التقييم الطولي للهند ماوس الاطراف فقدان العظام بعد اصابة النخاع الشوكي به الرواية ، في الجسم الحي ، منهجية

يوضح هذا الإجراء طريقة مبتكرة تُستخدم للكشف عن فقدان كثافة عظام الطرف الخلفي لدى الفأر بعد إصابة الحبل الشوكي وقياسها كدالة في الزمن. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق إجراء عملية قطع في الحبل الشوكي لفأر تحت التخدير، وذلك في ظروف معقمة ومعتمدة من قبل لجنة الرعاية المؤسسية للحيوانات (ALAC). ثم بعد فترة نقاهة، يتم تخدير الحيوان مرة أخرى والحصول على صور بالأشعة السينية لعظمتي الظنبوب والشظية في كلا الطرفين الخلفيين الأيمن والأيسر.

يتم إجراء ذلك أسبوعياً حتى 40 يوماً بعد الإصابة. بعد ذلك، يتم إجراء تحليل صوري لصور الأشعة السينية. وتتمثل الخطوة النهائية في إجراء تقييم بعد الوفاة لكثافة العظام في عظام الطرف الخلفي المستأصلة.

في نهاية المطاف، تظهر النتائج كيف تؤدي إصابة الحبل الشوكي إلى فقدان سريع وتدريجي لكثافة العظام في الأطراف الخلفية للفأر. وتوفر هذه الطريقة المبتكرة دقة مكانية وزمنية عالية باستخدام جرعات من الأشعة السينية أقل من تلك المستخدمة في وسائط التصوير الأخرى. ويُعد هشاشة العظام حالة مهددة للحياة تصيب الأشخاص المتعايشين مع إصابات الحبل الشوكي.

ما نقترحه هو طريقة مبتكرة تُستخدم في الدراسات الحيوانية لإصابات الحبل الشوكي، تتيح للباحث تتبع فقدان العظام المرتبط بهشاشة العظام طولياً على فترات زمنية طويلة. وهذا أمر مهم لسببين؛ أولاً، سيوفر ذلك فرصة لدراسة الآليات التي تشكل تطور هشاشة العظام.

والثاني هو أنها توفر لنا وسيلة لاختبار تدخلات جديدة مصممة إما للوقاية من تطور هشاشة العظام أو ربما عكس مسارها لدى المرضى الذين يعانون من إصابة في النخاع الشوكي. ورغم أن هذه الطريقة يمكن أن توفر رؤى حول هشاشة العظام الناجمة عن إصابة النخاع الشوكي، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضاً على أنظمة أخرى مثل فقدان العظام المرتبط بالعمر الذي يحدث لدى النساء في مرحلة ما بعد انقطاع الطمث، بالإضافة إلى حالات انخفاض كثافة العظام الأخرى الناجمة عن الصدمات؛ حيث يمكن أن يؤدي عدم استخدام الأطراف الناتج عن العزل، أو بعد الكسور أو الإصابات الأخرى، إلى فقدان كبير في العظام خلال عملية الشفاء. وقد يفتح تطبيق التصوير بالأشعة السينية بجرعات منخفضة وبشكل طولي على الحيوان كاملاً آفاقاً جديدة لتطوير علاجات مصممة للتقليل من هذه المشكلات أو الوقاية منها.

أجرِ جراحة إصابة الحبل الشوكي وفقاً لإجراءات sander وبما يتوافق مع إرشادات لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسية المحلية. ثم بدءاً من اليوم 10 بعد جراحة الحبل الشوكي وبالاستمرار على فترات زمنية مدتها 10 أيام حتى اليوم 40، قم بتقييم عظام الفخذ والظنبوب اليمنى واليسرى للحيوانات الحية المخدرة المصابة بقطع في الحبل الشوكي، ومجموعات ضابطة غير مصابة ومطابقة في العمر، وذلك عن طريق الفحص باستخدام نظام ivus Lumina XR؛ وقبل البدء بالفحص، قم بتشغيل جهاز Lumina XR للسماح للكاميرا الداخلية بالوصول إلى درجة حرارة التشغيل البالغة 90- درجة Celsius.

