Summary
हम ध्यान से कैसे की रक्षा और फ्रैक्चर परीक्षण और मात्रात्मक कंप्यूटेड टोमोग्राफी इमेजिंग के लिए शव का femora तैयार करने पर एक मजबूत प्रोटोकॉल उपस्थित थे। विधि अस्थि खनिज घनत्व, अस्थिभंग ताकत के बीच संबंधों को निर्धारित करने, और परिभाषित परिमित तत्व मॉडल ज्यामिति और संपत्तियों के प्रयोजन के लिए इनपुट की स्थिति पर सटीक नियंत्रण प्रदान करता है।
Abstract
शव का फ्रैक्चर परीक्षण नियमित कारक है कि समीपस्थ फीमर शक्ति को प्रभावित समझने के लिए प्रयोग किया जाता है। क्योंकि पूर्व vivo जैविक ऊतकों समय के साथ उनके यांत्रिक गुण खो होने का खतरा है, नमूना प्रायोगिक परीक्षण के लिए तैयारी सावधानी से किया जाना चाहिए विश्वसनीय परिणाम है कि इन विवो परिस्थितियों में प्रतिनिधित्व प्राप्त करने के लिए। कारण है कि, हम ऊरु नमूनों ऐसी है कि उनके यांत्रिक गुणों कम से कम परिवर्तन अनुभव तैयार करने के लिए एक प्रोटोकॉल और फिक्सचर का एक सेट बनाया गया है। femora छोड़कर तैयारी कदम और यांत्रिक परीक्षण के दौरान एक जमे हुए राज्य में रखा गया था। कुल कूल्हे और ऊरु गर्दन अस्थि खनिज घनत्व (बीएमडी) की प्रासंगिक नैदानिक उपायों एक नैदानिक दोहरी एक्स-रे अवशोषणमापी (DXA) हड्डी densitometer साथ प्राप्त किया गया, और 3 डी ज्यामिति और अस्थि खनिज के वितरण के लिए एक अंशांकन प्रेत के साथ सीटी का उपयोग कर प्राप्त किया गया मात्रात्मक अनुमानों greyscale मूल्यों पर आधारित है। किसी भी संभव हड्डी रोग, अस्थिभंग, या प्रत्यारोपण या हड्डियों के ढांचे को प्रभावित करने कलाकृतियों की उपस्थिति, एक्स-रे स्कैन के साथ की संभावना से इनकार किया गया था। तैयारी के लिए, सभी हड्डियों को ध्यान से अतिरिक्त नरम ऊतक के साफ कर रहे थे, और कटौती और ब्याज की आंतरिक रोटेशन के कोण पर कमरों का कर दिया गया। एक काटने स्थिरता अनुमति हड्डी के बाहर का अंत एक वांछित लंबाई पर समीपस्थ फीमर छोड़ने नाश किया है। बाद में सीटी स्कैन और यांत्रिक परीक्षण के दौरान निर्धारित कोण पर ऊरु गर्दन की स्थिति की अनुमति के लिए, समीपस्थ ऊरु शाफ्ट polymethylmethacrylate (PMMA) में कमरों का एक दृढ़ थे वांछित झुकाव के लिए विशेष रूप से डिजाइन का उपयोग कर। डेटा हमारे प्रयोगों से एकत्र तो एक अलग प्रोटोकॉल में वर्णित के रूप में मात्रात्मक कंप्यूटेड टोमोग्राफी (QCT) के सत्यापन के लिए इस्तेमाल किया गया आधारित परिमित तत्व विश्लेषण (FEA)। इस पांडुलिपि में, हम यांत्रिक परीक्षण और बाद में QCT / FEA मॉडलिंग के लिए सटीक हड्डी तैयार करने के लिए प्रोटोकॉल उपस्थित थे। वर्तमान प्रोटोकॉल सफलतापूर्वक लगभग 200 सीएडी तैयार करने के लिए लागू किया गया थाएक 6 साल की समय अवधि में averic femora।
Protocol
नोट: इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत सभी अध्ययनों संस्थागत समीक्षा बोर्ड (आईआरबी) मेयो क्लिनिक में द्वारा अनुमोदित किया गया। हड्डियों के विभिन्न संगठनों से 6 साल की अवधि में प्राप्त किया गया। सभी नमूनों को मौत के 72 घंटे के भीतर एकत्र किए गए थे, खारा संतृप्त तौलिए में लपेटा, और जब तक तैयारी -20 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत।
1. अस्थि खनिज घनत्व DXA का प्रयोग मापने
- के बारे में 24 घंटे के लिए कमरे के तापमान पर पिघलना करने के लिए -20 डिग्री सेल्सियस फ्रीजर में रखा नमूनों निकालें; नमूनों मूल पैकिंग से हटा दिया जाए, तो सबसे कोमल ऊतक हटा दिया गया है जरूरत नहीं है।
