Preiskovanje želodčnih raka pri golih miših z X-ray-line fazno kontrastno slikanje

Preiskovanje želodčnih raka pri golih miših z uporabo rentgenskih-line faza kontrastnega slikanja
Abstract
Ozadje
Ta papir je, da poročajo o novih slikanje želodca raka brez uporabe slikanje agentov. Obe želodca normalno in regije rak želodca lahko razlikujemo s pomočjo analize glavnih komponent (PCA), ki temelji na sivo ravni soprisotnost matrike (GLCM).
Metode
Human raka želodca BGC823 celice so vsajene v želodce od golih miši. Potem, 3, 5, 7, 9 ali 11 dni po rakavih celic implantaciji so golih miši žrtvovali ter odstranili njihova smo želodcev. X-ray-line fazno kontrastno slikanje (XILPCI), fazni kontrast metoda slikanja, X-ray, ima večji kontrast mehkih tkiv, kot tradicionalno absorpcijsko radiografijo in ustvarja slike višje ločljivosti. V želodca osebki so posnel naboja vezano napravo XILPCIs "(CCD), z dne 9. um ločljivosti. PCA regije projektivni podobe 'interesov (Rois), ki temelji na GLCM bili pridobljeni razlikovati želodčne normalne regije in regije z rakom želodca. Različne faze želodčnih raka so razvrščene s pomočjo podpornih vektorjev (SVMs).
Rezultati
X-ray-line fazi kontrast slike nude miši želodčnih osebkov jasno pokazati želodčne arhitekture in podrobnosti o zgodnjem želodca raka. Faznokontrastnimi računalniška tomografija (CT) slike golih miših želodčnih osebkov rakom so boljši od tradicionalnih absorpcija CT slike brez uporabe slikanje agentov. Rezultati SPS parametrov teksture na osnovi GLCM običajnih regijah (P 1 + F 2) > 8.5, ampak tiste rakavih regijah (F 1 + F 2) < 8.5. Natančnost Klasifikacija je 83,3%, da je razvrstitev želodčne vzorce v različnih fazah uporabo SVMs.
sklepe
To je zelo predhodna študija izvedljivosti. Z nadaljnjimi raziskavami bi XILPCI postala neinvazivna metoda za prihodnje zgodnje odkrivanje želodčnih raka ali medicinskih raziskav.
Ključne besede
X-ray-line fazno kontrastno slikanje X-ray absorpcija slikanje rak želodca analiza glavna sestavina Podpora vektor stroj Ozadje
raka je drugi vodilni vzrok obolevnosti. želodčni rak je eden izmed najpogostejših vzrokov smrti, povezanih z rakom v Aziji [1]. Zgodnje odkrivanje in zgodnje zdravljenje želodčnih raka, so še vedno v središču pozornosti preprečevanju in zdravljenju raka. X-ray tradicionalno slikanje človeškega okostja zagotavlja slike visoke ločljivosti, ampak da od človekovih trebušnih organov je zelo slaba. V zadnjih letih se je pojavila nova metoda slikanja, X-ray-line fazno kontrastno slikanje (XILPCI). Ta metoda slikanje temelji predvsem na faktor X-ray sprememb faza po rentgenskem skozi predmete. XILPCI mehkih tkiv zagotavlja mikrometrskega prostorske ločljivosti.
Odkrivanje zgodnjega raka je odvisna predvsem od radiološko slikanje. Sedanje metode izpitnim želodcev v glavnem sestavljena iz CT [2-5], slikanje z magnetno resonanco (MRI) [4, 6], endoskopija [7, 8] in plinskega barijevega dvojno kontrastno rentgensko gastrointestinalgraphy [9, 10]. Ločljivost slike teh naprav je na milimeter merilu. Ločljivost slike, ki se lahko doseže z rentgensko fazno kontrastnim slikanje (XPCI) je na mikronov merilu. fazna rentgenski približno 1000-krat večja kot spremembo absorpcije. Trenutno obstaja več mednarodnih raziskovalnih skupin, ki predlagajo različne metode kontrastno slikanje. Najpogosteje uporabljeni pristopi izgradnjo XPCI sistemi vključujejo rentgensko interferometer [11-13], difrakcije okrepljeno slikanje [14-16], XILPCI [17, 18] in X-ray ribanje interferometer [19].