ضع حيواناً مُخدراً على المنصة داخل نظام Lumina xr. ثم أدخل عدسة تكبير عالية للسماح بالتركيز على منطقتي الفخذ والساق. تحقق من وضعية العينة بشكل صحيح في مجال الرؤية.

إذا لزم الأمر، افتح الباب وأعد ضبط وضعية الحيوان. يتم هنا توضيح الوضعية الصحيحة للحيوان. وبمجرد ضبط الوضعية بشكل صحيح، يمكن تنفيذ وظيفة الأشعة السينية (x-ray).

قم باختيار الطاقة المناسبة للحيوان من القائمة المنسدلة للطاقة. بعد ذلك، افتح لوحة التحكم. قم بتفعيل ميزة الأشعة السينية عن طريق وضع علامة اختيار بجانب x-ray، ثم قم بالتقاط صورة الأشعة السينية.

يجب أن يكون عظم الفخذ وعظم الظنبوب بالكاملين مرئيين كما هو موضح هنا. وبما أن برنامج التصوير الحي يعرض صور الأشعة السينية المحولة بشكل افتراضي، فتأكد من عرض صور الأشعة السينية الخام عن طريق الدخول إلى قائمة أدوات تصفية التصحيحات، وإزالة علامة الاختيار المجاورة لامتصاص الأشعة السينية. يتم حفظ بيانات الصور الخام تلقائيًا على القرص الصلب.

يتم أيضاً حفظ ملفات TIFF ممثلة. بعد التصوير، يُعاد الفأر إلى قفصه الأصلي ويُترك للتعافي تحت ملاحظة الباحث. ثم تُكرر هذه العملية مع الفأر التالي.

أولاً، افتح البرنامج بالنقر المزدوج على أيقونة living image في مربع الحوار الذي يظهر. اختر المجلد المطلوب ثم انقر موافق. قم بتحميل صورة أشعة سينية بالنقر على زر browse.

يعرض متصفح الصور الحية البيانات المختارة إلى جانب معرف المستخدم. معلومات التسمية ومعلومات تكوين الكاميرا. لفتح البيانات، انقر نقرًا مزدوجًا فوق صف البيانات. يتم عرض الصورة ولوحة الأدوات.

تظهر البيانات المفتوحة مُميزة باللون الأزرق في المتصفح. بعد ذلك، انقر على أدوات ROI. وفي لوحة الأدوات ضمن أدوات ROI، افتح القائمة المنسدلة للنوع واختر measurement ROI.

لتحميل مناطق الاهتمام (ROIs) الثلاث المستخدمة في هذه التجربة، انقر فوق أيقونة المربع وقم بتحميل المربعات. وباستخدام مسطرة، قم بقياس طول عظم الفخذ، ثم اضبط طول المربعين ليكون ثمن إجمالي طول عظم الفخذ. واضبط عرض المربعات ليكون جزءًا من 24 من إجمالي طول عظم الفخذ.

الآن باستخدام المسطرة، قم بقياس ثمن المسافة من الطرف القريب لعظم الفخذ وضع مستطيلاً واحداً بحيث يكون متمركزاً في ذلك الموضع. حرك المستطيل الثاني إلى الطرف البعيد لعظم الفخذ وضعه بحيث يكون متمركزاً ضمن المنطقة التربيقية للركبة. ثم قم بقياس طول عظم الظنبوب.

اضبط طول الصندوق ليكون ثمن الطول الإجمالي لعظمة الظنبوب. واضبط العرض ليكون جزءاً من ثلاثين من الطول الإجمالي لعظمة الظنبوب. وأخيراً، ضع الصندوق بحيث يكون متمركزاً، وعلى مسافة تعادل ثمن الطول الإجمالي لعظمة الظنبوب من الطرف القريب لعظمة الظنبوب كما هو موضح هنا.

بعد ذلك، انقر فوق أيقونة القياس، حيث تظهر قياسات شدة المنطقة المحددة (ROI Intensity) في صورة الأشعة السينية ويظهر جدول قياسات المنطقة المحددة. قم بتصدير هذا الجدول إلى الموقع المطلوب كملف CSV. سيتيح ذلك فتح الجدول باستخدام برنامج Excel.

