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小動物用DXA体組成・骨密度計測システム

iNSiGHT

マウスラット

小動物用DXA体組成・骨密度計測システム

僅か25秒で骨密度・体組成の情報を取得可能

iNSiGHTは、コーンビームスキャン・フラットパネルディテクターを採用した実験小動物用のDXA体組成分析システムです。

高速スキャンにより僅か25秒で、高解像度画像(X線DR画像・骨強調画像・体組成画像)、複数の関心領域でのBMD(骨密度|g/cm^2)、BMC(骨塩量|g)、骨/組織面積(mm^2)、体脂肪率(%)、脂肪量(g)、除脂肪組織量(g)および総組織量(g)の情報を得ることが可能です。

DXA: Dual energy X-ray Absorptiometry
DR : Digital Radiography

特長

  • 高速な計測時間:25秒 (X線照射:10秒)
  • 幅広い動物サイズ(10g~500g)に対応
    画像サイズ:16.5cm x 25.5cm @1.2X
  • 高分解能 :
    ピクセルサイズ : 100µm@1.2X(DXAMode) ・ 31µm@4X
  • 高正確度:CV < 1% ・ 高精度:R2 > 0.9
  • ROI設定:個数無制限(除外指定も可能)
  • 完全にシールドされた装置キャビネットにより実験者の被ばくリスクを回避


 ご紹介動画 (3分半、ナレーション:英語)


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正確度・精度


iNSiGHTは、NMRやマイクロCTと同等以上の正確度(CV <1%)と精度(R2>0.9)で実証されています。

ラットの8週間の追跡調査で、総体重、脂肪重量、除脂肪重量の測定値の変化を検出する精度、正確度、および能力が、臨床試験によって証明されています。

8週目に、iNSiGHT(DXA TBW)で測定された総体重と電子体重計(TBW)で測定された総体重を比較することにより、精度が検証されました。

正確度は、動物の体位を変えずにiNSiGHTによって測定されたラットの総体重(TBW)、総体脂肪重量(TBFW)、および総除脂肪重量(TBLW)の繰り返し分析の変動係数(CV)によって検証されました。

Yeu et al. Laboratory Animal Research (2019) 35:2
https://doi.org/10.1186/s42826-019-0004-2


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計測~解析の流れ

 計測~解析の流れ(ソフトウェア画面デモンストレーション) (動画:6分半、ナレーション:英語)

※2:40頃~後半部分に、ソフトウェア機能の説明がございます。

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ソフトウェア画面:画像表示・解析

【Analysis】タブでは、3つのビュー[X線画像(View)・骨密度画像(BMD)・カラー画像(COLOR)]を切り替えることができます。

ソフトウェア Analysisタブ

  • X線画像 (左:ラット、右:マウス)
  • 骨密度画像 (左:ラット、右:マウス)
    骨組織強調画像
    ・動物の位置確認
    ・スキャン中の動物の動き確認
    (左) Low energy
    (右) High Energy
  • カラー画像 (左:ラット、右:マウス)

    体組成解析
    ・体組成変化を画像で追跡
    ・局所脂肪分布の経時的な追跡

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計測パラメータ

パラメータ 単位 説明
BMC g 骨塩量(Bone Mineral Contents)=Bone Density * Bone Area
FAT g 脂肪量(FAT Mass)
FAT Ratio % 体脂肪率 (FAT Ratio) = FAT/Total Mass
LEAN g 除脂肪組織量 (fat free mass)
Total Mass g 総組織量 (Total Mass) = FAT + LEAN + BONE
BMD g/cm2 骨密度 (Bone Mineral Density)
Bone Area cm2 画像内の骨面積
Tissue Area cm2 画像内の組織面積


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その他のソフトウェア機能

  • モード選択 (DXA ・ DR*)
  • 拡大表示
  • ROI設定(設定個数:無制限)
  • ROIを除外した演算 (除外ROI設定個数:無制限)
  • ROIのコピー
  • 距離測定
  • 経時記録
  • Studyの比較
  • データエクスポート機能
    • 計測パラメータのCSV/テキスト出力
    • 表示画像の保存(JPG/TIF/BMP)

 ROI設定個数:無制限  ROIを除外した演算(青色部分)
※除外ROI設定個数:無制限
 ROIのコピー
 
 距離測定  経時記録
   同一動物の経時観察
   同一ROIのトレンド分析
 Studyの比較
 
 データエクスポート機能(CSV)  データエクスポート機能(画像)
 
 拡大表示 *オプション

※画像をクリックするとポップアップで拡大表示されます。


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経時的な観察

iNSiGHTは、経時的な観察に優れています。

X線画像 骨密度画像 (骨組織強調) カラー画像 (体組成解析)
ND(通常の食餌)群 longtudinal longtudinal longtudinal
HFD(高脂肪食餌)群 longtudinal longtudinal longtudinal

2つの食餌群の比較画像(マウス)

  • カラー画像では、脂肪組織は赤色で示され、除脂肪組織は緑色で示されています。
  • 2つの食餌群のカラー画像から、HFD群はND群と比較して、比較的高いDXA脂肪組織量を持っていることがわかります。


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Webinarオンデマンド (ライブ実施日時:2021/7/27)

