माइक्रो-कम्प्यूटेड टोमोग्राफी का उपयोग करके हड्डी फ्रैक्चर उपचार का आकलन
Summary
माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी (μCT) एक गैर-विनाशकारी इमेजिंग उपकरण है जो प्रीक्लिनिकल अध्ययनों में हड्डी की संरचना का आकलन करने में सहायक है, हालांकि हड्डी के उपचार कैलस का विश्लेषण करने के लिए μCT प्रक्रियाओं पर आम सहमति की कमी है। यह अध्ययन एक चरण-दर-चरण μCT प्रोटोकॉल प्रदान करता है जो फ्रैक्चर उपचार की निगरानी की अनुमति देता है।
Abstract
माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी (μCT) ट्रांसलेशनल विज्ञान जांच में फ्रैक्चर उपचार के दौरान हड्डी और नवगठित हड्डी के त्रि-आयामी (3 डी) आकृति विज्ञान को चिह्नित करने के लिए सबसे आम इमेजिंग साधन है। कृन्तकों में लंबी हड्डी के फ्रैक्चर उपचार के अध्ययन में आमतौर पर द्वितीयक उपचार और खनिज युक्त कैलस का गठन शामिल होता है। गठित कैलस का आकार और नवगठित हड्डी का घनत्व टाइमपॉइंट और उपचार के बीच काफी भिन्न हो सकता है। जबकि बरकरार कॉर्टिकल और ट्रेब्युलर हड्डी के मापदंडों को निर्धारित करने के लिए मानक पद्धतियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सॉफ्टवेयर में एम्बेडेड किया जाता है, उपचार कैलस का विश्लेषण करने के लिए प्रक्रियाओं पर आम सहमति की कमी है। इस काम का उद्देश्य एक मानकीकृत प्रोटोकॉल का वर्णन करना है जो हीलिंग कैलस में हड्डी की मात्रा अंश और कैलस खनिज घनत्व की मात्रा निर्धारित करता है। प्रोटोकॉल विभिन्न मापदंडों का वर्णन करता है जिन्हें इमेजिंग और विश्लेषण के दौरान माना जाना चाहिए, जिसमें इमेजिंग के दौरान नमूना संरेखण, रुचि की मात्रा का आकार और कैलस को परिभाषित करने के लिए कंटूर किए गए स्लाइस की संख्या शामिल है।
Introduction
माइक्रो-कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (μCT) इमेजिंग का व्यापक रूप से प्रीक्लिनिकल हड्डी अनुसंधान में उपयोग किया गया है, जो हड्डियों के माइक्रोस्ट्रक्चर 1,2,3,4,5 का मूल्यांकन करने के लिए गैर-आक्रामक, उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां प्रदान करता है। μCT में बड़ी संख्या में एक्स-रे छवियां शामिल होती हैं, जो एक घूर्णन नमूने से या घूर्णन एक्स-रे स्रोत और डिटेक्टर का उपयोग करके प्राप्त की जाती हैं। एल्गोरिदम का उपयोग छवि स्लाइस के ढेर के रूप में 3 डी वॉल्यूमेट्रिक डेटा के पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है। नैदानिक सीटी मानव हड्डियों की 3 डी इमेजिंग के लिए स्वर्ण मानक है, और μCT प्रयोगात्मक जानवरों 1,2,3,4,6,7 में हड्डी चिकित्सा दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है। खनिज युक्त हड्डी में एक्स-रे के लिए उत्कृष्ट विपरीत होता है, जबकि नरम ऊतकों में अपेक्षाकृत खराब विपरीत होता है जब तक कि कंट्रास्ट एजेंट का उपयोग नहीं किया जाता है। फ्रैक्चर चिकित्सा के मूल्यांकन में, μCT छवियां उत्पन्न करता है जो खनिज कैलस की 3 डी संरचना और घनत्व के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करता है। विवो μCT स्कैनिंग में फ्रैक्चर चिकित्सा के अनुदैर्ध्य, समय-पाठ्यक्रम मूल्यांकन के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
μCT का उपयोग करके बरकरार कॉर्टिकल और ट्रैब्युलर हड्डी का परिमाणीकरण आम तौर पर अच्छी तरह से स्थापित और मानकीकृतहै। यद्यपि प्रीक्लिनिकल अध्ययन फ्रैक्चर उपचार 9,10,11 का विश्लेषण करने के लिए विभिन्न प्रकार के परिमाणीकरण पद्धतियों का उपयोग करते हैं, लेकिन कैलस परिमाणीकरण के लिए μCT छवि विश्लेषण का एक विस्तृत प्रोटोकॉल अभी तक प्रकाशित नहीं किया गया है। इसलिए, इस अध्ययन का उद्देश्य μCT इमेजिंग और हड्डी चिकित्सा कैलस के विश्लेषण के लिए एक विस्तृत चरण-दर-चरण प्रोटोकॉल प्रदान करना है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन का उद्देश्य 3 डी खनिज युक्त कैलस संरचना के सटीक परिमाणीकरण के लक्ष्य के साथ μCT विश्लेषण के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन करना है, जो अक्सर हड्डी और फ्रैक्चर उपचार अध्ययनों में मौलिक होता ह?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (एनआईएच) आर01 द्वारा आर.ए.ई और आर.01 DK121327 AR071968 एफ.के.
Materials
| 10% neutral buffered formalin | Fisher chemical | SF100-20 | Used for bone tissue fixation |
| Avizo | Thermo Scientific | Image processing and analysis software | |
| Hydroxyapatite phantom | Micro-CT HA D4.5, QRM | QRM-70128 | |
| Image Processing Language | Scanco | Used to convert raw images to DICOM images | |
| Micro-Mosquito Straight Hemostatic Forceps | Medline | Used to remove the intramedullary pin | |
| Microsoft Excel | Microsoft | Spreadsheet software | |
| Scanco mCT system (vivaCT 40) | Scanco | Used for µCT imaging |
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