X-ray Micro-CT, Skyscan, monitoring

バイタルモニタリングシステム

可視化と動きの検出

Visualization and movement detection

バイタルモニタリングシステムにはビデオモニタリング機能が搭載されており、動物の動きの検出、ECGと呼吸の検出、体温の安定化をリアルタイムで行うことができます。動物ベッドの上方に取り付けられた、白色LED照明付きカラーTVカメラ(5 Mp、SKYSCAN 1278使用)が、スキャン中の動物のリアルタイム画像を撮影します。オペレーターは、動物の呼吸運動が見えている身体部位を領域指定することができ、選択された画像領域のビデオストリームをソフトウェアが解析します。呼吸運動は動きを表す波形に変換され、時間分解マイクロCTデータ再構成のための呼吸タイムマークが生成されます。

動物ベッドのフェイスマスクは、エア/ガスフローセンサーに接続されていて、呼吸を直接検出できます。動物用カセットにはECG電極が装備され、高感度のECG増幅器に接続されています。呼吸とECGの信号はいずれもデジタル化されてコンピューターに送られ、画面にリアルタイムのプロファイルとして表示されます。オペレーターは、最適なタイムマークが生成されるよう、各信号のゲインと閾値を選択できます。

モニタリングには、温めた気流によって体温を安定化させる機能も備わっています。スキャンする動物の体温を指定の値に維持することで、麻酔状態での体温降下を防止します。

四次元 時間分解マイクロトモグラフィ

4D Time Resolved Microtomography

バイタルモニタリングでは、Bruker microCTで考案された、心肺動態の時間分解再構成用の基準タイムマークが生成されます。四次元(時間分解)スキャンモードではスキャン後、各ガントリ角度位置で撮影された多数の投影画像が、記録されているバイタルモニタリングのタイムマークを使用してソートされ、呼吸または心拍の時間ビンに割り当てられます。作成された複数の擬似的な静止投影画像セットが、それぞれ別のデータセットとして再構成され、心周期や呼吸周期の各相に対応する結果の三次元データセットが作成されます。

全ての再構成済みデータセットは、可視化プログラムにロードされます。ここでは、再構成ボリュームをX/Y/Z軸や時間軸に沿ってスクロールし、心肺の動きを、運動アーティファクトを最小限に抑えた鮮明な再構成画像で表示することが可能になります。全ての撮像データは撮影プロセス後にソートされるため、バイタルモニタリングのタイムマークに従ってソートすることで、動物を再スキャンすることなく呼吸周期と心周期を可視化できます。 

全カーボンECG電極

All carbon ecg electrodes

動物用カセットには特別なケーブルとクリップ電極が付いており、バイタルモニタリングシステムに組み込まれた高感度アンプによってECG信号を検出します。ECG用接続部にはBruker microCTが特別に開発した、金属部品を含まないECGワイヤーおよび電極を使用しています。これらのワイヤー、電極には画質の低下を防ぐため、動物組織に近いX線吸収特性を持つ先進的なカーボンファイバー製の導電部品を採用しています。