القياس الكمي بمساعدة البرمجيات لسمك العظام تحت الغضروف العظمي

سماكة العظام تحت الغضروف ، أو التصلب ، هي واحدة من السمات المميزة لهشاشة العظام ، سواء في النماذج الحيوانية أو في البشر. حاليا ، يتم تحديد شدة سماكة العظام تحت الغضروف النسيجي في الغالب عن طريق التقدير البصري القائم على أنظمة التصنيف شبه الكمية. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير بروتوكول قابل للتكرار وسهل التنفيذ لقياس سمك العظام تحت الغضروف الكمي كميا في نموذج فأر من OA الركبة الناجم عن زعزعة استقرار الغضروف المفصلي الإنسي.

أنشأنا نموذج فأر لهشاشة العظام في الركبة عن طريق زعزعة الاستقرار الجراحي للغضروف المفصلي الإنسي الذي يتم إجراؤه تحت المجهر الجراحي والحالة المعقمة. تشمل العملية النسيجية لمفاصل ركبة الفأر تثبيت الأنسجة ، وإزالة الكلس ، والتشذيب ، والمعالجة ، والتضمين ، والتقسيم ، والتلطيخ ، يليه التصوير المجهري. تظهر الصورة على الشاشة هشاشة العظام في ركبة الفأر مع آفات الغضروف المفصلي ، وتكوين الخلايا العظمية ، وسماكة العظام تحت الغضروف القياس الكمي للعظم تحت الغضروف العظمي باستخدام برنامج ImageJ.

قم بتنزيل ImageJ من imagej.nih.gov/ij. افتح ImageJ. انقر فوق علامة التبويب ملف ثم انقر فوق الخيار فتح لفتح الصورة النسيجية.

ابحث عن عنوان دليل الملفات، وحدد ملف الصورة، ثم انقر فوق فتح. استخدم أداة الخط المستقيم لرسم وحدة طول واحدة، ميكرومتر، وانقر على تحليل، ثم تعيين مقياس. اضبط المسافة المعروفة ونسبة العرض إلى الارتفاع للبكسل على واحد وانقر فوق Ok.ImageJ يمكن تحويل طول البكسل إلى طول الوحدة ، ميكرومتر.

اضبط العامل المقاس على المساحة. انقر فوق تحليل، ثم قم بتعيين القياس وحدد مربع المنطقة والحد من العتبة أسفل النافذة الجديدة. تقوم هذه الخطوة بتعيين ImageJ لقياس مساحة المعلمة ضمن العتبة المحددة.

تحديد منطقة العظم تحت الغضروف الكلية ذات الأهمية كما هو موضح في الراديو الذي يغطي الصفيحة القشرية تحت الغضروفية وجزء من العظم التربيقي الأساسي المجاور للصفيحة القشرية . ارسم المخطط التفصيلي لإجمالي مساحة العظام تحت الغضروف باستخدام أداة التحديد أسفل النافذة الرئيسية للصورة. تمنح أدوات الاختيار النظام عتبة للحد من القياس بعد تحديد العتبة.

انقر على تحليل ثم قياس. سيتم فتح نافذة نتيجة مع قياس المساحة. انقر على تحرير ثم مسح خارج لاستبعاد المساحة خارج إجمالي منطقة العظام تحت الغضروفي.

فقط إجمالي مساحة العظام تحت الغضروف مرئي بعد النقر فوق خيار مسح خارجي. انقر فوق صورة ثم ضبط ثم عتبة اللون لفتح نافذة لون العتبة. انقر فوق أصلي في أسفل نافذة لون العتبة لاستعادة الصورة إلى حالتها الأصلية.

استخدم أدوات التحديد لرسم صندوق صغير في منطقة المادة العظمية. انقر فوق خيار العينة في أسفل النافذة لتحديد منطقة مادة العظام. ستتحول منطقة مادة العظام المحددة إلى اللون الأحمر.

