골관절염 부전골 두께의 소프트웨어 지원 정량 측정

부전 건조 골 두껍게, 또는 경화증은, 동물 모델과 인간 모두에서 골관절염의 특징 중 하나입니다. 현재, 조직학적 부전골 두꺼기의 중증도는 주로 반정적 채점 시스템에 기초한 시각적 추정에 의해 결정된다. 이 연구는 내측 반월 상연의 불안정화에 의해 유도된 무릎 OA의 마우스 모델에서 체전드랄 뼈 두께를 정량적으로 측정하기 위해 재현 가능하고 쉽게 실행되는 프로토콜을 개발하는 것을 목표로 한다.

우리는 수술 현미경 및 멸균 상태에서 수행되는 내측 반월 상 연골의 외과 불안정에 의해 무릎 관절염을위한 마우스 모델을 만들었습니다. 마우스 무릎 관절의 조직학적 과정에는 조직 고정, 탈석화, 트리밍, 처리, 임베딩, 단면 및 염색, 현미경 이미징이 포함됩니다. 화면의 이미지는 Articular 연골 병변, 골관절염 형성 및 subchondral 뼈가 ImageJ 소프트웨어로 골관절염 아전드리아 뼈의 정량적 측정을 두껍게 하는 마우스 무릎 골관절염을 보여줍니다.

imagej.nih.gov/ij 에서 ImageJ를 다운로드합니다. 이미지 J를 엽니다. 파일 탭을 클릭한 다음 열기 옵션을 클릭하여 히스토그래스 이미지를 엽니다.

파일 디렉터리 주소를 찾고, 그림 파일을 선택하고, 열기를 클릭합니다. 직선 도구를 사용하여 한 단위길이, 마이크로미터를 스케치한 다음 분석한 다음 배율 설정합니다. 알려진 거리와 픽셀 종횡비를 하나로 설정하고 Ok.ImageJ를 클릭하면 픽셀 길이를 단위 길이, 마이크로미터로 변환할 수 있습니다.

측정된 계수를 영역으로 설정합니다. 분석을 클릭한 다음 측정을 설정하고 새 창 아래에 영역과 임계값 제한 상자를 확인합니다. 이 단계는 ImageJ를 설정하여 선택한 임계값 내에서 매개 변수 영역을 측정합니다.

피질 판에 인접한 서브콘드리아 피질 플레이트및 기본 반구 뼈의 일부를 커버하는 라디오에 도시된 바와 같이 관심있는 총 지하분골 뼈 영역을 정의한다. 이미지의 주 창 아래에 있는 선택 도구를 사용하여 총 서브콘드리아 골격 영역의 윤곽을 스케치합니다. 선택 도구는 임계값을 선택한 후 측정을 제한하는 임계값을 시스템에 제공합니다.

분석을 클릭한 다음 측정합니다. 영역 측정이 있는 결과 창이 열립니다. 편집을 클릭한 다음 외부 지우기로 전체 하위 연골 영역 외부 영역을 제외합니다.

외부 지우기 옵션을 클릭한 후에는 총 서브콘드리아 골격 영역만 표시됩니다. 그런 다음 이미지를 클릭한 다음 색상 임계값을 조정하여 임계값 색상 창을 엽니다. 임계값 색상 창 하단의 원본을 클릭하여 그림을 원래 상태로 복원합니다.

선택 도구를 사용하여 뼈 물질 영역에 작은 상자를 그립니다. 창 하단의 샘플 옵션을 클릭하여 뼈 물질 영역을 정의합니다. 선택한 뼈 물질 영역은 빨간색으로 바뀝니다.

임계값 색상 창 하단에서 선택하여 영역 측정 임계값을 만듭니다. 다음 분석을 클릭하면 ImageJ 메인 메뉴에서 측정합니다. 뼈 물질 영역 측정 결과는 결과 창에 표시됩니다.

총 아전드랄 골 영역 및 뼈 물질 영역의 데이터를 저장합니다. 상호 및 관측내 가변성과 재현성은 Pearson의 상관 계수 분석에 의해 결정되었습니다. 연구 그룹 간의 차이의 중요성은 학생 t-테스트 또는 단방향 ANOVA를 사용 하 여 결정 되었다, 후 hoc 테스트 다음.

이 그림은 상하 패널을 보여줍니다. 상부 패널은 시각적 추정 기반 의 부전 건조 뼈 채점을 위해 Sham 및 DMM 그룹에서 조직학적 이미지의 사진 현미경 사진을 보여줍니다. 하부 패널은 ImageJ 지원, 정량적 아콘드랄 뼈 측정을 위한 샴 및 DMM 그룹에서 조직학적 이미지의 사진 현미경 그래프를 보여줍니다.

Adobe Illustrator로 만든 점선 노란색 선으로 윤곽이 있는 상자는 관심 있는 총 서브콘드리아 뼈 영역을 정의합니다. 상자 내의 뼈 물질의 영역은 주황색으로 강조 표시됩니다. 내측 대퇴 혼다 및 내측 티비알 고원에서 눈에 띄는 아전드랄 뼈가 두꺼워진 경우 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 정량화될 수 있다.

이 그림에서, 관측자 간 변이 테스트는 내측 티비알 고원의 제1 및 제2 측정에 대한 관찰자 간의 높은 재현성을 나타내며 내측 대퇴추 상류영역이 관심 있는 내측 대퇴추 영역을 나타낸다. 이 그림에서, 관측선 변이 테스트는 내측 티비알 고원 및 내측 대퇴 동엽 영역에서 제1 및 제2 서브콘드랄 뼈 두께 측정 사이의 높은 재현성을 나타낸다. 표 1은 시각 정지와 ImageJ 보조 정량적 체질 두께 사이의 재현성의 비교 분석을 나타낸다.

상관 계수 테스트는 정량적 측정이 시각적 채점 시스템보다 상대적으로 재현 가능한 것으로 나타났습니다. 이 수치는 내측 대퇴 추도및 내측 티비알 고원의 아방골 뼈 두께의 시각적 채점 및 ImageJ 지원 정량적 측정의 비교 감도 분석을 보여줍니다. 시각적 추정 등급에 대한 조직학적 이미지는 세 그룹으로 나뉘었다.

시각 점수가 0인 DMM 이미지에 대한 세 관측자 모두의 정량적 서브콘드랄 골격 두께 값은 시각적 점수가 0인 샴 이미지의 양적 두께보다 현저히 높았으며, 이는 정량적 측정이 시각적 채점보다 가벼운 서브콘드랄 골 두껍게 하는 시각적 채점보다 더 민감하다는 것을 나타낸다. 골관절염 부전골 두께의 정량적 측정을 위한 새로 개발된 프로토콜은 널리 사용되는 시각 채점 시스템보다 가벼운 부전건조증 뼈 변화에 더 민감하다. 그리고 이 프로토콜은 조기 골관절염 아천드루골 변화를 검출하고 골관절염 연골 등급과 함께 골관절염 치료의 생체 내 효능을 평가하는 데 사용될 수 있다.