마이크로 컴퓨팅 단층 촬영(Micro-CT) 이미징 방법을 사용하여 우주비행 후 글로벌 안구 구조 평가

여기서는 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 방법을 사용하여 우주 비행 에 따른 글로벌 안구 구조의 평가를 위한 방법을 제안합니다. 생리대와 방사선 노출을 포함하는 우주 비행 환경은 유체 변화를 포함하여 인간의 생리학에 독특한 변화를 일으킵니다. 이러한 유체 변화는 높은 두개 내 압력으로 이끌어 내고 우주 비행 관련 신경 안구 증후군의 주요 원인으로 기인했습니다.

SANS의 생리적 영향은 눈의 여러 구성 요소에 영향을 미치며 광학 디스크 부종, 글로브 플러닝, 코로이드 및 망막 접기, 초고및 굴절 오차 변화 및 신경 섬유 층 프린소이스를 포함합니다. SANS의 생리적 특성은 잘 문서화되어 있지만 SANS를 구동하는 메커니즘은 여전히 제대로 이해되지 않습니다. SANS를 더 잘 이해하기 위해 설치류 모델은 비침습적 이미징 기술에 사용되고 있습니다.

이러한 기술 중 하나는 마우스만큼 작은 동물의 해부학 구조 및 병리학 적 과정의 평가에 성공적으로 사용 되어 있는 마이크로 CT입니다. 마이크로 CT는 마이크로 크기의 해상도를 달성할 수 있으며, 조영제와의 조합을 통해 연조직에 좋은 대비를 제공할 수 있다. Micro-CT는 총 해부학, 경 현미경 검사 및 조직학 검사를 포함한 전통적인 방법에 비해 명확한 이점을 제공하여 표본의 기하학적 프로파일과 구조물 간의 공간 관계에 손상을 주지 않도록 합니다.

현재 연구에서는, 마우스는 마이크로 CT를 사용하여 망막, RPE 및 choroid 층의 미세 구조를 정량화하여 공간 환경이 안구 손상을 유도하는지 여부를 결정하기 위해 국제 우주 정거장에 35 일 동안 우주 환경에 노출되었다. 여기에서 우리는 우리가 Micro-CT 분석을 위한 견본을 준비한 방법을 보여주었습니다. 마우스는 38 플러스 또는 마이너스 4 시간 이내에 눈을 사용 했다.

눈은 에클레아화되었고, 왼쪽 눈은 24시간 동안 파라포름알데히드와 인산염 완충액의 식염수로 4% 고정되었다. 고정 후, 눈은 에탄올에서 탈수되었다. 고정 시료의 추가 및 갑작스러운 수축을 방지하기 위해 등급이 매겨진 일련의 에탄오믹 솔루션이 사용되었습니다.

먼저, 시료는 1시간 동안 50%에탄올로 옮겨진 후 각각 1시간 동안 농도를 증가시키고, 70, 80, 90, 96, 그리고 100% 그 후, 눈은 6일 동안 피포지질산당 10%의 무게로 염색하였다. 마지막으로, 샘플은 절대 에탄올로 세척한 다음 스캔을 위해 절대 에탄올로 채워진 개별 2개의 밀 플라스틱 용기에 넣었습니다. 또한 스캐닝 중 시료를 안정화하기 위해 면 패드를 첨가하였다.

다음으로, 샘플은 망막 손상을 평가하기 위해 데스크탑 X선 마이크로 CT 시스템 SkyScan 1272 스캐너 내부에 배치되었다. 스캔을 위해 SkyScan 1272 소프트웨어를 사용했습니다. 소프트웨어를 연 후, 우리는 프레임에 우리의 샘플을 중심으로.

프로토콜에서는 필터를 사용하지 않고 매트릭스를 설정하여 픽셀 크기를 4미크론으로 늘립니다. 마이크로 포지셔닝은 샘플을 프레임에 중심으로 유지하는 데 사용됩니다. 다음으로, 당사는 파라미터를 확인하여 샘플 내의 콘트라스트 에이전트를 최대화하고 기계를 보정합니다.

교정을 수행하기 위해 스캐너에서 샘플을 제거하고 스캔 매개 변수를 설정합니다. 교정 하는 동안, 평면 채워진 보정도 확인 됩니다. 보정 후 80%를 초과해야 하며, 샘플은 스캐닝 챔버에 다시 삽입됩니다.

스캔하기 전에 샘플 파일의 이름이 지정됩니다. 스캐닝 파라미터는 다음과 같이 회전 단계 0.4, 프레임 4, 무작위 이동 30, 픽셀 크기가 4미크론으로 설정되어 있는지 다시 확인한다. 그런 다음 스캔이 시작됩니다.

스캔 후 NRecon은 샘플을 재구성하는 데 사용됩니다. 먼저 스캔에서 파일을 열고 원시 검색 이미지를 봅니다. 우리는 곡선에 맞게 히스토그램의 바운스를 조정합니다.

다음으로 빔 경화 아티팩트를 수정합니다. 그런 다음 스무딩 아티팩트를 조정합니다. 마지막으로 링 아티팩트 감소를 위해 수정합니다.

모든 수정 후, 우리는 우리의 샘플이 관심의 우리의 지역에 맞는 것을 확인했다. 그런 다음 우리는 재건을 시작할 수 있습니다. DataViewer 소프트웨어를 사용하여 세 필드 모두에서 재구성된 이미지를 시각화합니다.

분석을 위해 CTAn 소프트웨어가 사용됩니다. 재구성된 이미지가 소프트웨어에 로드됩니다. 광학 신경은 분석을 위한 관심 있는 지역을 제거하는 데 사용되었다.

계산에 의해, 우리는 분석을위한 모든 측정을 수행하기 위해 관심 지역의 중간 조각을 사용했다. 세 번의 반복측정을 통해 영역의 선형 측정을 계산했습니다. 다음 측정은 안구 조직, 망막, RPE, choroid 및 우리의 Micro-CT 분석을 위해 취해졌습니다, 망막, RPE 및 choroid 층의 단면 영역은 지상 통제에 비해 우주 비행 견본에서 현저하게 낮았다는 것을 보여주었습니다.

Micro-CT는 조작 없이 변경 크기를 계산하는 효율적이고 비파괴적인 기술을 제공합니다. 조영제를 사용하면 마이크로 CT 이미지의 품질을 향상시켜 시편의 구조 간 없이 재건의 성공적인 선명한 그래픽 이미지를 얻을 수 있습니다. 또한 원래 데이터가 디지털방식으로 보여지므로 결과에 대한 접근성과 재현성이 증가합니다.

더욱이, 기본 목적은, 3차원 측정을 사용하는 것이 허용되지만, 총 3차원 구조의 세분화는 전체 시편의 특정 윤곽을 제공하는 데 도움이 될 수 있다. 우리의 결과는 우주 비행 조건, 특히 중력 변화가 눈에 급성 및 단기 반응을 유도 할 수 있음을 나타냅니다. 또한, 미래의 작업은 많은 정상 및 병리학 조직을 연구하는 데 성공적으로 사용되었기 때문에 Micro-CT 이미징 기능을 활용하는 다른 분석을 수행하기 위해 체적 데이터를 사용해야 합니다.