- कोमल ऊतक के लिए खाते में चावल की दो 5 पौंड बैग का उपयोग करें। प्रदूषण को रोकने के लिए प्लास्टिक की थैलियों के साथ DXA मेज पर दो चावल बैग कवर। चावल बैग के रूप में चित्र 1 में दिखाया स्कैनिंग के दौरान नरम ऊतक (विवो में) आसपास के अनुकरण करेंगे।
- प्लास्टिक अटे कागज के साथ DXA स्कैनर की सतह की रक्षा और 2 प्लास्टिक लिपटे री जगहस्कैनर तालिका (चित्रा 1 ए) पर सीई बैग।
- चावल बैग के शीर्ष पर 2 femora (दाएं और बाएं) निर्धारित करना इस तरह के समीपस्थ अंत (और्विक सिर सहित) की थैलियों पर केंद्रित है और पीछे की ओर नीचे (चित्रा 1 बी) है। यह एक मरीज को अपनी पीठ पर झूठ बोल रही है mimics।
- कवर पूर्वकाल / अतिरिक्त दो 5 पौंड बैग चावल (चित्रा 1 सी) के साथ संपर्क में समीपस्थ फीमर अंत।
- समीपस्थ फीमर पर स्थिति मशीन सिर और रोगी बीएमडी माप (चित्रा 1 सी) के लिए मानक संस्थागत प्रक्रिया के अनुसार फीमर स्कैन। विशिष्ट DXA निर्माता के निर्देशों का पालन करें।
- DXA मशीन सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस से एक सामान्य फीमर स्कैन करते हैं। , फीमर परीक्षा का चयन DXA बांह पर तदनुसार बाईं या दाईं ओर तीर पर दबाव द्वारा शव का फीमर के शीर्ष पर DXA हाथ की स्थिति, और "शुरू" बटन पर क्लिक करके परीक्षा शुरू करते हैं। "विश्लेषण" पर क्लिक करके बीएमडी विश्लेषण करते हैं।
नहींई: स्कैन से उत्पन्न स्वत: टी स्कोर, सामान्य osteopenic या ऑस्टियोपोरोटिक (चित्रा -1) के रूप में की हड्डी का वर्गीकरण। विशिष्ट DXA निर्माता के निर्देशों का पालन करें।
- DXA मशीन सॉफ्टवेयर इंटरफ़ेस से एक सामान्य फीमर स्कैन करते हैं। , फीमर परीक्षा का चयन DXA बांह पर तदनुसार बाईं या दाईं ओर तीर पर दबाव द्वारा शव का फीमर के शीर्ष पर DXA हाथ की स्थिति, और "शुरू" बटन पर क्लिक करके परीक्षा शुरू करते हैं। "विश्लेषण" पर क्लिक करके बीएमडी विश्लेषण करते हैं।
2. साफ सफाई, काटना और हड्डी के बाहर का अंत ड्रिलिंग
- ध्यान से हड्डी से किसी भी शेष कोमल ऊतकों को हटाने के द्वारा फीमर के सबसे समीपस्थ 300 मिमी साफ करें। यह कदम PMMA यांत्रिक परीक्षण के लिए तैयार करने में potting प्रक्रिया के दौरान हड्डी संपर्क करने के लिए अनुमति की जरूरत है। हड्डियों को इस प्रक्रिया के लिए कमरे के तापमान को thawed होने की जरूरत नहीं।
- 70% isopropyl शराब के साथ कार्यक्षेत्र स्वच्छ बनाना और एक तरफ (2A चित्रा) पर प्लास्टिक की फिल्म के साथ शोषक कागज पैड के साथ तालिका को कवर किया। पूरी प्रक्रिया को काटने (2H को 2A चित्रा) को सफाई के साथ शुरू करने के लिए तालिका (चित्रा 2 बी) पर पूरे फीमर सेट करें। व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) दस्ताने सहित पहनेंऔर आंखों की सुरक्षा।
- अतिरिक्त periosteum परिमार्जन और अतिरिक्त ऊतक एक खुरचनी और छुरी (चित्रा -2 सी, 2H) का उपयोग कर दूर कटौती।
- कस्टम बनाया काटने स्थिरता में हड्डी की जगह के रूप में स्थिरता के एक्रिलिक थाली के खिलाफ फीमर के सिर के साथ चित्रा 2 डी में दिखाया गया है।
- संरेखित करें और काटने स्थिरता (चित्रा 2 डी) पर दो पिनों के खिलाफ diaphysis पकड़ो।
- diaphysis पर Slotted प्लेट नीचे कस द्वारा स्थिरता के लिए हड्डी सुरक्षित; यदि हड्डी स्थिरता पर फ्लैट झूठ नहीं है, बाहर का अंत बंद तालिका के शीर्ष लटका और भी वैकल्पिक ज़िप के रूप में नमूना जगह में (चित्रा 2 डी) आयोजित करने की जरूरत ऊरु गर्दन टाई।