生活習慣病モデルおよび関連疾患モデルにおいて身体組成に着目したDXA法評価事例のご紹介

糖尿病、肥満、骨粗しょう症など身体組成(脂肪量、筋肉量、骨密度など)の変化を伴う疾患モデル動物においては、その病態の進行および処置・治療効果を長期的に同一個体でモニタリングする手法が3Rの観点からも求められています。その有望な手段のひとつにマイクロCTやMRIといったin vivoイメージング技術がありますが、それらの中でも簡便性と迅速性、そして定量性の面で優れたイメージングモダリティとして二重エネルギーX 線吸収測定法(DXA: Dual energy X-ray Absorptiometry)が挙げられます。本ウェビナーでは、DXA法の有用性と疾患モデル動物の評価事例についてご紹介します。

本ウェビナーのトピック:
  • 実験小動物用DXA体組成・骨密度計測システムの特徴
  • 身体組成評価におけるDXA法と他の評価技術との比較
  • 褐色脂肪細胞(BAT)とアディポカイン、ミトコンドリア呼吸と選択的オートファジーによる脂肪量の変化、糖代謝と骨密度の関係性などNCDs、QOLを低下させる疾患群、そして肥満に対する研究事例のご紹介
  • DXA法による実験用マウスの身体組成計測フロー(実機でのご紹介)


※上記画像をクリックいただくと、Vimeoサイトが開きます。お名前等をご入力の上視聴ください。

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テクニカル仕様

X線システム DXA (二重エネルギーX線吸収測定法)
スキャン方法 コーンビーム
倍率設定 最大4倍 (装置内動物用棚板の位置を変更)
スキャン対象動物体重 小動物 (10~500g)
スキャン時間 25秒 (X線照射:10秒)
計測パラメータ BMD(g/cm2) 、BMC(g)、Bone Area(cm2)、Tissue Area(cm2)、Fat(%)、 Fat(g)、Lean(g)、Total Weight(g) @ each ROI
正確度 CV < 1%
精度 R2 > 0.9
画像サイズ 16.5cm x 25.5cm @1.2X
ピクセルサイズ 100µm@1.2X(DXAMode) ・ 31µm@4X
麻酔用ポート IN/OUTポート装備
装置寸法 ・ 重量 66(W) x 61(D) x 113(H) cm ・160Kg
電源 100-240VAC、50/60Hz、 200VA
動作温度 10~40℃


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References



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FAQ

カテゴリ内開閉
  • DXA法ではどのような動物種で計測できますか?

    マウス、ラット、モルモット、ハムスターをはじめ、魚類や爬虫類、摘出された骨検体などで計測することができます。いずれの検体においても、エックス線が遮断されることなく組織を通過させる必要がありますので、金属を含むインプラントや固定組織を保護するメッシュやホチキス針などは計測に悪影響を与える可能性があります。

  • DXA法では複数の動物を並べて計測することができますか?

    はい、可能です。広い視野に複数の動物を並べて計測することができます。気化麻酔を利用して不動化する際は、麻酔マスクを複数に分配できるように工夫する必要があります。また、当然ながら体が重なってしまうと適切な計測はできませんので、動物の配置にも気を付ける必要があります。

  • 装置を設置するのに、エックス線の遮蔽工事や申請などは必要ですか?

    iNSiGHTは完全に遮蔽されており、労働基準局へ設置申請を行っていただければ、特別な遮蔽工事は必要ありません。

  • 校正などは必要ですか?

    iNSiGHTは工場出荷時に校正を行い、ユーザー施設へ設置する際にも校正を行いますので、ユーザーが校正作業を行う必要はありません。しかしながら、装置が適切な定量性を維持しているかを確認するために、ファントムを使用した性能確認が、本試験の前には必要です。この性能確認は、装置の状態を把握し、適切な計測ができるかどうかを確認するためのもので、計測値が既定の範囲内に入らなければ定量性が疑われ、装置内のX線管などの劣化なども考えられるため、弊社テクニカルサポートへ報告していただく必要があります。

  • 脂肪肝の評価は可能でしょうか?

    現在のところ、脂肪肝の重症度を小動物において評価した事例はありません。しかしながら、脂肪肝に伴って変化する全身の脂肪量の計測は行うことができます。

  • 肺を計測することはできますか?

    現在のところ、肺疾患の重症度を小動物において評価した事例はありません。

  • 皮下脂肪と内臓脂肪を分けることは可能ですか?

    減衰率の差から自動的に求めることはできません。関心領域を区切って定量値を報告することはできるので、腹部と下肢といった大まかな部位選択により、脂肪量を報告させることは可能です。

  • DXA法と比べて、マイクロCTでの計測時間はどれくらいですか?

    マイクロCTの場合、データ計測は数分で完了するスキャンから、数十分を要する精密なスキャンまでありますが、CTで特徴的なのは、データ容量とデータ処理に必要な時間です。

  • DXA法の計測で、動物体位は重要ですか?

    とても重要です。組織厚に応じてエックス線の減衰率が変わるため、同一個体を経時的に評価する場合は、できるだけ同じ体位、四肢の伸ばし具合もできるだけ同じに配置することが大切です。

  • ランニングコストはかかりますか?

    高額なランニングコストはありません。電気代程度です。

  • CTをすでに所有していますが、iNSiGHTを導入するメリットは何でしょうか?

    より迅速・手軽に表現型スクリーニングを行う際や、俯瞰的な全身の身体組成評価が必要な場合に有効です。

  • 3次元でデータを再構成することは可能でしょうか?

    DXA法ではできません。



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  • OsteoSys Co., Ltd.

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