Vizsgálata gyomor rák csupasz egerekben röntgen-in-line fáziskontraszt imaging

vizsgálata gyomor rák csupasz egerekben röntgen-in-line fáziskontraszt képalkotó
Abstract
alapon
Ez a tanulmány célja, hogy jelentést az új képalkotó a gyomor rákos használata nélkül képalkotó ágensek. Mindkét gyomor normál régiók és gyomorrák régiók lehet megkülönböztetni a főkomponens analízis (PCA) alapján a szürke szint együttes előfordulása mátrix (GLCM). Katalógusa módszerek
emberi gyomorrák BGC823 sejtet ültettünk be a gyomor meztelen egerekben. Ezután, 3, 5, 7, 9 vagy 11 nap elteltével a rákos sejteket a beültetés, a csupasz egereket feláldoztuk, és gyomrukat eltávolítjuk. X-ray in-line fáziskontraszt képalkotás (XILPCI), egy X-ray fáziskontraszt képalkotó módszer, nagyobb a lágyszöveti kontraszt, mint a hagyományos abszorpciós radiográfiai és generál nagyobb felbontású képek. A gyomor mintákat képalkotása egy XILPCIs "díj (CCD) 9 nm képfelbontás. A PCA projektív képek "régió érdekeit (ROI) alapján GLCM nyerték megkülönböztetést gyomor normál régiók és gyomorrák régiókban. Különböző szakaszaiban gyomorrák sorolták segítségével szupport vektor gépek (SVM). Katalógusa Eredmények
Az X-ray-line fáziskontraszt képek nude egerek gyomor mintákat világosan mutatják a gyomor architektúrák és a részleteket a korai gyomorrák rák. A fáziskontraszt komputertomográfia (CT) képeket nude egerek gyomorrák példányok jobbak, mint a hagyományos abszorpciós CT-képek használata nélkül a képalkotó ágensek. Az eredmények a PCA a textúra paraméterek alapján GLCM normál régiók (F 1 + F 2) > 8,5, de ezek a rák régiók (F 1 + F 2) < 8.5. A besorolási pontossága 83,3%, hogy minősítette gyomor példányok különböző szakaszaiban használ SVM.
Következtetések katalógusa Ez egy nagyon előzetes megvalósíthatósági tanulmány. A további kutatások XILPCI válhat invazív eljárás későbbi korai felismerése gyomorrák vagy orvosi kutatásokban. Katalógusa Kulcsszavak katalógusa röntgen in-line fáziskontraszt képalkotás röntgen abszorpciós képalkotó Gyomorrák főkomponens analízis Support vektor gép Háttér katalógusa rák a világ második vezető oka a morbiditás. Gyomorrák egyik leggyakoribb oka a rák okozta halál Ázsiában [1]. A korai felismerés és a korai kezelés a gyomorrák még mindig a hangsúly a rák megelőzésében és kezelésében. X-ray hagyományos képalkotó az emberi csontváz biztosít nagy felbontású képek, hanem a humán hasi szervek nagyon gyenge. Az utóbbi években egy új képalkotó módszer, a röntgen in-line fáziskontraszt képalkotás (XILPCI) alakult ki. Ez a képalkotási módszer alapja elsősorban az X-ray fázisváltó tényező után egy X-ray áthalad tárgyakat. XILPCI lágyrészek biztosít mikrométer térbeli felbontás. Katalógusa korai rák kimutatására elsősorban attól függ, radiológiai képalkotás. A jelenlegi vizsgálati módszerek gyomor elsősorban áll CT [2-5], mágneses rezonancia vizsgálat (MRI) [4, 6], endoszkópia [7, 8] és a gáz-bárium kettős kontrasztos röntgen gastrointestinalgraphy [9, 10]. A képfelbontás ezeknek az eszközöknek a milliméter-skála. A képfelbontás, hogy lehet megvalósítani röntgen fáziskontraszt képalkotás (XPCI) van a mikron méretű. Az X-ray fáziseltolódás megközelítőleg 1000-szer nagyobb, mint a változás a felszívódását. Jelenleg számos nemzetközi kutatócsoportok javasol különböző kontrasztanyagok képalkotó eljárások. A leggyakrabban használt megközelítések