Prostorska ločljivost izraža moč rešiti drobne strukture. Resolucija gostote (se pravi kontrast ločljivost) izraža subtilne razlike gostote. Trenutno je prostorska ločljivost mikro-CT lahko doseže 2 mikrometrov [20] in mikro-CT lahko razlikovati razliko gostote tkiva 0,01 g /cm 3 [21], vendar je ločljivost mikro-CT je še vedno na milimeter merilu brez uporabe slikanje agentov. MRI zagotavlja dobro resolucijo kontrast in prostorsko ločljivost mehkih tkiv, vendar pa je resolucija MRI slika je le na milimeter merilu. Prostorska ločljivost je omejena z magnetno močjo in MRI, je težko še bolj povečala.
Trenutno je zgodnje odkrivanje želodčnih rakov je v glavnem odvisna od endoskopijo in je potrjena z biopsijo. Ločljivost slike za endoskopijo je približno 0,56 mm [22]. Bolniki čutil bolečine v postopku pregleda, in je bila nevarnost perforacije in krvavitve.
Gas-barijev dvojno kontrastno rentgensko gastrointestinalgraphy je skupna klinično orodje za oceno gastrointestinalnih stanj. CO 2-barijevega se najpogosteje uporablja, zaradi večje varnosti in nižjo ceno. Pred pregledom, so nekateri Aerogeni praški jemlje oralno bolniki. Reakcije med suhih praškov ne bo prišlo, dokler ne naletijo na vodo. Prebavni trakt bo razširjena s proizvedenega CO 2 plin. Po nekaj minutah se bolnik jemlje oralno barij. CO 2-barijev dvojno kontrastno rentgensko slikanje lahko zagotovi ne le optimalno vizualizacijo nepravilnosti sluznice, ampak tudi oceniti črevesno peristaltiko funkcijo [9]. Vendar pa se metoda prepovedano uporabljati, če obstaja sum pacient gastrointestinalne perforacije ali popolno zaporo. Ločljivost slik je na milimeter merilu. V postopku pregleda, mora bolnik prejeti več rentgenskih obsevanih. Je počasi prazni barija v telesu pacienta po pregledu.
XILPCI je v kombinaciji s CT, ki zagotavlja slike na osnovi fazne tomografije. kontrast faza CT je znana tudi kot difrakcije CT [23] in je potencialno uporabna metoda slikanje za mehka tkiva, brez uporabe slikanje agentov. Ločljivost XILPCI sliko mehkih tkiv lahko doseže 0,74 um brez uporabe slikanje agentov. To poveča natančnost odkrivanja in se lahko uporablja za opazovanje zgodnjih lezij raka.
Metod
Setup in primerki
Nude miši nimajo običajnih thymuses in le priželjca ostanke ali nenormalno timus epitelijskih, ki ne more proizvajati T celice z normalno delitev timus epitela. Bezgavke in limfociti vranica pri golih miših so zelo majhne, ​​zato nude miši so živali, ki imajo manj limfocitov in golih miši tudi prikaz kože in las atrofijo in foliklov keratoza. Na splošno so golih miši šteje najbližje človeški genski podatkov med laboratorijskih živalih za preučevanje človeških bolezni. Različne človeških rakih so na splošno sposobni preživeti v golih miših. Zaradi svoje imunsko pomanjkljivostjo, golih miši ne zavračamo tkiva iz drugih živali. Zato jih lahko uporabimo kot prejemniki za presaditev malignih človekovih raka.
V pre-preskusni postopek, tako da simulira fiziološke pogoje človeških želodcev in dobiti jasne slike, smo ugotovili, da je bila slika zelo jasno da izpolnjujejo zahteve naših poskusov, ko smo uporabili želodčne osebke očistiti od ostankov hrane in napolnjene z zrakom. Zato smo se odločili za uporabo na prostem napolni želodčne vzorce za preostalih poskusov.
