or depletion (T2*) of signal where labeled cells are present. T2* enhancement agents such as ultrasmall iron oxide agents (USPIO) have been employed to study cell migration and some have also been approved by the FDA for clinical application. A drawback of T2* agents is the difficulty to distinguish the signal extinction created by the labeled cells from other artifacts such as blood clots, micro bleeds or air bubbles. In this article, we describe an emerging technique for tracking cells in vivo that is based on labeling the cells with fluorine (19F)-rich particles. These particles are prepared by emulsifying perfluorocarbon (PFC) compounds and then used to label cells, which subsequently can be imaged by 19F MRI. Important advantages of PFCs for cell tracking in vivo include (i) the absence of carbon-bound 19F in vivo, which then yields background-free images and complete cell selectivityand(ii) the possibility to quantify the cell signal by 19F MR spectroscopy.

Monitoring Dendritic Cell Migration using 19F / 1H Magnetic Resonance Imaging

Tracking of cells using MRI has gained remarkable attention in the past years. This protocol describes the labeling of dendritic cells with fluorine (19F)-rich particles, the in vivo application of these cells, and monitoring the extent of their migration to the draining lymph node with 19F/1H MRI and 19F MRS.

Kullanarak İzleme Dendritik Hücre Göç<sup&gt; 19</sup&gt; F /<sup&gt; 1</sup&gt; H Manyetik Rezonans Görüntüleme

Continuous  advancements in noninvasive imaging modalities such as magnetic resonance  imaging (MRI) have greatly improved our ability to study ...

İmmünoloji ve Enfeksiyon

Noninvasive In Vivo Small Animal MRI and MRS: Basic Experimental Procedures

Small animal Magnetic Resonance (MR) research has emerged as an important element of modern biomedical research due to its non-invasive nature and the richness of biological information it provides. MR does not require any ionizing radiation and can noninvasively provide higher resolution and better signal-to-noise ratio in comparison to other tomographic or spectroscopic modalities. In this protocol, we will focus on small animal MR imaging and MR spectroscopy (MRI/MRS) to noninvasively acquire relaxation weighted 1H images of mouse and to obtain 31P spectra of mouse muscle. This work does not attempt to cover every aspect of small animal MRI/MRS but rather introduces basic procedures of mouse MRI/MRS experiments. The main goal of this work is to inform researchers of the basic procedures for in vivo MR experiments on small animals. The goal is to provide a better understanding of basic experimental procedures to allow researchers new to the MR field to better plan for non-MR components of their studies so that both MR and non-MR procedures are seamlessly integrated.

Noninvasive In Vivo Small Animal MRI and MRS: Basic Experimental Procedures

This work describes basic procedures of noninvasive small animal MRI and MRS in vivo.

Noninvaziv In Vivo Küçük Hayvan MRG ve MRS: Temel Deneysel Prosedürler

Small animal Magnetic Resonance (MR) research has emerged as an important element of modern biomedical research due to its non-invasive nature and the ...

Biyoloji

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of life and survival of breast cancer patients. In this paper a new approach for the detection of breast cancer is described, based on tracking the mammary architectural elements using diffusion tensor imaging (DTI). 
The paper focuses on the scanning protocols and image processing algorithms and software that were designed to fit the diffusion properties of the mammary fibroglandular tissue and its changes during malignant transformation. The final output yields pixel by pixel vector maps that track the architecture of the entire mammary ductal glandular trees and parametric maps of the diffusion tensor coefficients and anisotropy indices. 
The efficiency of the method to detect breast cancer was tested by scanning women volunteers including 68 patients with breast cancer confirmed by histopathology findings. Regions with cancer cells exhibited a marked reduction in the diffusion coefficients and in the maximal anisotropy index as compared to the normal breast tissue, providing an intrinsic contrast for delineating the boundaries of malignant growth. Overall, the sensitivity of the DTI parameters to detect breast cancer was found to be high, particularly in dense breasts, and comparable to the current standard breast MRI method that requires injection of a contrast agent. Thus, this method offers a completely non-invasive, safe and sensitive tool for breast cancer detection.

We describe how to obtain parametric and vector maps of the diffusion tensor of the breast using magnetic resonance imaging. The protocol and final output following imaging processing are tailored for tracking breast architectural features and detecting breast malignancy.

Manyetik Rezonans Difüzyon Tensor Görüntüleme ile Meme Mimari Özellikleri İzleme ve algılama Meme Kanseri

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

Tıp

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

İskelet Kası Hastalığının kantitatif Manyetik Rezonans Görüntüleme

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images

Reliably differentiating brown adipose tissue (BAT) from other tissues using a non-invasive imaging method is an important step toward studying BAT in humans. Detecting BAT is typically confirmed by the uptake of the injected radioactive tracer 18F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) into adipose tissue depots, as measured by positron emission tomography/computed tomography (PET-CT) scans after exposing the subject to cold stimulus. Fat-water separated magnetic resonance imaging (MRI) has the ability to distinguish BAT without the use of a radioactive tracer. To date, MRI of BAT in adult humans has not been co-registered with cold-activated PET-CT. Therefore, this protocol uses 18F-FDG PET-CT scans to automatically generate a BAT mask, which is then applied to co-registered MRI scans of the same subject. This approach enables measurement of quantitative MRI properties of BAT without manual segmentation. BAT masks are created from two PET-CT scans: after exposure for 2 hr to either thermoneutral (TN) (24 &#176;C) or cold-activated (CA) (17 &#176;C) conditions. The TN and CA PET-CT scans are registered, and the PET standardized uptake and CT Hounsfield values are used to create a mask containing only BAT. CA and TN MRI scans are also acquired on the same subject and registered to the PET-CT scans in order to establish quantitative MRI properties within the automatically defined BAT mask. An advantage of this approach is that the segmentation is completely automated and is based on widely accepted methods for identification of activated BAT (PET-CT). The quantitative MRI properties of BAT established using this protocol can serve as the basis for an MRI-only BAT examination that avoids the radiation associated with PET-CT.

