Name: utilizing 3d printing technology to merge mri with histology: a protocol for brain sectioning
Uploaded: 2016-12-06T13:00:00
Duration: 15 min 53 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Utilizing 3D Printing Technology to Merge MRI with Histology: A Protocol for Brain Sectioning at JoVE.com

The Intramural Research Program of NINDS supported this study. We thank the NIH Functional Magnetic Resonance Imaging Facility. We thank Jennifer Lefeuvre and Cecil Chern-Chyi Yen for assistance with postmortem MRI acquisition. We thank John Ostuni and the Section on Instrumentation Core Facility for assistance with 3D printing. Figure 1 of this work used snapshots from MeshLab, a tool developed with the support of the 3D-CoForm project.

<ol>
	<li>Evans, A. C., Frank, J. A., Antel, J., Miller, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+MRI+in+clinical+trials+of+multiple+sclerosis:+comparison+of+image+processing+techniques.">The role of MRI in clinical trials of multiple sclerosis: comparison of image processing techniques.</a> Ann Neurol. 41 (1), 125-132 (1997).</li><li>'t Hart, B. A., van Kooyk, Y., Geurts, J. J. G., Gran, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+primate+autoimmune+encephalomyelitis+model;+a+bridge+between+mouse+and+man.">The primate autoimmune encephalomyelitis model; a bridge between mouse and man.</a> Ann Clin Transl Neurol. 2 (5), 581-593 (2015).</li><li>Ontaneda, D., Hyland, M., Cohen, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+sclerosis:+new+insights+in+pathogenesis+and+novel+therapeutics.">Multiple sclerosis: new insights in pathogenesis and novel therapeutics.</a> Annu Rev Med. 63, 389-404 (2012).</li><li>Guy, J. R., Sati, P., Leibovitch, E., Jacobson, S., Silva, A. C., Reich, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Custom+fit+3D-printed+brain+holders+for+comparison+of+histology+with+MRI+in+marmosets.">Custom fit 3D-printed brain holders for comparison of histology with MRI in marmosets.</a> J Neurosci Methods. 257, 55-63 (2016).</li><li>Breen, M. S., Lazebnik, R. S., Wilson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+registration+of+magnetic+resonance+image+data+to+histological+sections+with+model-based+evaluation.">Three-dimensional registration of magnetic resonance image data to histological sections with model-based evaluation.</a> Ann Biomed Eng. 33 (8), 1100-1112 (2005).</li><li>Dauguet, 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=Three-dimensional+reconstruction+of+stained+histological+slices+and+3D+non-linear+registration+with+in-vivo+MRI+for+whole+baboon+brain.">Three-dimensional reconstruction of stained histological slices and 3D non-linear registration with in-vivo MRI for whole baboon brain.</a> J Neurosci Methods. 164 (1), 191-204 (2007).</li><li>McGrath, D. M., Vlad, R. M., Foltz, W. D., Brock, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+note:+fiducial+markers+for+correlation+of+whole-specimen+histopathology+with+MR+imaging+at+7+tesla.">Technical note: fiducial markers for correlation of whole-specimen histopathology with MR imaging at 7 tesla.</a> Med Phys. 37, 2321-2328 (2010).</li><li>Schormann, T., Zilles, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-Dimensional+linear+and+nonlinear+transformations:+An+integration+of+light+microscopical+and+MRI+data.">Three-Dimensional linear and nonlinear transformations: An integration of light microscopical and MRI data.</a> Hum Brain Mapp. 6, 339-347 (1998).</li><li>Jiang, L., 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=Combined+MR,+fluorescence+and+histology+imaging+strategy+in+a+human+breast+tumor+xenograft+model.">Combined MR, fluorescence and histology imaging strategy in a human breast tumor xenograft model.</a> NMR Biomed. 26 (3), 285-298 (2013).</li><li>Absinta, 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=Postmortem+magnetic+resonance+imaging+to+guide+the+pathologic+cut:+individualized,+3-dimensionally+printed+cutting+boxes+for+fixed+brains.">Postmortem magnetic resonance imaging to guide the pathologic cut: individualized, 3-dimensionally printed cutting boxes for fixed brains.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 73 (8), 780-788 (2014).</li><li>Gait&#225;n, M. I., 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=Perivenular+brain+lesions+in+a+primate+multiple+sclerosis+model+at+7-tesla+magnetic+resonance+imaging.">Perivenular brain lesions in a primate multiple sclerosis model at 7-tesla magnetic resonance imaging.</a> Mult Scler. 20 (1), 64-71 (2014).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Das Protokoll hier skizzierte ermöglicht einen genauen Vergleich zwischen MRT und Histologie Abschnitte. Das Protokoll wird in einem einheitlichen Format dargestellt, das Gehirn von Menschen oder Kleintieren, wie Nagetieren oder marmosets angewendet werden kann. Bedingte Unterschiede zu groß (Mensch) und kleine (nicht-menschlichen Primaten und Nagetieren) Gehirne markiert sind, und im zugehörigen Video und Figuren zeigen wir die Anwendung in der Seidenäffchen. Obwohl das Konzept einfach ist, erfordert das Verfahren viele Schritte, sowie die Verwendung von mehreren Arten von Software. Darüber hinaus möglicherweise einige Probleme für die Richtigkeit dieser Methode beeinflussen, sind wichtig, zu erwähnen. Die Bildqualität der in vivo MRI ist ein wichtiger Faktor. Zur Minimierung sollten die Unterschiede in der Bildauflösung zwischen MRI und digitalisierter Histologie Bilder, die kleinste mögliche MRI Voxelgröße verwendet werden. Dieses Konzept gilt auch für die Bildqualität des postmortalen MRI. Während die erhöhteAkquisitionszeit in Obduktion MRT erlaubt viel höhere Bildauflösung, kann das Präparat Bildartefakte einführen, wie fokale Signalausfälle im Zusammenhang mit Luftblasen. Diese Artefakte können Bereiche des Gewebes verdunkeln sowie dessen Kontur beeinflussen. Außerdem sind die Dimensionen des Gewebes auf der postmortalen MRI wahrscheinlich durch die Fixierungsprozess und der Dauer beeinflusst. Während die in vivo zu ex vivo kann MRI Spiel eng durch die Verwendung von anatomischen Landmarken in Schichtgeometrie Setup während der Erfassung angenähert werden, eine nichtlineare Registrierung wäre immer noch notwendig sein , ein höheres Maß an Genauigkeit zu erreichen in diesen beiden MRT - Bilder passen. Das Design des Gehirns Halters und Slicer ist auch ein entscheidender Schritt. Beim Erzeugen des digitalen Modells des Gehirns wird ein Glättungsalgorithmus angewendet, daß das Modell relativ zur festen Gehirn leicht vergrößert. Dies ermöglicht ein leichtes Einführen des Gehirns in die Halterung und Slicer und reduziert scharfe Kanten im Halter &amp;# 39; s Kontur. Wenn jedoch das Modell zu groß ist (beispielsweise um mehr als 5%), kann das Gehirn während der postmortalen MRI und / oder der Schnitt bewegen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Gestaltung des Gehirns Modell anzupassen, so dass das Cerebellum richtig in die 3D-gedruckten Objekt platziert wird. Dies kann besonders schwierig sein, wenn das Kleinhirn hat während des Gehirns Extraktion bei der Autopsie beschädigt wurde. Beim Drucken mit dem Gehirn Slicer und Halter, muss die Art der 3D-Drucker auch sorgfältig ausgewählt werden. Einige Multi-Jet-Drucker benötigen Nachbearbeitung unter Verwendung eines Ofens Trägermaterial zu entfernen. Während diese Drucker Objekte erzeugen können, die fusionierten als Deposition Modelling Desktop wasserdicht und relativ haltbarer sind (FDM) Drucker, um die Erwärmung Stützen entfernen Sie die Box leicht verziehen kann, Schaufelzwischenräume zu schaffen, die zum Gehirn Kontur nicht perfekt senkrecht stehen. Das Gehirn sectioning Prozess ist ein weiterer entscheidender Schritt. Vor dem Schneiden the ganze Gehirn in Platten, ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Gehirn dicht im Inneren des Gehirns Slicer sitzt: Es gibt keine Bewegung sein sollte, wenn leichter Druck auf das Gehirn angewendet wird. Dadurch wird es möglich machen, die Blätter durch das Gehirn an den genauen Ort von den Ermittlern festgelegt zu schneiden. Eine kontinuierliche, ausgeglichene Druck sollte auf beide Blatthalter angewendet werden beim Schneiden. In Abhängigkeit von der Schärfe der Messer und die Steifigkeit des Gewebes, eine leichte Querschnittbewegung könnte für die Aufrechterhaltung der flachen Schnittflächen von Vorteil sein. Das Paraffin-Einbettungsprozess kann auch eine Quelle der Fehlausrichtung zwischen den MRT und Histologie sein. Wenn die Gewebeplatte ist nicht flach gegen die Kassette während des Einbettungsprozesses sitzt, gibt es eine Neigung zwischen der Schneidebene des Mikrotoms und der Oberfläche anstelle der Platte sein. Dies wird Schneiden unbrauchbar Abschnitte erfordern eine flache Ebene zu finden, bei dem alle Gewebe ausgesetzt ist. Eine Möglichkeit für die Neigung zu korrigierenwird durch den Winkel der Betrachtungsebene auf dem hochauflösenden isotropen postmortale MRI ändern. Dies ist jedoch nahezu unmöglich, auf die in vivo MRI durchzuführen, die normalerweise mit anisotropen Auflösung (typischerweise dicke koronale Schnitte) erfasst wird. Schließlich kann das Gewebe eine gewisse Deformation während der Periode Formalinfixierung erfahren und Paraffineinbettung (Schrumpfung), sowie bei der Herstellung von Folien (Falten, Risse, Falten). Einige dieser Verformungen kann, indem man die 4-5 &amp; mgr; m Abschnitte in einem Wasserbad korrigiert werden, bevor auf Objektträger übertragen. Andere Verformungen können teilweise durch Ausführen einer verformbaren Bild Koregistrieren der histologischen digitalisierten Bilder auf die postmortale MRT-Bilder gelöst werden. Dennoch ist die Verformungen mit einer sorgfältigen und qualifizierten Praxis minimiert der effektivste Ansatz, um passende MRI Bände Abschnitte Histologie. Abschließend stellte die Methodik hier ermöglicht investigators, um genau die zugrundeliegende Pathologie der MRT-Befunde zu bewerten. Allgemeiner gesagt, ist es ein vielversprechender Ansatz zur Identifizierung und / oder neuartigen Biomarker für MRI Studien validiert, die bestimmte pathologische Prozesse, wie Entzündungen oder Remyelinisierung zielen.

In vivo MRI provides a noninvasive and sensitive measure of tissue integrity at the macroscopic level. Changes in MRI signal intensity seen in vivo are outcome measures in many ongoing clinical trials.1 While the intensity changes seen via MRI can identify areas of abnormality in the context of the whole brain, they are often not sufficiently specific to differentiate pathological processes. This is especially true of dynamic processes involving multiple pathologies. For example, in multiple sclerosis (MS) or its animal model, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), inflammation, edema, myelin degradation, axonal destruction, gliosis, and neuronal death overlap. 2, 3 To obtain the necessary specificity regarding the underlying pathology, context must be taken into account, together with knowledge of the histology of the MRI-identified abnormal tissues.
However, even in well-controlled animal experiments, matching histology with in vivo MRI is fundamentally challenging for various reasons. First, the difference in dimensional scales between histology sections and MRI is of several orders of magnitude.4 Second, for proper comparison, the orientation of MRI slice plane must match the sectioning plane of the brain tissue when cut. Due to the shape of the brain, it is very difficult to make consistently straight and accurate cuts when the brain is sitting on a flat surface. Third, the large size of the brain relative to a potentially small area of interest (lesion, tumor, etc.) creates a "needle-in-a-haystack" scenario for the pathologist processing the tissue. Fourth, even when the target tissue is found, it is commonly processed in such a way as to render virtually impossible an association with the original MRI data. Finally, traditional pathological sectioning of brain tissue is often imprecise and inconsistent, further complicating the comparison between histology sections and MRI images. 
 Previous attempts to overcome these challenges relied on the use of deformational algorithms to coregister the data and/or placement of fiducial markers within or around the tissue as a reference.5, 6, 7, 8 The former approach requires complex computational models that are particularly susceptible to complications due to data formatting, imaging artifacts, and changes caused by tissue processing.4 On the other hand, the latter approach introduces the possibility of contaminating or otherwise harming the tissue itself.9
The approach described here improves the transition between modalities through the use of postmortem MRI to bridge the gap between in vivo MRI and histology. Postmortem MRI provides three-dimensional (3D) images of the brain at higher resolution than can be achieved in vivo and furthermore provides the data needed for producing a morphologically accurate model of the brain surface. This digital model can then be used to create a 3D-printed custom holder for the brain. With careful positioning, the brain holder allows for precise, MRI-oriented brain sectioning, reducing the need for complex mathematical algorithms, and enables a focus on specific regions for targeted sampling. 
Our laboratory recently introduced new methods for creating custom brain holders and slicers using postmortem MRI and 3D-printing technology for human10 and marmoset brains.4 The two methods allow for a more accurate correlation between MRI and histology in a research setting, and ultimately allow a deeper understanding of the specific pathology underlying MRI abnormalities. Carefully designed experiments, in which the brain is sampled repeatedly over time in vivo, can provide context for interpretation of the pathology, which in turn can add specificity to interpretation of the MRI. Here, we present a modified protocol in a unified framework that can be applied to any brain tissue, whether it derive from nonhuman primates, rodents, or humans. We provide detailed instructions, and a corresponding video, for the marmoset sectioning. Although the overall protocol applies to any type of brain, due to differences in MRI acquisition and tissue size, as well as the challenges encountered when dealing with specific brain types, there are some differences in the approach depending on the type of brain being processed. In this presentation, sections with "human" will denote differences in protocol specific to the human brain.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="352">
	<colgroup>
		<col span="4" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:88px;">7T/30cm USR AVIII Bruker MRI</td>
			<td style="width:88px;">Bruker Biospin</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:88px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">38 mm Bruker Biospin volume coil</td>
			<td style="width:88px;">Bruker Biospin</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Fomblin</td>
			<td style="width:88px;">Solvay Solexis</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:88px;">50 ml Falcon Centrifuge Tubes, Polypropylene, Sterile</td>
			<td style="width:88px;">Corning</td>
			<td style="width:88px;">21008-951</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:88px;">Fisherbrand Gauze Sponges</td>
			<td style="width:88px;">Fisher Scientrific</td>
			<td style="width:88px;">13-761-52</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Parafilm M All-Purpose Laboratory Film</td>
			<td style="width:88px;">Bemis</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Leica RM2235 rotary microtome&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Leica</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Leica Disposable Blades, low profile (819)</td>
			<td style="width:88px;">Leica</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:88px;">Cresyl Violet Acetate, 0.1% Aqueous</td>
			<td style="width:88px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:88px;">26089-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Luxol Fast Blue, 0.1% in 95% Alcohol</td>
			<td style="width:88px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:88px;">26056-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:88px;">ETOH</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Ultimaker 2 Extended&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Ultimaker</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="189">
			<td height="189" style="height:189px;width:88px;">.75 kg Official Ultimaker Branded PLA&#160; Filament, 2.85 mm, Silver Metallic</td>
			<td style="width:88px;">Ultimaker</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Axio Observer.Z1</td>
			<td style="width:88px;">Zeiss</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Zen 2 (Blue Edition)</td>
			<td style="width:88px;">Zeiss</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Netfabb Professional 5.0.1</td>
			<td style="width:88px;">Netfabb</td>
			<td style="width:88px;">http://www.netfabb.com/professional.php</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Meshmixer 10.9.332</td>
			<td style="width:88px;">Autodesk</td>
			<td style="width:88px;">http://www.meshmixer.com/download.html</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:88px;">Mipav 7.2</td>
			<td style="width:88px;">NIH CIT</td>
			<td colspan="2">http://mipav.cit.nih.edu</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:88px;">Cura</td>
			<td style="width:88px;">Ultimaker</td>
			<td style="width:88px;">https://ultimaker.com/en/products/cura-software</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

utilizing 3d printing technology to merge mri with histology: a protocol for brain sectioning

Magnetic resonance imaging (MRI) allows for the delineation between normal and abnormal tissue on a macroscopic scale, sampling an entire tissue volume three-dimensionally. While MRI is an extremely sensitive tool for detecting tissue abnormalities, association of signal changes with an underlying pathological process is usually not straightforward. In the central nervous system, for example, inflammation, demyelination, axonal damage, gliosis, and neuronal death may all induce similar findings on MRI. As such, interpretation of MRI scans depends on the context, and radiological-histopathological correlation is therefore of the utmost importance. Unfortunately, traditional pathological sectioning of brain tissue is often imprecise and inconsistent, thus complicating the comparison between histology sections and MRI. This article presents novel methodology for accurately sectioning primate brain tissues and thus allowing precise matching between histology and MRI. The detailed protocol described in this article will assist investigators in applying this method, which relies on the creation of 3D printed brain slicers. Slightly modified, it can be easily implemented for brains of other species, including humans.

Der Arbeitsablauf dieses Verfahrens ist in Figur 1 zusammengefaßt Sobald das Gehirn in Scheiben geschnitten wird, wird ein visueller Vergleich zwischen den MR-Bildern und Bildern der oberflächlichen Oberflächen der Brammen zeigt eine gute Orientierungsspiel über mehrere Platten (Abbildung 2). Nachdem die Platten in Paraffin eingebettet sind, werden sie auf einem Mikrotom und gefärbt geschnitten. Eine gründlichere Vergleich zwischen der hochauflösenden MRT Obduktion und den gefärbten Histologieschnitten zeigt eine genaue und konsistente Übereinstimmung über alle Strukturen des Seidenäffchen Gehirns (Abbildung 3). In diesem Tiermodell der MS, entwickeln die Tiere Läsionen der weißen Substanz in der gesamten weißen Hirnsubstanz zu verbreiten. Diese Läsionen können nichtinvasiv erfasst werden durch MRI durchgeführt wird. Figur 4 zeigt die Fähigkeit dieser Technik, um die pathologischen Substrat der MRT aufzuklären. Kleine Läsionen in vivo MRI nachgewiesen kannsowohl postmortalen MRT und Histologie werden verfolgt. Wie in den Einschüben gezeigt, ist Demyelinisierung innerhalb der Läsionen eine der Hauptkomponenten des MR-Signaländerung (hyperintenser im Vergleich zu umliegenden Gewebe) zu fahren. Die Histologie und postmortalen MRT kann auch Läsionen zeigen verpasste in vivo MRI (Abbildung 4). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig1.jpg" /> Abbildung 1. Arbeitsablauf für ein Seidenäffchen Gehirn Slicer Feld zu schaffen. Das Gehirn ist mit Formalin (A1) befestigt und ein T2-gewichteten MRT mit isotropen Voxel von 150 &amp; mgr; m pro Kante (A2) erworben. Bilder werden verarbeitet und Schwellwertbildung eine binäre Maske (A3) zu erstellen. Die Oberfläche wird dann in 3D-Modellierungssoftware (A4) wiedergegeben. Eine Boolesche Subtraktion zwischen einem Slicer-Vorlage und dem Gehirn-Modell erstellt ein digitales Modell des Gehirns Slicer (B1). Das Gehirn Slicer-Box ist auf einem 3D-Drucker (B2) gedruckt. Das Gehirn ist dann fest in der Slicer Kasten gelegt fürSchneiden (B3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig2.jpg" /> Abbildung 2. Von links nach rechts: In - vivo - MRT, MRI postmortalen und Gewebeplatte Fotografie. Schnittebenen wurden auf der Grundlage der postmortalen MRI (B) festgelegt und visuell im Vergleich zu den entsprechenden in vivo MRI slice (A). Das Gehirn wurde dann geschnitten, und die resultierenden Platten gefunden wurden konsistent (C) zu sein. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig3.jpg" /> Abbildung 3. Hochauflösende Obduktion MRT und HistologieAbschnitt Anpassung. Brammen wurden in Paraffin eingebettet, geschnitten mit einem Mikrotom in 4 um Abschnitte, und gefärbt mit schnell blau und Kresylviolett (B). Die Schnitte wurden dann visuell mit dem 100 &amp; mgr; m abgestimmt T2 * -gewichteten MRI basiert auf Hirnstrukturen (A). Details zum Erwerb dieses Bild sind in dem zusätzlichen Abschnitt des Protokolls und Tabelle 1. Hirnstrukturen: (1) roter Pfeil = innere Kapsel, blauer Pfeil = Commissura anterior; (2) roter Pfeil = Putamen, blauer Pfeil = Tractus; (3) roter Pfeil = Nucleus caudatus, blauer Pfeil = Hippocampus; (4) roter Pfeil = Corpus callosum, blauer Pfeil = zerebrale Aquädukt; (5) roter Pfeil = Colliculus inferior, blauer Pfeil = Pyramidenbahn. Die gestrichelten Kasten in B1 zeigt eine Scheibe, wo, entweder während der Hirnschneiden oder Paraffineinbettung, ein Fehler eine leichte Drehung um die Y-Achse verursacht wird, auf der linken Seite Mismatch der anterioren Kommissur führt. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier anzuschauen</a>Größere Version der Figur. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig4.jpg" /> Abbildung 4. Läsionen von in - vivo - MRT Histologie Abschnitt der Spur. Die in - vivo - MRT zeigte keine überzeugenden Hinweise auf eine anomale hyperintenser Signal Läsionen in beiden Tractus (A1) vorzuschlagen. Allerdings zeigt die hochauflösende Obduktion MRI klar hyper intensive Linien in beiden Optik Bahnen (A2). Die schnelle blau / Kresylviolett Fleck eines 4 um Histologie Abschnitt zeigt , dass die hyperintensen Bereiche auf der Ex - vivo - MRT zu sehen sind demyelinierten (A3). In der weißen Hirnsubstanz, zeigt die in vivo MRI subtile hyperintenser bilateral (B1, vergrößerte in den Einsätzen). Die hyperintensen Bereiche sind offensichtlich auf dem hochauflösenden Obduktion MRI (B2). Der LFB Fleck eines 4 um Histologie Abschnitt zeigt, dass diese Bereiche (B3) sind demyelinierten. Nach dem Vergleich mit dem Ausgangswert in vivo MRI und Hämotoxylin-and-Eosin - Färbung wurde die rechte Seite bestimmt eine anatomische Anomalie zu sein, nicht ein demyelinisierten Läsion. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Supplemental-Code-Dateien" src="/files/ftp_upload/54780/54780supplementalfiles.jpg" /> Zusätzliche Codedateien. Brain_Slicer_Parts_Marmoset.stl: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Brain_Slicer_Parts_Marmoset.stl" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Brain_Slicer_Parts_Marmoset.stl" target="_blank">diese Datei herunterzuladen.</a> Brain_Slicer_Parts_Human.stl: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Brain_Slicer_Parts_Human.stl" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Brain_Slicer_Parts_Human.stl" target="_blank">diese Datei herunterzuladen.</a> Cap_Insert.stl: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Cap_Insert.stl" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Cap_Insert.stl" target="_blank">diese Datei herunterzuladen.</a>

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Utilizing 3D Printing Technology to Merge MRI with Histology: A Protocol for Brain Sectioning

Das übergeordnete Ziel dieses Protokolls ist es, genau zu der Magnetresonanztomographie (MRT) Bildvolumen mit Histologieschnitten über die Erstellung von kundenspezifischen 3D-gedruckten Gehirn Halter und Slicer Boxen ausrichten.

3D-Drucktechnologie Verwendung MRI mit Histologie fusionieren: Ein Protokoll für Hirn Sectioning

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The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

Funktionelle Bildgebung mit Ultraschall-Blut-Hirnschranke Störung und Mangan-MRT

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

A Dual Tracer PET-MRI Protocol for the Quantitative Measure of Regional Brain Energy Substrates Uptake in the Rat

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the ...

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

Hohe Auflösung<em&gt; In-vivo-</em&gt; Manuelle Segmentierung Protokoll für Menschen Hippocampus Teilfelder Verwenden von 3T Kernspintomographie

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

Modification of a Colliculo-thalamocortical Mouse Brain Slice, Incorporating 3-D printing of Chamber Components and Multi-scale Optical Imaging

Modifikation eines Colliculo-thalamokortikalen Maus Hirnschnitt, Einbindung der 3D-Druckkammerkomponenten und Multiskalen Optical Imaging

The ability of the brain to process sensory information relies on both ascending and descending sets of projections. Until recently, the only way to study ...

Combining Optogenetics with Artificial microRNAs to Characterize the Effects of Gene Knockdown on Presynaptic Function within Intact Neuronal Circuits

Kombination von Optogenetik mit künstlichen Mikro-RNAs, die Effekte gen Knockdown präsynaptischen Funktion innerhalb intakte neuronale Schaltkreise zu charakterisieren

The purpose of this protocol is to characterize the effect of gene knockdown on presynaptic function within intact neuronal circuits. We describe a ...

Adaptation of Microelectrode Array Technology for the Study of Anesthesia-induced Neurotoxicity in the Intact Piglet Brain

Anpassung der Mikroelektrode-Array-Technologie für das Studium der Anästhesie-induzierte Neurotoxizität im Gehirn intakt Ferkel

Every year, millions of children undergo anesthesia for a multitude of procedures. However, studies in both animals and humans have called into question ...

3D Scanning Technology Bridging Microcircuits and Macroscale Brain Images in 3D Novel Embedding Overlapping Protocol

3D-Scanning-Technologie Überbrückung von Mikroschaltungen und Makroskalen-Gehirnbildern in 3D-Neuartigem Einbetten von Überlappungsprotokollen

The human brain, being a multiscale system, has both macroscopic electrical signals, globally flowing along thick white-matter fiber bundles, and ...

Functional MRI in Conjunction with a Novel MRI-compatible Hand-induced Robotic Device to Evaluate Rehabilitation of Individuals Recovering from Hand Grip Deficits

Funktionelle MRT in Verbindung mit einem neuartigen MRT-kompatiblen handinduzierten Robotergerät zur Bewertung der Rehabilitation von Personen, die sich von Handgriff-Defiziten erholen

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a non-invasive magnetic resonance imaging technique that images brain activation in vivo, using endogenous ...