Phantoms de gordura-água para validação de ressonância magnética: um protocolo flexível e escalável
Summary
O objetivo deste trabalho é descrever um protocolo para a criação de um fantasma gordo-água prático que pode ser personalizado para produzir espectros com diferentes porcentagens de gordura e volumes.
Abstract
Como novas técnicas são desenvolvidas para o tecido adiposo de imagem, métodos para validar tais protocolos estão se tornando cada vez mais importantes. Fantasmas, réplicas experimentais de um tecido ou órgão de interesse, fornecem uma solução de baixo custo, flexível. No entanto, sem acesso a equipamento especializado e caro, construindo fantasmas estáveis com altas frações de gordura (EG., > níveis de gordura fração 50% como aqueles vistos em marrom tecido adiposo) pode ser difícil devido à natureza hidrofóbica de lipídios. Este trabalho apresenta um protocolo detalhado, de baixo custo para a criação de fantasmas de 5 x 100 mL com gordura frações de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% usando componentes facilmente acessíveis (água destilada, ágar, solúvel em água e suprimentos de laboratório básico (placa de aquecimento, copos, etc.) surfactante, benzoato de sódio, agente de contraste gadolínio-diethylenetriaminepentacetate (DTPA), óleo de amendoim e óleo solúvel surfactante). O protocolo foi projetado para ser flexível; Ele pode ser usado para criar espectros com diferentes frações de gordura e uma grande variedade de volumes. Fantasmas, criadas com essa técnica foram avaliadas no estudo de viabilidade que comparou os valores de fração de gordura do gordo-água ressonância magnética para os valores-alvo nos phantoms construídos. Este estudo resultou em um coeficiente de correlação de concordância de 0.998 (intervalo de confiança de 95%: 0.972-1,00). Em resumo, estes estudos demonstram a utilidade da gordura fantasmas para validar as técnicas de imagem através de uma gama de tecidos clinicamente relevantes e órgãos de tecido adiposo.
Introduction
Interesse em quantificar o tecido adiposo e conteúdo de triglicérides usando modalidades de imagem, como ressonância magnética (MRI), se estende em muitos campos. Áreas de investigação incluem a investigação de depósitos de tecido adiposo de branco e marrom e gravidez ectópica armazenamento de lipídio em órgãos e tecidos como o fígado1, pâncreas2e músculo esquelético3. Como essas novas técnicas de quantificação adiposa são desenvolvidas, métodos são necessários para confirmar que imagens parâmetros são válidos para pesquisa e aplicações clínicas.
Fantasmas, réplicas experimentais de um tecido ou órgão, fornecer uma ferramenta de baixo custo, flexível e controlado para desenvolver e validar imagem técnicas4. Especificamente, os fantasmas podem ser construídas para consistem de gordura e água em uma proporção ou gordura fração de volume (FF) comparável do tecido de interesse clínico. Clinicamente, os valores de FF em tecidos e órgãos podem variar amplamente: FF em marrom tecido adiposo cai entre 29,7% e 93,9%5; o fígado médio FF em pacientes de esteatose é 18,1 ± 9,0%6; o FF do pâncreas em adultos em risco para intervalos de diabetes tipo 2 entre 1,6% e 22,2%7; e em alguns casos de doença avançada, pacientes com distrofia muscular de Duchenne podem ter valores de FF de quase 90% em alguns músculos8.
Porque moléculas não polares tais como lipídios não se dissolvem bem em soluções compostas por moléculas polares tais como a água, criar fantasmas estáveis com um alvo de alto FF permanece desafiador. Para FF até 50%, muitos métodos existentes podem ser usados para criar gordura água fantasmas9,10,11,12. Outros métodos que atingir maiores FFs normalmente exigem equipamentos caros como um homogeneizador ou uma célula ultra-sônico disruptor13,14. Embora essas técnicas fornecem um roteiro para altas fantasmas de FF, restrições de equipamentos e quantidades variadas de detalhes experimentais limitam os esforços para criar fantasmas água gordura robusto e reprodutível.