انقر فوق تحديد في أسفل نافذة لون العتبة لإنشاء عتبة قياس المساحة. انقر فوق تحليل ثم قياس في القائمة الرئيسية ImageJ. ستظهر نتيجة قياس منطقة مادة العظام في نافذة النتيجة.

احفظ بيانات إجمالي منطقة العظام تحت الغضروف ومنطقة مادة العظام. تم تحديد التباين بين المراقبين وداخلهم وقابلية التكرار من خلال تحليل معامل الارتباط من بيرسون. تم تحديد أهمية الفرق بين مجموعات الدراسة باستخدام اختبار t للطلاب أو ANOVA أحادي الاتجاه ، يليه اختبار ما بعد المخصصة.

يوضح هذا الشكل الألواح العلوية والسفلية. تعرض اللوحة العلوية صورا مجهرية ضوئية للصور النسيجية من مجموعتي شام وDMM لتصنيف العظام تحت الغضروف القائم على التقدير البصري. تعرض اللوحات السفلية صورا مجهرية ضوئية للصور النسيجية من مجموعات شام و DMM لقياس العظام تحت الغضروف بمساعدة ImageJ.

تحدد المربعات الموضحة بخط أصفر منقط مصنوع من Adobe Illustrator إجمالي منطقة الاهتمام العظمية تحت الغضروفية. يتم تمييز منطقة مادة العظام داخل الصناديق باللون البرتقالي. يمكن قياس سماكة العظام تحت الغضروف بشكل ملحوظ في اللقمة الفخذية الإنسية وهضبة الظنبوب الإنسية باستخدام برنامج ImageJ.

في هذا الشكل، تشير اختبارات التباين بين المراقبين إلى قابلية عالية للتكرار بين المراقبين لكل من القياسين الأول والثاني لسمك العظام تحت الغضروف في هضبة الظنبوب الإنسي ومناطق اللقمة الفخذية الإنسية ذات الاهتمام. في هذا الشكل، تشير اختبارات التباين داخل المراقب إلى قابلية عالية للتكرار بين قياسات سمك العظام تحت الغضروفية الأولى والثانية في هضبة الظنبوب الإنسية ومناطق اللقمة الفخذية الإنسية ذات الاهتمام. ويبين الجدول 1 تحليلا مقارنا لقابلية الاستنساخ بين الدرجات البصرية والقياس الكمي بمساعدة ImageJ لسمك العظام تحت الغضروفية.

يشير اختبار معامل الارتباط إلى أن القياس الكمي كان أكثر قابلية للتكرار نسبيا من نظام الدرجات البصرية. يوضح هذا الشكل تحليل الحساسية المقارن للدرجات البصرية والقياس الكمي بمساعدة ImageJ لسمك العظام تحت الغضروف في اللقمة الفخذية الإنسية وهضبة الظنبوب الإنسية. تم تقسيم الصور النسيجية لتقدير التقدير البصري إلى ثلاث مجموعات.

كانت قيمة سمك العظام تحت الغضروف الكمي من جميع المراقبين الثلاثة لصور DMM ذات النتيجة البصرية الصفرية أعلى بكثير من صور الشام ذات الدرجة البصرية الصفرية ، مما يشير إلى أن القياس الكمي أكثر حساسية من التدرج البصري لسماكة العظام تحت الغضروف المعتدلة. البروتوكول الذي تم تطويره حديثا للقياس الكمي لسمك العظام تحت الغضروف العظمي المفصلي أكثر حساسية للتغيرات الخفيفة في العظام تحت الغضروف من أنظمة التصنيف البصري المستخدمة على نطاق واسع. ويمكن استخدام هذا البروتوكول للكشف المبكر عن التغيرات المبكرة في العظام تحت الغضروف ولتقييم فعالية علاجات هشاشة العظام في الجسم الحي بالتنسيق مع تصنيف غضروف هشاشة العظام.