Yağ-su hayaletler manyetik rezonans görüntüleme doğrulama için: esnek ve ölçeklenebilir iletişim kuralı
Summary
Bu çalışmanın amacı hayaletler değişen yağ yüzdeleri ve birimler ile üretmek için özelleştirilebilir pratik bir yağ-su hayalet oluşturmak için bir protokol tarif etmektir.
Abstract
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.
Introduction
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
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 |
References
- Franz, D., et al. Association of proton density fat fraction in adipose tissue with imaging-based and anthropometric obesity markers in adults. Int J Obes. , 1-8 (2017).
- Chai, J., et al. MRI chemical shift imaging of the fat content of the pancreas and liver of patients with type 2 diabetes mellitus. Exp Ther Med. 11 (2), 476-480 (2016).
- Hogrel, J. Y., et al. NMR imaging estimates of muscle volume and intramuscular fat infiltration in the thigh: variations with muscle, gender, and age. Age (Omaha). 37 (3), 1-11 (2015).
- Hoskins, P. R. Simulation and Validation of Arterial Ultrasound Imaging and Blood Flow. Ultrasound Med Biol. 34 (5), 693-717 (2008).
- Hu, H. H., Perkins, T. G., Chia, J. M., Gilsanz, V. Characterization of human brown adipose tissue by chemical-shift water-fat MRI. Am J Roentgenol. 200 (1), 177-183 (2013).
- d’Assignies, G., et al. Noninvasive quantitation of human liver steatosis using magnetic resonance and bioassay methods. Eur Radiol. 19 (8), 2033-2040 (2009).
- Schwenzer, N. F., et al. Quantification of pancreatic lipomatosis and liver steatosis by MRI: comparison of in/opposed-phase and spectral-spatial excitation techniques. Invest Radiol. 43 (5), 330-337 (2008).
- Wokke, B. H., et al. Quantitative MRI and strength measurements in the assessment of muscle quality in Duchenne muscular dystrophy. Neuromuscul Disord. 24 (5), 409-416 (2014).
- Fischer, M. A., et al. Liver Fat Quantification by Dual-echo MR Imaging Outperforms Traditional Histopathological Analysis. Acad Radiol. 19 (10), 1208-1214 (2012).
- Hayashi, T., et al. Influence of Gd-EOB-DTPA on proton density fat fraction using the six-echo Dixon method in 3 Tesla magnetic resonance imaging. Radiol Phys Technol. , (2017).
- Hines, C. D. G., Yu, H., Shimakawa, A., McKenzie, C. A., Brittain, J. H., Reeder, S. B. T1 independent, T2* corrected MRI with accurate spectral modeling for quantification of fat: Validation in a fat-water-SPIO phantom. J Magn Reson Imaging. 30 (5), 1215-1222 (2009).
- Fukuzawa, K., et al. Evaluation of six-point modified dixon and magnetic resonance spectroscopy for fat quantification: a fat-water-iron phantom study. Radiol Phys Technol. , 1-10 (2017).
- Bernard, C. P., Liney, G. P., Manton, D. J., Turnbull, L. W., Langton, C. M. Comparison of fat quantification methods: A phantom study at 3.0T. J Magn Reson Imaging. , (2008).
- Poon, C., Szumowski, J., Plewes, D., Ashby, P., Henkelman, R. M. Fat/Water Quantitation and Differential Relaxation Time Measurement Using Chemical Shift Imagin Technique. Magn Reson Imaging. 7 (4), 369-382 (1989).
- Yu, H., Shimakawa, A., Mckenzie, C. a., Brodsky, E., Brittain, J. H., Reeder, S. B. Multi-Echo Water-Fat Separation and Simultaneous R2* Estimation with Multi-Frequency Fat Spectrum Modeling. Spectrum. 60 (5), 1122-1134 (2011).
- Peri, C. . The extra-virgin olive oil handbook. , (2014).
- Kell, G. S. Density, Thermal Expansivity, and Compressibility of Liquid Water from 0° to 150°C: Correlations and Tables for Atmospheric Pressure and Saturation Reviewed and Expressed on 1968 Temperature Scale. J Chem Eng Data. 20 (1), 97-105 (1975).