- फीमर एक गाइड के रूप में रखा थाली के माध्यम से कलाकारों कटर (चित्रा 2 ई) का उपयोग कर के बाहर का शाफ्ट कट; बेहतर पकड़ के लिए एक सूखी चीर / तौलिया के साथ हड्डी पकड़ो।
- स्थिरता से हड्डी निकालें; कटौती के बाद सामान्य हड्डी की लंबाई 255 मिमी (चित्रा है2 एफ)।
- मज्जा की दिमाग़ी गुहा साफ एक curette लगभग 25 मिमी गहरी इस्तेमाल करते हैं। फिर, आंतरिक सतह सूखी मदद करने के लिए एक धुंध स्पंज डालें। धुंध सिर्फ सांचे में फीमर के बाहर का अंत रखने से पहले निकालें। पकड़ एक सूखी तौलिया / चीर के साथ हड्डी और बाहर का अंत के माध्यम से एक 10 मिमी छेद ड्रिल नमूना के समीपस्थ कटौती अंत से लगभग 25 मिमी। नोट: यह PMMA नहर घुसना और मजबूती से हड्डी को सुरक्षित करने की अनुमति है।
3. अस्थि पोटिंग
- डिजाइन और निर्माण potting कंटेनर। Potting कंटेनर 5 मिमी मोटी एक्रिलिक शीट से बना है और निम्नलिखित बाहरी आयाम हैं: 50 मिमी वर्ग क्रॉस सेक्शन और 100 मिमी लंबा (चित्रा 3 ए) द्वारा 50 मिमी।
- उचित हड्डी पहचान के साथ लेबल potting कंटेनर (चित्रा 3 ए और 3 बी - एक्रिलिक बॉक्स पर लेबल देखें)।
- उचित उन्मुखीकरण के लिए एम्बेडिंग स्थिरता समायोजित (बाएं पैरया दाहिना पैर; जैसे 15 डिग्री या 30 डिग्री आंतरिक रोटेशन)।
- Potting कंटेनर (चित्रा 3 बी) में स्थिरता, जगह की हड्डी embedding के आधार में potting के कंटेनर में रखें और स्थिरता (चित्रा -3 सी) में सूचक के साथ गर्दन संरेखित वांछित मूल्य के लिए हड्डी के आंतरिक रोटेशन के कोण समायोजित करने के लिए।
- उपाय PMMA पाउडर के 60 ग्राम और धूआं हुड के नीचे तरल राल के 30 ग्राम के साथ मिश्रण जब तक पाउडर भंग कर दिया है। मिश्रण pourable होना चाहिए। इस प्रक्रिया के लिए एक डिस्पोजेबल कागज कप का प्रयोग करें।
- जब तक PMMA स्पष्ट और कठिन है 15 मिनट - एक धूआं हुड (चित्रा 3 डी) के तहत हड्डी के साथ potting के कंटेनर में मिश्रण डालो, के बारे में 10 के लिए इलाज के लिए अनुमति देते हैं। यह केवल PMMA साथ potting के कंटेनर का 1/2 भरना चाहिए ~। ध्यान से ऊतक PMMA polymerization (3E चित्रा) के दौरान पीढ़ी गर्मी के कारण सूखापन को रोकने के लिए खारा संतृप्त तौलिए में लपेट कर हड्डी।
- समय समय पर फीमर की जांच सुनिश्चित करने के लिए यह गठबंधन में बनी हुई हैइलाज के दौरान कंटेनर।
- Potting स्थिरता से फीमर निकालें और एक खारा लथपथ कागज तौलिया (3E चित्रा) के साथ लपेटो।
- के रूप में 3.5 चरण में समझाया एक धूआं हुड के तहत PMMA के 90 ग्राम को तैयार है और पूरी तरह से potting कंटेनर भरें। के बारे में 10 के लिए PMMA इलाज - 15 मिनट तक यह मुश्किल हो जाता है।
- राल के बाद ठीक हो गया है, कसकर, रैप खारा लथपथ कागज तौलिये में / हर दूसरे पट्टी बदल हड्डी फ्रीजर में -20 डिग्री सेल्सियस पर प्लास्टिक की थैली और दुकान के नमूनों के साथ कवर।
4. एक्स-रे के साथ हड्डी इमेजिंग
(चेतावनी! जब मशीन का उपयोग कर एक्स-रे विकिरण के लिए उचित देखभाल के साथ संचालित)
- एक्स-रे के लिए फिल्मों का उपयोग करते हैं, तो डेवलपर (कमरे में) घुंडी दक्षिणावर्त मोड़ से स्कैनिंग करने से पहले कम से कम 20 मिनट (प्रति निर्माता निर्देश) पर एक्स-रे डेवलपर की बारी है।
- सुनिश्चित करें कि इससे पहले कि एक्स-RaYing कैसेट में unexposed फिल्म; कैसेट केवल एक अंधेरे कमरे में खोला जाना चाहिए।
- को चालू करें मशीनअनलॉक और मशीन सिर का विस्तार।
- किरण के पथ के तहत एक गाड़ी की जगह और किरण (चित्रा -4 ए) के तहत गाड़ी पर एक कैसेट जगह है।