The method presented here uses 18F-Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) positron emission tomography/computed tomography (PET-CT) and fat-water separated magnetic resonance imaging (MRI), each scanned following 2 hr exposure to thermoneutral (24 &#176;C) and cold conditions (17 &#176;C) in order to map brown adipose tissue (BAT) in adult human subjects.

İnsan Brown Yağ Dokusu Depolar otomatik Pozitron Emisyon Tomografi / Bilgisayarlı Tomografi tarafından Parçalı ve Manyetik Rezonans Görüntüler Kayıtlı

Reliably differentiating brown adipose tissue (BAT) from other tissues using a non-invasive imaging method is an important step toward studying BAT in ...

Preparation and In Vitro Characterization of Magnetized miR-modified Endothelial Cells

To date, the available surgical and pharmacological treatments for cardiovascular diseases (CVD) are limited and often palliative. At the same time, gene and cell therapies are highly promising alternative approaches for CVD treatment. However, the broad clinical application of gene therapy is greatly limited by the lack of suitable gene delivery systems. The development of appropriate gene delivery vectors can provide a solution to current challenges in cell therapy. In particular, existing drawbacks, such as limited efficiency and low cell retention in the injured organ, could be overcome by appropriate cell engineering (i.e., genetic) prior to transplantation. The presented protocol describes the efficient and safe transient modification of endothelial cells using a polyethyleneimine superparamagnetic magnetic nanoparticle (PEI/MNP)-based delivery vector. Also, the algorithm and methods for cell characterization are defined. The successful intracellular delivery of microRNA (miR) into human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) has been achieved without affecting cell viability, functionality, or intercellular communication. Moreover, this approach was proven to cause a strong functional effect in introduced exogenous miR. Importantly, the application of this MNP-based vector ensures cell magnetization, with accompanying possibilities of magnetic targeting and non-invasive MRI tracing. This may provide a basis for magnetically guided, genetically engineered cell therapeutics that can be monitored non-invasively with MRI.

Preparation and In Vitro Characterization of Magnetized miR-modified Endothelial Cells

This manuscript describes the efficient, non-viral delivery of miR to endothelial cells by a PEI/MNP vector and their magnetization. Thus, in addition to genetic modification, this approach allows for magnetic cell guidance and MRI detectability. The technique can be used to improve the characteristics of therapeutic cell products.

Hazırlık ve<em&gt; İn Vitro</em&gt; Mıknatıslanmış karakterizasyonu Endotel Hücreleri miR-modifiye

To date, the available surgical and pharmacological treatments for cardiovascular diseases (CVD) are limited and often palliative. At the same time, gene ...

Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in multiple sclerosis (MS) patients. MS is a chronic inflammatory, demyelinating, neurodegenerative disease that is characterized by white and gray matter lesions. Detection of spatially and temporally disseminated T2-hyperintense lesions by the use of MRI at 1.5 T and 3 T represents a crucial diagnostic tool in clinical practice to establish accurate diagnosis of MS based on the current version of the 2017 McDonald criteria. However, the differentiation of MS lesions from brain white matter lesions of other origins can sometimes be challenging due to their resembling morphology at lower magnetic field strengths (typically 3 T). Ultrahigh field MR (UHF-MR) benefits from increased signal-to-noise ratio and enhanced spatial resolution, both key to superior imaging for more accurate and definitive diagnoses of subtle lesions. Hence, MRI at 7.0 T has shown encouraging results to overcome the challenges of MS differential diagnosis by providing MS-specific neuroimaging markers (e.g., central vein sign, hypointense rim structures and differentiation of MS grey matter lesions). These markers and others can be identified by other MR contrasts other than T1 and T2 (T2*, phase, diffusion) and substantially improve the differentiation of MS lesions from those occurring in other neuroinflammatory conditions such as neuromyelitis optica and Susac syndrome. In this article, we describe our current technical approach to study cerebral white and grey matter lesions in MS patients at 7.0 T using different MR acquisition methods. The up-to-date protocol includes the preparation of the MR setup including the radio-frequency coils customized for UHF-MR, standardized screening, safety and interview procedures with MS patients, patient positioning in the MR scanner and acquisition of dedicated brain scans tailored for examining MS.

Here, we present a protocol to acquire magnetic resonance (MR) images of multiple sclerosis (MS) patient brains at 7.0 Tesla. The protocol includes preparation of the setup including the radio-frequency coils, standardized interview procedures with MS patients, subject positioning in the MR scanner and MR data acquisition.

7.0 Tesla'da Multipl Sklerozun Manyetik Rezonans Görüntülemesi

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in ...

Using 23Na Magnetic Resonance Imaging to Measure Sodium in Muscle Tissues

This video demonstrates the quantification of sodium content in human tissues using sodium magnetic resonance imaging (23Na-MRI). The patient&#39;s lower leg is placed within the radiofrequency (RF) coil of the machine, and a three-dimensional gradient-echo sequence is performed. Multinuclear MRI images are generated using hydrogen and sodium nuclei to quantify sodium levels in various tissues.

Kas dokularındaki sodyumu ölçmek için 23Na manyetik rezonans görüntüleme kullanma

All procedures involving human participants have been performed in compliance with the institutional, national, and international guidelines for human ...

Yağ-su hayaletler manyetik rezonans görüntüleme doğrulama için: esnek ve ölçeklenebilir iletişim kuralı

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler