Name: fat-water phantoms for magnetic resonance imaging validation: a flexible and scalable protocol
Uploaded: 2018-09-07T13:45:00
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이 연구는 국립 보건원 (NIH)과 국립 연구소의 당뇨병과 소화와 신장 질병 (NIDDK) 제공 했다에 대 한 지원 자금 / NIH R01-DK-105371. 우리 지방 물 가상 창조에 박사 Houchun (해리) Hu를 조언과 제안을 위한 감사합니다.

1. 워크스테이션 및 자료 준비
<ol><li>모든 실험실 안전 규칙을 준수 합니다. 눈 보호와 장갑을 착용 하십시오. 시 약의 각각에 대 한 물질 안전 데이터 시트 읽기 사용 하 고 적절 한 예방 조치를 취해야. 재료 및 장비 목록, 화학 처리 절차와 유리 주의 검토 합니다. 주의:이 프로토콜에는 높은 온도에서 열판의 사용을 해야합니다. 주의 사용 하 고 상호 작용 컨테이너 덥고는 열판의 표면을 만지?...

<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>

우리 지방 물 환영을 지방 조직 및 트리 글리세라이드 콘텐츠 비보를 계량 하는 데 사용 하는 의료 이미징 기술을 유효성 검사를 위해 적당 한 만드는 강력한 방법을 설명 합니다. 두 개의 저수지 (오일 솔루션)과 한 물 솔루션을 만들어 안정적인 유령 FF 값-50%를 초과 하는 값을 포함 하 여-다양 한 고가의 장비에 대 한 필요 없이 건설 되었다. 높은 FF 유령 (> 50%) 지방 정량화에 대 한 이미징 ?...

지방 조직 및 자기 공명 영상 (MRI) 등 영상 modalities를 사용 하 여 트리 글리세라이드 콘텐츠 측정에 관심 많은 분야에 걸쳐 확장 됩니다. 연구 분야 장기 및 조직 간1, 췌 장2, 골격 근육3등 백색과 갈색 지방 조직 창 고의 조사와 지질의 소성 스토리지를 포함합니다. 지방 정량화에 대 한 이러한 새로운 기술을 개발 되, 메서드는 이미징 매개 변수는 연구와 임상 응용 프로그램에 대 한 확인 필요 합니다.
유령, 조직 또는 기관, 실험 복제본 하 개발 하 고 검증 이미징 기법4낮은-비용, 유연 하며 제어 도구를 제공 합니다. 특히, 유령 지방 구성 하 고 볼륨 비율 또는 지방 분수 (FF) 임상 관심의 조직의 비교에서 물 생성할 수 있습니다. 임상, 조직 및 장기에 FF 값 넓게 변화할 수 있다: 갈색 지방 조직에서 FF 29.7%, 93.95; 사이 폭포 평균 간 steatosis 환자에서 FF는 18.1 ± 9.06; 1.6%와 22.27; 사이 2 형 당뇨병 범위에 대 한 위험이 성인에서 췌 장 FF 그리고 경우에 따라 사전 질병의 듀 켄 씨 근이 영양 증 환자 일부 근육8에 거의 90%의 FF 값 가질 수 있습니다.
지질과 같은 비 극 지 분자 물과 같은 극 지 분자의 구성 하는 솔루션에서 잘 분해 되지 않습니다, 때문에 높은 대상 FF와 안정적인 환영을 만드는 도전 남아 있습니다. 최대 FF에 대 한 50%, 많은 기존 방법은 사용할 수 있습니다 지방 물 환영9,10,,1112를 만들려고. 일반적으로 더 높은 FFs를 달성 하는 다른 메서드는 균질 화기 또는 초음파 셀 방해13,14등 고가의 장비를 필요 합니다. 이러한 기술은 높은 FF 유령에 대 한 로드맵을 제공, 장비 제약 조건 및 다양 한 양의 실험 내용 재현 하 고 강력한 지방 물 환영을 창조 하는 노력을 제한 합니다.
이러한 이전 기술을 따라 건물, 우리 FF 사용자 정의 범위 값 비용 효율적이 고 안정적인 지방 물 환영을 생성 하는 방법을 개발 했다. 이 프로토콜 세부 FF 값이 0%, 25%, 50%, 75% 및 100% 사용 하 여 단일 열판의 지방 환영의 5 x 100 mL를 만드는 데 필요한 단계. 그것은 쉽게 만들고 다양 한 볼륨 (10 ~ 200 mL) 지방 백분율 (0 ~ 100%)를 조정할 수 있습니다. 팬텀 기술의 효능 타당성 연구 비교 지방 물 MRI FF 값을 대상 FF 값에서 생성 된 환영에 평가 했다.

<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&#34; 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

이미지 adipose 조직에 새로운 기술 개발로 이러한 프로토콜의 유효성을 검사 하는 방법을 점점 더 중요 한 되 고 있다. 유령, 조직 또는 장기의, 실험적인 복제 저렴 한 비용, 유연한 솔루션을 제공 합니다. 그러나, 비싸고 특수 장비에 대 한 액세스를 하지 않고 높은 지방 분수와 안정적인 환영 건설 (예., > 갈색 지방 조직에서 본 등 50% 지방 분수 레벨) 지질 소수 성 특성으로 인해 어려울 수 있습니다. 이 작품의 0%, 25%, 50%, 75% 및 100% 기본 랩 공급 (열판, 비 커, 등)를 사용 하 여 쉽게 액세스할 수 있는 구성 요소 (증류수, 한 천, 수용 성 지방 분수와 5 x 100 mL 유령 개체를 만들기 위한 자세한, 저렴 한 비용 프로토콜 제공 계면 활성 제 나트륨 benzoate, 가돌리늄-diethylenetriaminepentacetate (DTPA) 대비 에이전트, 땅콩 기름을 오일 수용 성 계면 활성 제). 프로토콜; 유연 하 게 설계 되었다 그것은 다른 지방 분수와 다양 한 볼륨 유령 개체를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이 기술을 사용 하 여 만든 유령 지방 분수 값 지방 물 자기 공명 영상에서 생성 된 환영에 대상 값을 비교 하는 타당성 연구에 평가 했다. 이 연구 나왔고 0.998의 색인 상관 계수 (95% 신뢰 구간: 0.972 1.00). 요약 하자면, 이러한 연구 임상 관련 조직 및 장기의 범위에 걸쳐 기법을 이미징 하는 지방 조직 유효성 검사에 대 한 지방 환영의 유틸리티를 보여 줍니다.

물 솔루션 제대로 준비 된 경우 솔루션의 소량 테스트 유리병 (그림 1, 왼쪽된)에서 신속 하 게 응결 한다. 솔루션 분리 (그림 1, 오른쪽), 솔루션 (3.8 프로토콜의 단계에서 설명) 하는 대로 다시 준비 한다. 유제 ( 그림 2, 왼쪽 및 오른쪽의 예제) 분리, 팬텀은 가능한 하 ?...

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

이 작품의 목적은 다양 한 지방 백분율 및 볼륨 유령 생산 하는 사용자 지정할 수 있는 실용적인 지방 물 팬텀을 만들기 위한 프로토콜을 설명 하기 위해.

자기 공명 영상 유효성 검사에 대 한 지방 물 환영: 유연 하 고 확장 가능한 프로토콜

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

기능 추적을 사용하여 자기 공명이 유래 심근 스트레인 평가

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

연구

의학

Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling

조정 아티 스핀 라벨을 사용하여 폐 관류의 자기 공명 이미징 부량

This demonstrates a MR imaging method to measure the spatial distribution of pulmonary blood flow in healthy subjects 
during normoxia (inspired O2, ...

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

자기 공명 확산 텐서 영상과 유방 아키텍처 특징을 추적 및 탐지 유방암

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 ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

골격근 질환의 정량적 자기 공명 영상

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

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

마우스 대뇌 저산소증 - 허혈 동안 동시 PET / MRI 영상

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

자기 공명 영상을 이용한 실험용 뇌 말라리아 모델에서의 부종 발달 및 미세 혈관 병리학 적 추적

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

쥐 일반적인 경 동맥에 단계 대조 자기 공명 영상

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse

남성 및 여성 골반 기관 탈출으로에서 자기 공명 영상에 의해 Levator Ani 틈새 확대의 정량화

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while ...

Cardiac Magnetic Resonance for the Evaluation of Suspected Cardiac Thrombus: Conventional and Emerging Techniques

의심되는 심장 혈전의 평가를 위한 심장 자기 공명: 기존 및 신흥 기술

We present the conventional cardiac magnetic resonance (CMR) protocol for evaluating a suspected thrombus and highlight emerging techniques.&#160;The ...