كرر هذه الخطوة مع جميع الصور المحفوظة المراد تحليلها. وأخيراً، قم بتجميع كافة البيانات في ورقة عمل واحدة في برنامج Excel. ويتم تحديد الدلالة الإحصائية عن طريق اختبار T لـ student باستخدام برامج مثل Microsoft Excel أو برنامج Sigma Plot 11.0، وإذا رغب الباحث، يمكن مقارنة النتائج بتلك التي تم الحصول عليها من تحليل كثافة العظام بعد الوفاة باستخدام قياس امتصاص الأشعة السينية ثنائي الطاقة عن طريق تطبيق البروتوكولات القياسية لهذه الطريقة.

يمكن الكشف عن الفقد النسبي في كثافة عظام الظنبوب والفخذ لدى الفأر بعد إصابة الحبل الشوكي مقارنة بالفئران السليمة باستخدام الطريقة المذكورة أعلاه. يوضح هذا الشكل فقدان كثافة العظام بعد إصابة الحبل الشوكي في الجزء القريب من الظنبوب، وذلك في الأيام 10 و20 و30 و40 بعد الإصابة. ومقارنة بالفئران السليمة من نفس العمر، هناك انخفاض ملحوظ بنسبة 12% في كثافة عظام الظنبوب بعد 10 أيام فقط، مع وصول فقدان كثافة العظام إلى 15% في اليوم 40.

نرى هنا فقدان كثافة العظام بعد إصابة الحبل الشوكي في الجزء القريب من عظمة الفخذ، وذلك بعد 10 و20 و30 و40 يوماً من الإصابة. وبالمقارنة مع المجموعة الضابطة من الحيوانات السليمة المتوافقة في العمر، لوحظ انخفاض بنسبة 7% في كثافة العظام في الجزء القريب من عظمة الفخذ بعد 40 يوماً من الإصابة. يوضح هذا الرسم البياني فقدان كثافة العظام بعد إصابة الحبل الشوكي في الجزء البعيد من عظمة الفخذ بعد 10 و20 و30 و40 يوماً من الإصابة.

مقارنة بالمجموعات الضابطة السليمة المتطابقة في العمر، يمكن ملاحظة فقدان كثافة العظام في الجزء القاصي من عظمة الفخذ في وقت مبكر يصل إلى 10 أيام بعد الإصابة، وقد استمر هذا الفقدان طوال الفترة المتبقية من التجربة. تُظهر هذه الصورة التمثيلية لبيانات هندسة الأشعة السينية ثنائية الطاقة محتوى المعادن العظمية ومخرجات كثافة المعادن العظمية. تم تحليل عظام الفخذ المستأصلة بعد 40 يوماً من إصابة الحبل الشوكي.

لمقارنة فعالية الطريقة الموضحة في هذا البروتوكول بالطرق الأخرى المتاحة حالياً، يوضح هذا الشكل تحليل هندسة الأشعة السينية ثنائية الطاقة لمحتوى المعادن العظمية بالجرامات في عظمة الفخذ لدى الفئران المصابة بإصابة في الحبل الشوكي بعد 40 يوماً من الجراحة مقابل فئران سليمة من نفس العمر. وقد لوحظ فقدان معنوي بنسبة 12% في محتوى المعادن العظمية لدى الفئران المصابة بإصابة في الحبل الشوكي مقارنة بالفئران السليمة.

نرى هنا تحليلاً لكثافة المعادن العظمية باستخدام امتصاص الأشعة السينية ثنائي الطاقة (dual energy, extra abor geometry) مقاسة بالمليغرام لكل سنتيمتر مربع (mg/cm²) في عظمة الفخذ للفئران المصابة بإصابة في الحبل الشوكي بعد 40 يوماً من الإصابة، مقارنة بفئران سليمة متطابقة في العمر. لم تتغير خسارة كثافة المعادن العظمية بشكل ملحوظ، ولكنها اتبعت اتجاهاً مشابهاً لمحتوى المعادن العظمية. بمجرد إتقان هذه العملية، يمكن إنجازها في غضون 20 إلى 30 دقيقة، ولكن تذكر أن وضع الأطراف الخلفية بشكل صحيح هو أمر بالغ الأهمية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، سيكون لديك تصور عن كيفية إجراء تقييم طولي لكثافة العظام في حيوان حي بعد إصابة الحبل الشوكي باستخدام جهاز Lumina XR من شركة Caliper Instruments.