- प्लेस और कैसेट (चित्रा 4 बी) पर फीमर स्थिति; दो झुकाव कब्जा कर लिया जाएगा: औसत दर्जे का पार्श्व दृश्य और पूर्वकाल पीछे देखें। तदनुसार नमूना छवियों लेबल।
- पहले प्रदर्शन के बाद, सीसा और हड्डी स्थानों स्वैप।
- नेतृत्व के साथ पहले से ही उजागर आधा कवर और unexposed पक्ष पर दूसरी ओर रुख में हड्डी बेनकाब। इस उपयोगकर्ता ने दो झुकाव (चित्रा 4C-डी) में एक भी हड्डी के लिए एक एक्स-रे फिल्म का उपयोग करने की अनुमति देता है।
- कैसेट बदलने के लिए और दूसरा रुख में प्रत्येक फीमर घुमाएगी।
- एक भी फीमर के मामले में, एक्स-रे के पूरी फिल्म की प्रारंभिक जोखिम से बचने के लिए एक का नेतृत्व कवर के साथ कैसेट के आधे को कवर किया।
- व्यक्तिगत सुरक्षा के लिए नेतृत्व अटे पोर्टेबल दीवार के पीछे ले जाएँ और बेनकाब करने के लिए ट्रिगर का उपयोगहड्डियों।
- पूरा होने पर, लौटने के एक्स-रे सिर बंद करने के लिए और दुकान की स्थिति, एक्स-रे मशीन पर बंद करने के लिए महत्वपूर्ण मोड़ और संपर्क में एक्स-रे फिल्म को हटा दें।
- एक्स-रे चित्र (चित्रा 4E) एक नियमित रूप से फिल्म डेवलपर का उपयोग कर प्राप्त करने के लिए इस फिल्म का विकास करना। कमरे में सफेद रोशनी पर बारी और फिल्म डेवलपर का पता लगाने। लाल बत्ती पर मुड़ें और कैसेट खोलने से पहले सफेद रोशनी बंद कर देते हैं और फिल्म को विकसित करने की प्रक्रिया के साथ आगे बढ़ें। कैसेट खोलें और डेवलपर के माध्यम से फिल्म डाल दिया। सफेद रोशनी पर बारी और एक बार फिल्म विकसित किया गया है लाल बत्ती बंद कर देते हैं।
5. हड्डियों का सीटी स्कैन
- हड्डियों निकालें फ्रीजर से स्कैनिंग करने के बारे में 24 घंटे के पहले। हड्डी पूरी तरह से स्कैनिंग करने से पहले thawed किया जाना चाहिए।
- सुनिश्चित करें हड्डियों स्कैनिंग अंत में साफ-अप को कम करने के लिए प्लास्टिक की थैलियों में लिपटे रहे।
- प्लेस और फीमर और सीटी स्कैन स्थिरता (चित्रा 5 ए-बी) में अंशांकन प्रेत सुरक्षित। चixture अंशांकन प्रेत (चित्रा 5C) रखती है और यह भी एक अभिविन्यास (चित्रा 5 डी ई) उन्मुखीकरण बाद यांत्रिक परीक्षण के लिए वांछित के साथ समान में फीमर रखती है। इस पार पंजीकरण QCT / FEA मॉडलिंग की प्रक्रिया (एक अलग प्रोटोकॉल में वर्णित) में सीटी स्कैन (चित्रा 5F) से डेटा का उपयोग करने के लिए आवश्यक है।
नोट: स्थिरता ऐसी है कि यह समीपस्थ फीमर (और्विक सिर, गर्दन, अधिक trochanter, और समीपस्थ शाफ्ट) में बाधा डालने के बिना सीटी स्कैन के लिए फीमर उजागर बनाया गया है। - यकीन है कि सीटी स्कैनर में फीमर के साथ साथ स्थिरता ठीक से गाइड के रूप में प्रणाली लेजर (चित्रा 5 डी ई) का उपयोग गठबंधन किया है। फिर से जाँच सीटी लंबे अक्ष लेजर के साथ स्थिरता के संरेखण (ऑन / ऑफ बटन दबाकर लेजर)। प्रेत लेजर के साथ गठबंधन करने के रूप में यह स्थिरता में सुरक्षित है जरूरत नहीं है। शून्य butto दबाकर मशीन के नियंत्रण कक्ष से तालिका स्थिति शून्यn (0 → ←) नियंत्रण कक्ष पर।
- बाद सीटी मानक संचालन प्रक्रिया, 120 केवीपी, 216 मास, 1 रोटेशन समय, पर सीटी मशीन संचालित करने और अल्ट्रा उच्च संकल्प मोड (zUHR) का उपयोग कर 1 की पिच। यह 0.4 मिमी का एक टुकड़ा मोटाई, और 0.30 के एक पिक्सेल आकार देता है - 0.45 मिमी देखने के क्षेत्र (FOV) के आकार पर निर्भर करता है।
- यांत्रिक परीक्षण करने से पहले सीटी स्कैन की जाँच डेटा को सुनिश्चित करने के लिए है कि ब्याज की छवियों पर कब्जा कर लिया जाता है और बचाया। प्रयोग के दिन तक -20 डिग्री सेल्सियस पर हड्डी refreeze।