építeni XPCI rendszerek közé tartozik az X-ray interferométer [11-13], diffrakciós továbbfejlesztett képalkotó [14-16], XILPCI [17, 18] és az X-ray rács interferométer [19]. Katalógusa Térbeli felbontás kifejezi a hatalom, hogy megoldja a finom szerkezetek. Képpont felbontás (azaz a kontraszt felbontás) fejezi finom sűrűség különbségek. Jelenleg a térbeli felbontása mikro-CT elérheti a 2 um [20] és a mikro-CT meg tudja különböztetni a szövet sűrűsége különbség 0,01 g /cm 3 [21], de a kép felbontása mikro-CT még a milliméter-skála használata nélkül képalkotó ágensek. MRI biztosítja a jó kontraszt felbontás és térbeli felbontása a lágy szövetek, de az MRI kép felbontása csak a milliméter-skála. A térbeli felbontás korlátozza a mágneses ereje az MRI és nehéz további növelése.
Jelenleg a korai felismerés a gyomorrák kialakulása elsősorban függ endoszkópia, és ez megerősíti a biopszia. A képfelbontás endoszkópia körülbelül 0,56 mm [22]. Miatt érzett fájdalom a folyamat vizsgálata, és ott volt a kockázata a perforáció és vérzés. Katalógusa Gáz-bárium kettős kontrasztos röntgen gastrointestinalgraphy gyakori klinikai eszköz annak felmérésére, gasztrointesztinális betegségek. CO 2-bárium leggyakrabban használt, mert a nagyobb biztonság és alacsonyabb áron. A vizsgálat előtt, néhány aerogén porok szájon át a betegek. Reakciók a száraz por nem kerül sor, amíg nem találkozik a víz. A gyomor-bél traktus bővül a termelt CO 2 gáz. Néhány perc múlva, a beteg vegye orálisan bárium. A CO 2-bárium kettős kontrasztos röntgen képalkotás nem csak az optimális megjelenítés nyálkahártya rendellenességek, hanem értékeli a bél perisztaltikus funkció [9]. Azonban a módszer használata tilos, ha a beteg nem gyanús gastrointestinalis perforáció vagy teljes elzáródása. A képfelbontás a milliméter-skála. A folyamat során a vizsgálat, a beteg kap több röntgen besugárzás. Ez lassan üres bárium a test a beteg vizsgálata után.
XILPCI párosul CT, amely képek alapján fázisban tomográfia. Fáziskontraszt CT-ként is ismert diffrakciós CT [23], és potenciálisan hasznos képalkotó módszer a lágy szövetek használata nélkül képalkotó ágensek. A XILPCI képfelbontás lágyrészek elérheti 0,74 um használata nélkül leképzőszerek. Ez növeli a pontosságot, a kimutatási és lehet használni, hogy tartsa a korai rákos elváltozást. Katalógusa Módszerek katalógusa beállítása és példányok
Nude egerek nem rendelkeznek normális csecsemőmirigy, csak csecsemőmirigy maradványai vagy kóros csecsemőmirigy hámsejtek, amelyek nem termelnek T-sejtek normális csecsemőmirigy epiteliális részlege. A nyirokcsomók és a lép limfociták nude egerek nagyon kicsi, így csupasz egerekben olyan állatok rendelkező kevesebb limfociták és pucér egerekben is megjeleníteni a bőr és a haj atrófia és follikuláris keratosis. Általában csupasz egerek kell tekinteni a legközelebb emberi genetikai modell a laboratóriumi állatok tanulmányozásához a humán betegségek. A különböző humán rák általában képesek a túlélésre csupasz egerekben. Miatt immunhiányos, csupasz egerek nem utasítjuk el a szövetek, a többi állattól. Ezért ezek lehet használni, mint a recipiens transzplantáció rosszindulatú emberi daganatok.
A pre-teszt folyamat, mind, hogy szimulálja a fiziológiai körülmények között az emberi gyomor, és így tiszta képeket, azt találtuk, hogy a kép nagyon világos hogy megfeleljen a követelményeknek Kísérleteink során használtuk a gyomor példányok megtisztítják az ételmaradékok és levegővel töltött. Ezért úgy döntöttünk, hogy a levegővel töltött gyomor mintákat a maradék kísérletek.
