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 النخاع الشوكي وتقديره كمياً بناءً على الوقت. يتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق إجراء جراحة قطع النخاع الشوكي لفأر تحت التخدير، وذلك ضمن ظروف معقمة ومعتمدة من لجنة الرعاية المؤسسية الحيوانية (alac). ثم بعد فترة نقاهة، يُخدر الحيوان مرة أخرى ويتم الحصول على صور بالأشعة السينية لعظمي الظنبوب والشظية في كلا الطرفين الخلفيين الأيمن والأيسر.

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

وفي النهاية، تُظهر 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 أنماط التصوير الأخرى. ويُعد هشاشة العظام حالة مهددة للحياة تصيب الأشخاص المتعايشين مع إصابات الحبل الشوكي.

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

أما النقطة الثانية فهي أنها توفر لنا وسيلة لاختبار التدخلات الجديدة المصممة لمنع أو ربما عكس تطور هشاشة العظام لدى المرضى الذين يعانون من إصابة في الحبل الشوكي. ورغم أن هذه الطريقة يمكن أن تقدم رؤى حول هشاشة العظام الناجمة عن إصابة الحبل 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 أثناء عملية الشفاء. وقد يوفر تطبيق التصوير بالأشعة السينية ذات الجرعة المنخفضة والمستمرة على الحيوان الكامل آفاقاً جديدة لتطوير علاجات مصممة لتقليل هذه المشكلات أو منعها.

أجرِ جراحة إصابة الحبل الشوكي وفقاً لإجراءات sander وبما يتوافق مع إرشادات لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسية المحلية. بعد ذلك، وبدءاً من اليوم 10 بعد جراحة الحبل الشوكي وبفواصل زمنية مدتها 10 أيام حتى اليوم 40، قم بتقييم عظمي الفخذ والظنبوب الأيمن والأيسر للحيوانات الحية المخدرة المصابة بقطع في الحبل الشوكي ومجموعات ضابطة غير مصابة ومطابقة في العمر، وذلك عن طريق المسح باستخدام نظام ivus Lumina XR؛ وقبل البدء بالمسح، قم بتشغيل جهاز Lumina XR للسماح للكاميرا الداخلية بالوصول إلى درجة حرارة التشغيل البالغة minus 90 degrees Celsius.

ضع الحيوان المخدر على المنصة الموجودة داخل جهاز Lumina xr. ثم قم بتركيب عدسة ذات تكبير عالٍ للسماح بالتركيز على منطقتي الفخذ والساق. تحقق من وضع العينة بشكل صحيح داخل مجال الرؤية.

عند الضرورة، افتح الباب وأعد وضع الحيوان. يظهر هنا الوضع الصحيح للحيوان. وبمجرد وضع الحيوان بشكل صحيح، يمكن تنفيذ وظيفة الأشعة السينية.

اختر قيمة الطاقة المناسبة للحيوان من القائمة المنسدلة. ثم افتح لوحة التحكم. قم بتفعيل خاصية الأشعة السينية عبر وضع علامة اختيار على x-ray، ثم التقط صورة الأشعة السينية.

يجب أن يكون عظم الفخذ وظنبوب الساق بالكاملين مرئيين كما هو موضح هنا. وبما أن برنامج التصوير الحي يعرض صور الأشعة السينية المحولة افتراضياً، فتأكد من عرض صور الأشعة السينية الخام عن طريق الدخول إلى قائمة أدوات تصفية التصحيحات، وإزالة علامة الاختيار من بجانب امتصاص الأشعة السينية. يتم حفظ بيانات الصور الخام تلقائياً على القرص الصلب.

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

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

يعرض متصفح الصور الحية البيانات المختارة جنبًا إلى جنب مع معرف المستخدم. معلومات التسمية ومعلومات تكوين الكاميرا. لفتح البيانات، انقر نقرًا مزدوجًا على صف البيانات. تظهر الصورة ولوحة أدوات التحكم.

يظهر تحديد البيانات المفتوحة باللون الأزرق في المتصفح. بعد ذلك، انقر فوق أدوات ROI. في لوحة الأدوات ضمن أدوات ROI، افتح القائمة المنسدلة للنوع واختر ROI للقياس.

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

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

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

بعد ذلك، انقر على أيقونة القياس، حيث ستظهر قياسات كثافة المنطقة المختارة (ROI Intensity) في صورة الأشعة السينية ويظهر جدول قياسات المنطقة المختارة. قم بتصدير هذا الجدول إلى الموقع المطلوب كملف CSV بنقطة. سيتيح ذلك فتح الجدول باستخدام برنامج Excel.

كرر هذه الخطوة مع جميع الصور المحفوظة المراد تحليلها. وأخيرًا، قم بتجميع كافة البيانات في ورقة عمل واحدة في برنامج Excel. يتم تحديد الدلالة الإحصائية عن طريق اختبار T لطلاب (student's T-test) 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 (dual energy x-ray absorb geometry) من خلال تطبيق البروتوكولات القياسية لهذه الطريقة.

يمكن الكشف عن الفقدان النسبي لكثافة العظام في عظم الظنبوب وعظم الفخذ لدى الفأر بعد إصابة النخاع الشوكي، مقارنة بالفئران السليمة، باستخدام الطريقة المذكورة أعلاه. يوضح هذا الشكل فقدان كثافة العظام بعد إصابة النخاع الشوكي في الجزء القريب من عظم الظنبوب، وذلك بعد 10 و20 و30 و40 يوماً من الإصابة. وبالمقارنة مع الفئران السليمة المتوافقة في العمر، هناك انخفاض ملحوظ بنسبة 12% في كثافة عظم الظنبوب بعد 10 أيام فقط، مع وصول فقدان كثافة العظام إلى 15% عند اليوم 40.

نرى هنا فقدان كثافة العظام بعد إصابة الحبل الشوكي في الجزء القريب من عظم 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 عظم الفخذ بعد 40 يوماً من الإصابة. يوضح هذا الرسم البياني فقدان كثافة العظام بعد إصابة الحبل الشوكي في الجزء البعيد من عظم الفخذ بعد 10 و20 و30 و40 يوماً من الإصابة.

مقارنةً بمجموعات التحكم الساذجة المتطابقة في العمر، يمكن ملاحظة فقدان كثافة العظام في الجزء القاصي من عظم الفخذ في وقت مبكر يصل إلى 10 أيام بعد الإصابة، واستمر هذا الفقدان طوال الفترة المتبقية من التجربة. تظهر هذه الصورة التمثيلية لبيانات هندسة الأشعة السينية ثنائية الطاقة محتوى المعادن العظمية ومخرجات كثافة المعادن العظمية. تم تحليل عظم الفخذ المستأصل بعد 40 يوماً من إصابة الحبل الشوكي.

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

نرى هنا تحليلاً لهندسة امتصاص الأشعة السينية ثنائية الطاقة (dual energy, extra abor geometry analysis) لكثافة المعادن العظمية بميليغرام لكل سنتيمتر مربع (mg/cm²) في عظمة الفخذ لفئران مصابة في النخاع الشوكي بعد 40 يوماً من الإصابة، مقارنة بفئران سليمة مطابقة في العمر. لم تتغير خسارة كثافة المعادن العظمية بشكل ملحوظ، ولكنها اتبعت اتجاهاً مشابهاً لمحتوى المعادن العظمية. وبمجرد إتقان هذه العملية، يمكن إنجازها في غضون 20 إلى 30 دقيقة، ولكن تذكر أن من المهم وضع الأطراف الخلفية بشكل صحيح.

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