Baseando-se estas técnicas anteriores, desenvolvemos um método para construir os phantoms água gordura rentável e estável em um valores de intervalo personalizável de FF. Este protocolo detalha os passos necessários para completar 5 x 100 mL de gordura fantasmas com valores de FF de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% usando uma única placa de aquecimento. Pode ser facilmente ajustada para criar vários volumes (10 a 200 mL) e percentagens de gordura (% de 0 a 100). A eficácia da técnica fantasma foi avaliada a viabilidade estudo comparando gordo-água MRI FF valores para os valores-alvo FF nos phantoms construídos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nós descrevemos um método robusto para criar fantasmas gordo de água adequado para validar as técnicas de imagem médicas usadas para quantificar o tecido adiposo e triglicérides conteúdo vivo em. Criando dois reservatórios (um para a solução de óleo) e outro para a solução de água, os phantoms estáveis com uma variedade de valores de FF, incluindo valores superiores a 50%, foram construídos sem a necessidade de equipamento caro. Fantasmas de FF altas (> 50%) fornecer o utilitário para assegurar-…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Apoio financeiro para esta pesquisa foi fornecida o National Institutes of Health (NIH) e Instituto Nacional de Diabetes e digestivo e doenças do rim (NIDDK) / NIH R01-DK-105371. Agradecemos a Dr. Houchun (Harry) Hu para conselhos e sugestões na criação fantasma gordo de água.
Materials
| Distilled Water | Amazon | B000P9BY38 | Base of water solution |
| Agar | Sigma Aldrich Incorporated | A1296-100G | Gelling agent |
| Water-Soluble Surfactant | Sigma Aldrich Incorporated | P1379-500ML | Surfactant/emulsifying agent |
| Gadolinium-DTPA Contrast Agent | Bayer Healthcare | 50419-0188-01 | Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent. |
| Sodium Benzoate | Sigma Aldrich Incorporated | 71300-250G | Preservative |
| Peanut Oil | Amazon | 54782-LOU | Base of oil solution |
| Oil-Soluble Surfactant | Sigma Aldrich Incorporated | S6760-250ML | Surfactant/emulsifying agent |
| Hotplate w/ Stirrer | Fisher Scientific | 07-770-152 | |
| Stir bars (Egg-Shaped) | Sigma Aldrich Incorporated | Z127116-1EA | |
| 400 mL Beaker | Sigma Aldrich Incorporated | CLS1003400-48EA | |
| 250 mL Erlenmeyer Flask | Sigma Aldrich Incorporated | CLS4450250-6EA | |
| 25 mL Glass Volumetric Pipette | Fisher Scientific | 13-650-2P | Quantity = 2 |
| 50 mL Glass Volumetric Pipette | Fisher Scientific | 13-650-2S | Quantity = 2 |
| 75 mL Glass Volumetric Pipette | Fisher Scientific | 13-650-2T | Quantity = 2 |
| 3.0 mL Syringe | Sigma Aldrich Incorporated | Z248002-1PAK | |
| 1.0 mL Syringe | Sigma Aldrich Incorporated | Z230723-1PAK | |
| Spatula | Sigma Aldrich Incorporated | S3897-1EA | |
| Scale (100g X 0.01g Resolution) | Amazon | AWS-100-BLK | |
| Weigh Boats | Sigma Aldrich Incorporated | Z740499-500EA | |
| 120 mL Glass Jars | McMaster Carr Supply Co | 3801T73 | |
| Heat Resistant Gloves (pair) | Amazon | B075GX43MN | |
| Syringe Needles | Sigma Aldrich Incorporated | Z192341-100EA | |
| 18" stir bar retriver | Fisher Scientific | 14-513-70 | |
| 1 Dram Clear Glass Vial | Fisher Scientific | 03-339-25B |
Riferimenti
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