A csupasz egereket nő, és a súlya körülbelül 16 g kísérleteinkben. Összesen 36 csupasz egereket véletlenszerűen osztottuk 6 csoportban a kísérleteink és mindegyik csoport 6 csupasz egerekben. Az egyik csoport a meztelen egér normális csoport, és a többi 5 csoportok nude egér gasztrikus rák csoportok. A csupasz egerek nude egér gasztrikus rák csoportok altattuk intraperitoneális injekció formájában 0,72 mg (45 mg /kg) pentobarbitál-nátrium. Miután altatjuk, minden meztelen egérnek egy keresztirányú metszést a has. A gyomrot extrudáljuk, bemetszést végzünk és humán gyomorrák BGC823 sejtek [24] ültettük be a csupasz egér gyomorban. Ezután a sebet összevarrjuk. Minden művelet tartott kb 10 percig. Miután körülbelül egy óra, a meztelen egér felébredt. Beültetése után gyomor rákos sejtek, 2 nap hagytuk át, hogy lehetővé tegye az esetleges állat immunválaszt. Az elegyet 3, 5, 7, 9 vagy 11 nap, a csupasz egereket feláldoztuk, és a gyomor a csupasz egereket eltávolítjuk. A gyomrot tisztítani és kitöltött formalin. A nyelőcső és a nyombél közel a gyomor külön-külön gúzsba a varrat. A gyomor mintákat fixáltuk 10% -os formalin-oldatot. Az állat jóváhagyta a vizsgálatot a kísérleti állat etikai bizottság. A minőség tanúsítása állatok Sheng Chan Xv Ke (SCXK Peking) 2005-0004.
Elve XILPCI katalógusa Szinkrotronsugárzási [25] az elektromágneses sugárzás, amely töltött részecskék gyorsítása közel fénysebességgel egy mágneses területen a Lorentz-erő mozgás közben változó sebességgel a pálya mentén érintőleges irányban. Fényforrásként, előnyei nyilvánvalóak: széles sávban, nagy kollimációs, nagy polarizáció, nagy tisztaságú, nagy fényerejű, keskeny impulzus és a nagy összhang. Szinkrotron sugárzás magas fokú stabilitást, nagy teljesítményt és a mikro-nyaláb átmérője.
A XILPCI kísérletet végeztünk a BL13W1 beamline a Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) [26]. A BL13W1 beamline elsősorban elő 2-dimenziós képet a biológiai szövetek felhasználásával XILPCI. A BL13W1 beamline részleges létesítmény SSRF ábrázolták, mint az 1. ábra XILPCI is nevezik Fresnel diffrakció [27, 28] vagy koaxiális fáziskontraszt képalkotás. 1995-ben A. Snigirev [29] használt szinkrotronból fényforrás szerezni fáziskontraszt képek. A XILPCI módszer nem igényel időbeli koherencia a fényforrás. Ez lehet használni többszínű fényforrások, ezért nincs szükség a nehézkes összetettségét monokróm rendszer. A módszer közvetlenül használja a mikro-fókusz X-ray forrás helyett szinkrotronsugárzás sugárforrások. Ez az előny lehet, hogy XILPCI alkalmas klinikai orvostudomány a jövőben. 1. ábra A kép BL13W1 beamline részleges létesítmény SSRF. 1. A többdimenziós mintának asztalra. A mintákat helyezzük a mintát asztal forgatni, és a mintákat szerzett különböző szögekből. 2. Az X-ray CCD. Ez nyert mintákat projektív képek nagy felbontású. 3. A pontos vezetősín. Ez az ellenőrzés a pontos távolság a CCD a mintákat.