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Representative Results
शव का femora जमे हुए भेज दिया और -20 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जब तक तैयारी शुरू किया गया था। बीएमडी स्कैनिंग कुल कूल्हे और गर्दन बीएमडी साथ ही प्रत्येक नमूना (चित्रा 1) के लिए टी स्कोर को मापने के लिए एक DXA स्कैनर का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया था। एक टी स्कोर युवा स्वस्थ विषयों के लिए औसत मूल्यों की तुलना में मापा जाता बीएमडी का मानक विचलन की संख्या है। यह ऑस्टियोपोरोटिक हड्डियों, -1 और -2.5 के बीच osteopenic हड्डियों के लिए और सामान्य हड्डियों के लिए -1 की तुलना में अधिक के लिए -2.5 या कम से लेकर कर सकते हैं। समाप्त होने पर, हड्डियों अतिरिक्त ऊतक की साफ कर रहे थे, और एक घर में बनाया गया है और गढ़े काटने स्थिरता (चित्रा 2) का उपयोग कर बाहर का अंत दूर करने के लिए काट दिया। नमूनों तो एक दृढ़ वांछित आंतरिक रोटेशन अभिविन्यास में हड्डियों के आयोजन के लिए डिजाइन का उपयोग कर distally कमरों का कर रहे थे; potting के कंटेनर में बाहर का अंत रखने के बाद, PMMA तरल रूप में कंटेनर को भरने के लिए डाल दिया गया था (चित्रा 3 (चित्रा 4) को प्रभावित कर सकता है। ऐसे असामान्यताओं की उपस्थिति में, हड्डी की हालत जब भविष्य के विश्लेषण के लिए माना जाता है प्रलेखित किया जाना चाहिए। अंत में, femora थे सीटी-स्कैन, सीटी आदेश छवियों को प्राप्त करने के लिए, एक एक्रिलिक सीटी स्कैन उचित पूर्व निर्धारित झुकाव (प्रस्तुतीकरण और आंतरिक रोटेशन कोण) में हड्डी पकड़ डिजाइन स्थिरता (चित्रा 5) का उपयोग कर। सीटी छवियों मात्रात्मक सीटी आधारित परिमित तत्व विश्लेषण में इस्तेमाल किया जा करने के लिए 3-आयामी हड्डी ज्यामिति और बड़ा अस्थि खनिज वितरण प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं। बाद में फ्रैक्चर परीक्षण करने से पहले, इस तरह के बीएमडी मूल्यों, एक्स-रे चित्र, और सीटी छवियों के रूप में प्रत्येक फीमर निस्र्पक सभी प्रासंगिक डेटा सुनिश्चित करने के लिए ब्याज की है कि डेटा दर्ज की गई और बच गए जांच की गई।
चित्रा 1: बीएमडी मापन DXA स्कैनिंग का उपयोग करना। (ए) चावल बैग और प्लास्टिक अटे कागजात; (बी) स्कैनर बिस्तर में वांछित झुकाव में दो हड्डी नमूनों; (सी) समीपस्थ फीमर स्कैनिंग के दौरान 2 चावल बैग के साथ कवर समाप्त होता है; (डी) गर्दन और संबद्ध टी स्कोर के साथ कुल हिप बीएमडी माप। DXA स्कैनिंग अस्थि खनिज घनत्व और अनुमान टी स्कोर को मापने के लिए एक नैदानिक स्कैनर का उपयोग किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: सफाई और हड्डियों काटना। (ए) सफाई और काटने डेस्क; (बी) को साफ करने के लिए हड्डी नमूना उपकरणआईएनजी; (सी) एक फीमर की शाफ्ट की सफाई; (डी) काटने स्थिरता में एक नमूना हासिल करने; (ई) डाली कटर; (एफ) को काटने के बाद नमूना पूरा किया। एक विशेष स्थिरता और हड्डी की सफाई और काटने के उपकरण के परीक्षण के लिए सबसे समीपस्थ 255 मिमी लंबाई तैयार करने के लिए इस्तेमाल कर रहे हैं; (G) फीमर के intramedullary नहर की सफाई के लिए इस्तेमाल किया curette; (एच) के नमूनों में सतही ऊतक की सफाई के लिए उपकरण। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3: फीमर सफाई और पोटिंग प्रक्रिया। (ए) पोटिंग स्थिरता; (बी) स्थिरता में एक फीमर potting; (सी) वांछित मूल्य के लिए आंतरिक रोटेशन कोण का समायोजन;
चित्रा 4: अस्थि एक्स-रे प्रक्रिया। (ए) एक्स-रे मशीन; (बी) unexposed फिल्म के साथ एक कैसेट पर हड्डी नमूना, कैसेट की एक दूसरी छमाही पूरी फिल्म के जोखिम से बचने के लिए नेतृत्व द्वारा कवर किया जाता है; (सी) अंधेरे कमरे में डेवलपर की लोडिंग ट्रे में unexposed फिल्म रखकर; (डी) फिल्म का विकास; (ई) एक स्वस्थ फीमर के एक्स-रे छवि जिसके परिणामस्वरूप। एक्स-रे उपकरण से पहले fractur बाहर शासन करने के लिए दो पदों में हड्डियों को स्कैन करने के लिए प्रयोग किया जाता हैes, प्रत्यारोपण, हड्डी मेटास्टेसिस, या किसी भी संरचनात्मक असामान्यताएं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5: सीटी स्कैन एक वांछित अभिविन्यास में हड्डियों पकड़ के लिए एक एक्रिलिक स्थिरता का उपयोग करना। (ए) सीटी स्कैनर; (बी) शीसे रेशा एक वांछित अभिविन्यास में हड्डियों धारण करने के लिए बनाया गया एक एक्रिलिक स्थिरता में मुहिम शुरू की फीमर; (सी) स्थिरता में एक शव का फीमर बढ़ते; (डी) स्थिरता सीटी लंबे अक्ष लेजर का उपयोग कर के खड़ी संरेखण; (ई) फीमर के संरेखण। एक घर में डिजाइन किया गया स्थिरता एक स्थिति बाद में परीक्षण की स्थिति के लिए समान में हड्डी धारण करने के लिए प्रयोग किया जाता है; हड्डी संरेखण सीटी में निर्मित लेज़रों की सहायता से प्राप्त किया जाता है; (एफ) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
हम हिप विन्यास पर एक बग़ल में गिरावट में ऊरु ताकत के यांत्रिक परीक्षण और QCT / FEA मॉडलिंग सुनिश्चित करने के लिए एक मजबूत हड्डी तैयारी प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया। इस विधि हमारे घर में मानक प्रोटोकॉल बन गया। 6 वर्षों के दौरान अलग-अलग कर्मियों के साथ, के बारे में 200 femora सफलतापूर्वक इस प्रोटोकॉल के बाद तैयार की गई। प्रोटोकॉल के परिणामों DXA का उपयोग हड्डी की स्थिति को वर्गीकृत भी शामिल है, मेटास्टेटिक रोग, पिछले भंग, या एक्स-रे का उपयोग कर प्रत्यारोपण से इनकार करते हुए और खनिज वितरण और 3 डी ज्यामिति बाद QCT / FEA मॉडलिंग के लिए सीटी का उपयोग कर प्राप्त करने के। काटना, potting, और स्कैनिंग जुड़नार छोड़ दिया और सही femora के साथ ही के लिए अलग हड्डी भविष्य परीक्षण, मॉडलिंग, और विश्लेषण के लिए आवश्यक झुकाव को समायोजित करने के लिए डिजाइन किए गए थे। घर में जुड़नार repeatability और नमूने परीक्षण के reproducibility का आश्वासन दिया।
हड्डी प्रयोगों की जटिलता और बीएमडी, एक्स-रे, और सी के संयोजन लिए जरूरत की वजहयांत्रिक परीक्षण से पहले टी स्कैनिंग, femora कई / फ्रीज पिघलना चक्र से गुजरना होगा। एक उचित प्रोटोकॉल है कि कमरे के तापमान के लिए जोखिम को कम करता है के साथ, हड्डी नमूनों ठंड यांत्रिक परीक्षण, यहां तक कि लंबी अवधि के 3, 4 के लिए ऊतक को बरकरार रखता है। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि -20 डिग्री सेल्सियस पर ठंड हड्डियों उनके यांत्रिक गुणों में परिवर्तन नहीं करता और परीक्षण से पहले कुछ / फ्रीज पिघलना चक्र एक सुरक्षित और व्यावहारिक प्रक्रिया 5, 6 में माना जाता है कि। हमारे अध्ययन में, सभी femora क्रमश: -20 डिग्री सेल्सियस और कमरे के तापमान पर तीन फ्रीज पिघलना / दृश्यों का अनुभव किया, DXA स्कैनिंग, सीटी स्कैन, और यांत्रिक परीक्षण के लिए।
पिछले कई अध्ययनों के साथ लाइन में, मानकीकृत चावल बैग जबकि DXA का उपयोग हड्डी 7 के आसपास इन विवो मुलायम ऊतकों की नकल करने के नमूनों की बीएमडी मूल्यों को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया। हम हमारे शव का ग के बीएमडी मूल्यों की तुलनाविभिन्न रोगी आबादी के बीएमडी मूल्यों के साथ ohort और उनके वितरण पाया बहुत समान होने के लिए, बीएमडी माप 8 के लिए हमारे प्रोटोकॉल की मजबूती का सुझाव दे।
ऊरु नमूने फ्लैट सतहों की कमी को आसानी से और ठीक से परीक्षण के लिए एक वांछित उन्मुखीकरण के लिए गठबंधन किया है। अगर ठीक से नहीं किया, इस प्रक्रिया के repeatability प्रभाव और प्रयोगात्मक परिणामों की सटीकता 9 सीमित कर सकता है। इस मुद्दे के समाधान के लिए, कई जुड़नार बनाया गया है और गढ़े और मानक संचालन प्रक्रिया ऊतक का नमूना तैयार करने की प्रक्रिया के दौरान उन 'कौशल के स्वतंत्र निपटने बनाने के लिए लागू किया गया गया था। femora हासिल कर लिया और कई वर्षों से अधिक का परीक्षण कर रहे थे, प्रोटोकॉल और हार्डवेयर संभावित तैयारी त्रुटियों को कम ही बने रहे।
हमारे हड्डी तैयार करने की प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण कदम का उपयोग हड्डी फ्रैक्चर के 3 डी मॉडलिंग के लिए सीटी स्कैन प्रदर्शन करने के लिए थाQCT / FEA। इस प्रकार, सीटी स्कैन और भविष्य के फ्रैक्चर के परीक्षण के बीच पंजीकरण हमारे ऊरु नमूना तैयार प्रोटोकॉल 10 में एक आवश्यक कदम था।
हड्डी तैयार करने के लिए वर्तमान पद्धति कुछ सीमाएँ हैं। हालांकि सावधान योजना के शवों, विच्छेदन, potting और सीटी स्कैन के अधिग्रहण के दौरान लागू किया गया था, फीमर तैयारी के विभिन्न चरणों का समय निर्धारण कर्मियों और उपकरणों की उपलब्धता के कारण चुनौतीपूर्ण हो सकता है। हमारी प्रक्रिया की आवश्यकता नमूनों जमे हुए हैं और कई बार बिंदुओं पर thawed किया जाना है। फिर भी, ठंड समय दो सप्ताह से अधिक से अधिक है और कभी नहीं, हड्डियों तीन / फ्रीज पिघलना चक्र की कुल करने के अधीन थे। इसके अलावा हड्डी तैयार करने की प्रक्रिया ऑपरेटर त्रुटियों को कम करने के लिए डिजाइन किया गया था। हम समीपस्थ फीमर के बाहर का अंत potting में केवल एक त्रुटि मनाया। एक दाहिना पैर फीमर गलत आंतरिक रोटेशन कोण है, जो केवल सीटी इमेजिंग के बाद पता चला था पर कमरों का था। इसके बाद, थीएस फीमर आगे डेटा विश्लेषण से खारिज कर दिया था। इसलिए, एक दूसरे ऑपरेटर potting के लिए PMMA गिरने से पहले फीमर के रुख पर जांच करने के लिए इस कदम के लिए आवश्यक हो सकता है। कोई अन्य त्रुटियों के अन्य चरणों में से किसी में मनाया गया। इस प्रकार, यह ध्यान दें कि हमारी प्रक्रिया बहुत मजबूत केवल एक त्रुटि के लिए अनुमति थी कई वर्षों के दौरान लगभग 200 समीपस्थ femora की तैयारी के दौरान कई ऑपरेटरों के साथ, महत्वपूर्ण है।
एक अच्छी गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली है कि ऑपरेटर त्रुटियों की संभावना को कम कर देंगे प्रदान करने के लिए, प्रोटोकॉल के कुछ भागों में दोहराया जा करने के लिए या एक दूसरे ऑपरेटर द्वारा फिर से जाँच की जरूरत है। उदाहरण के लिए, देखभाल गारंटी है कि फीमर सख्ती से तय हो गई है और परीक्षण के दौरान ढीला नहीं होगा विश्वास दिलाता हूं कि ऊरु शाफ्ट हड्डी सीमेंट फीमर गुहा में प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए drilled है potting दौरान लिया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, ब्याज की आंतरिक रोटेशन के कोण पर फीमर potting आमतौर पर एक ऑपरेटर द्वारा किया जाता है। वें से पहलेई PMMA बाहर का अंत potting के लिए डाल दिया है, एक दूसरे ऑपरेटर की जांच करने के लिए है कि आंतरिक रोटेशन कोण आवश्यक मूल्य पर स्थापित किया गया था आवश्यक हो सकता है। अंत में, फीमर के सीटी स्कैन के दौरान, स्थिरता सीटी स्कैनर बिस्तर पर हड्डी के आयोजन की संरेखण महत्वपूर्ण है। एक ऑपरेटर ठीक सीटी-लेजर बीम के साथ स्थिरता तालमेल होना चाहिए और एक दूसरे ऑपरेटर की पुष्टि करनी चाहिए कि स्थिरता ठीक से गठबंधन किया है।
वर्तमान प्रोटोकॉल फ्रैक्चर परीक्षण और कूल्हे विन्यास पर एक बग़ल में गिरावट में ऊरु नमूनों की मॉडलिंग के लिए विशेष रूप से डिजाइन किया गया था, यह आसानी से गैर विनाशकारी परीक्षण सहित अन्य लोडिंग परिदृश्यों के लिए बढ़ाया जा सकता है, या उचित स्थिरता को नया स्वरूप के साथ अन्य अस्थि प्रकार के परीक्षण करने के लिए अपनाया ।
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Disclosures
लेखकों कोई प्रासंगिक प्रकटीकरण है।
Acknowledgments
हम तकनीकी सहायता के लिए मेयो क्लिनिक में सामग्री और संरचनात्मक परीक्षण कोर सुविधा का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं। इसके अलावा हम, लॉरेंस जे Berglund, Brant न्यूमैन, Jorn सेशन मांद Buijs, पीएच.डी. शुक्रिया अदा करने के लिए अध्ययन के दौरान उनकी मदद के लिए चाहते हैं। इस अध्ययन में आर्थिक रूप से Grainger फाउंडेशन से Grainger अभिनव कोष द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CT potting container and scanning fixture | Internally manufactured | N/A | Custom designed and manufactured |
| CT scanner | Siemens | Somatom Definition scanner (Siemens, Malvern, PA) | CT scanning equipment |
| Quantitative CT Phantom | Midways Inc, San Francisco, CA | Model 3 CT calibration Phantom | Used for obtaining BMD values from Hounsfield units in the CT image |
| Dual Energy X-ray Absorptiometry scanner | General Electric | N/A | GE Lunar iDXA scanner for bone health or any similar BMD scanners |
| Hygenic Orhodontic Resin (PMMA) | Patterson Dental Supply | H02252 | Controlled substance and can be purchased with proper approval |
| Freezer | Kenmore | N/A | This is a -20 °C storage for bones |
| X-ray scanner | General Electric | 46-270615P1 | X-ray imaging equipment. |
| X-ray films | Kodak | N/A | Used to display x-ray images |
| X-ray developer | Kodak X-Omatic | M35A X-OMAT | Used for developing X-ray images |
| X-ray Cassette | Kodak X-Omatic | N/A | Used for holding x-ray films |
| 5-pound Rice Bags | Great Value | N/A | Used for mimicking soft tissue during the DXA scanning process |
| Physiologic Saline (0.9% Sodium Chloride) | Baxter | NDC 0338-0048-04 | Used for keeping samples hydrated |
| Scalpels and scrapers | Bard-Parker | N/A | Used to clean the bone from soft tissue |
| Cast cutter | Stryker | 810-BD001 | Used to cut femoral shaft |
| Drilling machine | Bosch | N/A | Used to drill the femoral shaft |
| Fume Hood | Hamilton | 70532 | Used for ventilation when using making PMMA |
References
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