Golih miši so bile ženske, ki tehta približno 16 g v naših poskusih. Skupno 36 golih miši smo naključno razdelili v 6 skupin naših eksperimentih in vsaka skupina je 6 golih miši. Ena skupina je nude miška normalno skupino, in druge 5 skupin so golih miške želodca skupin raka. Nag miši v golih miši želodčnih skupin rakom smo anestezirali z intraperitonealno injekcijo 0,72 mg (45 mg /kg) pentobarbital natrijem. Ko je bilo anestezirati, vsak nude miš prejela prečni rez v njeni trebušni votlini. Želodec je bil iztisnejo, rez je bila narejena in človekove želodčni rak BGC823 celice [24] so bili presajeni v golih želodec miške. Nato je bila rana zašite. Vsaka operacija je trajala približno 10 minut. Po približno eni uri, nag miško zbudil. Po implantaciji želodčnih rakavih celic, smo 2 dni pustimo, da prenese omogoči možnih odgovorov živali imunskih. Po 3, 5, 7, 9 ali 11 dni, so golih miši žrtvovali in odstranili želodec v golih miši. V želodci so bili očiščeni in napolnjena s formalinom. Požiralnik in dvanajsternik blizu želodca so ločeno trussed s šivom. V želodca osebki so bile določene v 10% raztopini formalina. Študija žival je odobril odbor eksperimentalnem živali etiko. Certifikacija kakovosti živali je Sheng Chan XV Ke (SCXK Peking) 2005-0004.
Princip XILPCI
sinhrotronsko sevanja [25], je elektromagnetno sevanje, ki bremeni delci se povečala na skoraj s svetlobno hitrostjo v magnetni področje, ki ga je Lorentz z dnem, ko se gibljejo s spremenljivo hitrostjo vzdolž smeri tangente progi. Kot svetlobnega vira, njegove prednosti so očitne: širok pas, visoko soosnosti, visoko polarizacijo, visoke čistosti, visoko svetlost, ozek utrip in visoko skladnost. Sinhrotronsko sevanje ima visoko stopnjo stabilnosti, visoko prepustnost in premerom mikro-žarka.
XILPCI Poskuse smo izvedli s pomočjo BL13W1 beamline Sklada za Shanghai sinhrotron sevanji (SSRF) [26]. BL13W1 beamline proizvaja predvsem 2-dimenzionalni slike bioloških tkiv z uporabo XILPCI. BL13W1 beamline delno objekt SSRF je bil upodobljen kot sliki 1. XILPCI imenujemo tudi Fresnelove difrakcijo [27, 28] ali koaksialni fazno kontrastno slikanje. Leta 1995 je A. [29] Snigirev uporablja izvor svetlobe sinhrotronsko pridobiti kontrast slike faze. Metoda XILPCI ne zahteva časovno usklajenost svetlobnega vira. To lahko uporabite več barvnih svetlobnih virov, zato odpravlja potrebo po obremenjujoči zapletenosti sistema enobarvni. Metoda se lahko uporablja neposredno mikro ostrenje X-ray vire namesto virov sinhrotronsko sevanja. Ta prednost lahko XILPCI primeren za klinične medicine v prihodnosti. Slika 1 slika BL13W1 beamline delno objekt SSRF. 1. večdimenzionalni vzorec mizo. Osebki so dani na vzorcu mizo za vrtenje in vzorci so bili pridobljeni iz različnih zornih kotov. 2. Rentgensko CCD. Je dobila projekcijske slike osebkov "z visoko ločljivostjo. 3. Natančno vodilu. Lahko nadzorujejo točne razdalje od CCD do osebkov.
Ko rentgenski gre skozi vzorcem, kot je v navadnih optičnih lahko kompleks lomni količnik se uporablja za opis njihove lastnosti. Lomni količnik n je nekoliko manjše kot število 1, lahko zapišemo kot: n
=
1
-
δ
-
iβ
(1) realna komponenta δ predstavlja fazo; in imaginarni del β predstavlja absorpcijsko izraz. δ je povezana s fizično faze oddelku premik P; in β je povezan z linearnim absorpcijski koeficient materiala

• Huda želodca variceal krvavitev zaradi vranice tromboze arterij in zapored arterijske bypass
• BRCA1 ustanovni mutacije ne prispevajo k povečanemu tveganju za raka želodca v poljskem population