Ha az X-ray megy keresztül egy példány, mint a hagyományos optikai, komplex törésmutató lehet használni, hogy leírja a jellemzőit. A törésmutató n egy kicsit kisebb, mint a szám 1, felírható: n katalógusa = katalógusa 1 katalógusa - www.Booked.hu δ katalógusa - www.Booked.hu iβ katalógusa (1) A valós összetevő δ jelentése fázisban; és képzetes rész β jelentése felszívódását távon. δ társul fizikai fázistolás szakasz P; és β társul a lineáris abszorpciós együttható az anyag μ. A kapcsolat közöttük a következő: δ katalógusa = katalógusa ρ katalógusa e katalógusa r katalógusa e katalógusa λ katalógusa 2 | 2 | π katalógusa,
β katalógusa = katalógusa μλ katalógusa 4
π katalógusa (2) P katalógusa = katalógusa 2 | πδ katalógusa λ katalógusa,
μ
= katalógusa 4 katalógusa πβ katalógusa λ katalógusa (3) λ röntgen hullámhossz, ρ e az elektron sűrűség az anyag, r e jelentése egy klasszikus elektron sugár, és ezek mérete határozza meg az elektron sűrűség a tárgyak "belső struktúrákat.
Ha az X-ray megy keresztül a tárgy, a fázis és az amplitúdó változás. Fázis változás határozza meg a δ, és amplitúdó csillapítás határozza meg a β. Az X-sugarak, a könnyebb elemek (mint például a C, H, O, stb) az anyag, δ 1000-szer több, mint β, így a fázisváltozás mennyiség sokkal nagyobb, mint a változás mennyisége röntgen abszorpciós csillapítás . Ha az X-ray hullámhossz nagyon rövid, a gyenge felszívódás anyagok, a kis változások a sűrűség is lehet előállítani nagy fáziseltolódások, és ezáltal egyre nagy fáziskontraszt. A térbeli felbontása fáziskontraszt képalkotó elérheti mikron méretű és nagyon finom mikro-egy objektum figyelhető meg.
Amennyiben az egységes beavatkozó fényhullámok átmennek egyenetlen felületű tárgy, elkerülhetetlenül létrehoz fázisváltások, azaz hullámok "torzulást. Ha a torzítás hullámok továbbra is terjed, hogy egy bizonyos távolságot, a torzítás hullámok zavarja a torzításmentes hullámok. Így arra lehet következtetni, hogy megszerzése fáziskontraszt képek igényel koherens fényforrás és megfelelő távolságban a fényforrás mintának és a mintát a detektor. Katalógusa lépései XILPCI katalógusa Különleges kísérleti módszerek: A csupasz egerek gyomor mintákat tartalmazó transzplantált humán gyomorrák BGC823 sejteket kivettük formalin, tekert szigetelőanyagok és helyezünk a próbadarab asztalra. katalógusa azt találtuk, hogy a röntgensugár energiájának 13 keV volt alkalmas képalkotási kísérlet követelmények révén mi ismételten Debuggoltál röntgen energia. Ez teszi a képeket, túl könnyű, ha az energia nagyobb, mint 13 keV. Ez teszi képalkotási expozíciós idő növelését, ha az energia kisebb, mint 13 keV. Kép sötét lesz, ha az expozíciós idő túl rövid. Amikor fokozott expozíciós idő, azt nekünk hosszabb ideje lőni több mint 1000 kép a CT kép rekonstrukciója. Gyomor példányok lesz vezetett komoly deformáció, ha a hajtás idő túl hosszú. Tehát 13 keV optimális paraméter átfogó tényezők. A távolság a fényforrás, amelynek mintája a hossza a SSRF X-ray forrás és a gyomor mintát a mintában asztalra. A távolság 59,3 m. Az érzékelő 85 cm távolságra a mintában, 9 nm képfelbontás és az expozíciós idő 35-45 ms. Ez 20 percet vett igénybe, így XILPCI projektív képek 0,1 fokkal lépésre a foka 0-180 egy gyomor mintából.
Lépései röntgen hagyományos abszorpciós képalkotó
Hagyományos felszívódását CT gyomorrák példányok végeztünk használatával SIEMENS Inveon szkennerek és Inveon Acquisition munkahelyi 1,5 Service Pack. A gyomorrák példányok kerültek a mintába asztalra, és a kísérlet paramétereit Debuggoltál a műtőben, hogy az megfeleljen a kísérlet követelményeknek. A minimális felbontás a berendezés volt 11 um. Az energia a röntgen 80 keV és 400 uA. Energia paraméterek voltak a berendezés maximális teljesítménye. A gyomorrák példányt szkennelt elforgatásával 360 °. Ez szükséges 967 s átvizsgálja a gyomorrák mintának, és rekonstruálni abszorpciós CT egyidejűleg. Katalógusa GLCM módszer katalógusa használtuk 9 szürke szint együttes előfordulása mátrix (GLCM) textúráját szögletes második momentum (ASM) , tehetetlenség, inverz különbség pillanat (IDM), entrópia, korreláció, összege átlag (SA), különbség átlag (DA), sum entrópia (SE), és a különbség entrópia (DE) [30]. A GLCM definíciója C ij. Katalógusa szögletes második pillanatban képlet: T katalógusa 1 katalógusa = katalógusa Σ katalógusa i katalógusa =
0 katalógusa K -
1 katalógusa Σ katalógusa j katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa C katalógusa ij katalógusa 2 | (4) A tehetetlenség képlet: T katalógusa 2 | = Σ katalógusa katalógusa i katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa Σ
j katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa i -
j katalógusa 2 | C katalógusa ij katalógusa (5) Inverz különbség pillanatban képlet: T katalógusa 3 katalógusa =
Σ katalógusa i katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa Σ katalógusa j
= katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa 1 katalógusa 1 katalógusa + katalógusa i -
j katalógusa 2 | C katalógusa ij katalógusa (6) entrópia képlet: T katalógusa 4 katalógusa = -
Σ katalógusa i katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1
Σ
j katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa C katalógusa ij katalógusa log katalógusa C katalógusa ij katalógusa (7) marginális eloszlás származó GLCM. c katalógusa x katalógusa i katalógusa = katalógusa Σ katalógusa j katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa c katalógusa ij katalógusa (8) c katalógusa y katalógusa j katalógusa = katalógusa Σ katalógusa i katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa c
ij katalógusa (9) μ katalógusa x katalógusa, μ katalógusa y katalógusa, σ katalógusa x katalógusa, σ katalógusa y
illetve képviseli az átlag és a szórás a marginális eloszlás.
a adja szürkeárnyalatos és a valószínűsége összege közötti különbség i és j express a következő: c katalógusa x
+ katalógusa y katalógusa k katalógusa = katalógusa Σ katalógusa i
+ katalógusa j katalógusa = katalógusa k katalógusa c katalógusa ij katalógusa k katalógusa = katalógusa 0 katalógusa , katalógusa 1 katalógusa , katalógusa 2 | , katalógusa ⋯ katalógusa,
2 | K -
2 | (10) c katalógusa x -
y katalógusa k katalógusa = katalógusa Σ katalógusa i -
j katalógusa = katalógusa k katalógusa c katalógusa ij katalógusa k katalógusa =
0 katalógusa , katalógusa 1 katalógusa , katalógusa 2 | , katalógusa ⋯
, katalógusa K katalógusa - www.Booked.hu 1 katalógusa (11) korreláció képlet: T katalógusa 5 katalógusa = katalógusa Σ katalógusa i katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa Σ katalógusa j katalógusa = katalógusa 0 katalógusa K -
1 katalógusa ij katalógusa C katalógusa ij katalógusa - PCA

Normal

3-days

5-days

7-days

9-days

11-days

F1
7.01 Mindkét szerző elolvasta és jóváhagyta a végleges kéziratot. Katalógusa

• Súlyos gyomor varix vérzés miatt lépartéria trombózis és egymást követő artériás bypass
• BRCA1 alapító mutációk nem járulnak hozzá a megnövekedett kockázata gyomorrák a lengyel lakosság