Osteoartrit Subkondral Kemik Kalınlığının Yazılım Destekli Nicel Ölçümü

Subkondral kemik kalınlaşma veya skleroz, hem hayvan modellerinde hem de insanlarda osteoartritin ayırt edici özelliklerinden biridir. Günümüzde histolojik subkondral kemik kalınlaştırmasının şiddeti çoğunlukla yarı nicel not sistemlerine dayalı görsel tahmin ile belirlenmektedir. Bu çalışma, medial menisküslerin istikrarsızlaşmasıyla indüklenen diz OA'sının fare modelinde subkondral kemik kalınlığını nicel olarak ölçmek için tekrarlanabilir ve kolayca yürütülen bir protokol geliştirmeyi amaçlamaktadır.

Cerrahi mikroskop altında gerçekleştirilen medial menisküs ve steril durumun cerrahi olarak istikrarsızlaştırılması ile diz osteoartriti için bir fare modeli oluşturduk. Fare diz eklemlerinin histolojik süreci arasında doku fiksasyonu, kireç giderme, kırpma, işleme, gömme, bölümleme ve boyama ve ardından mikroskobik görüntüleme bulunur. Ekrandaki görüntüde eklem kıkırdak lezyonları, osteofit oluşumu ve subkondral kemik kalınlaşması ImageJ yazılımı ile osteoartrit subkondral kemiğin nicel ölçümü ile fare diz osteoartriti gösterilmelidir.

ImageJ'i imagej.nih.gov/ij'dan indirin. ImageJ'i açın. Histolojik resmi açmak için Dosya sekmesini ve ardından Aç seçeneğini tıklatın.

Dosya dizini adresini bulun, resim dosyasını seçin ve Aç'ı tıklatın. Bir uzunluk birimi, bir mikrometre çizmek için düz çizgi aracını kullanın ve Analiz Et'i ve ardından Ölçeği Ayarla'yı tıklatın. Bilinen mesafeyi ve piksel en boy oranını bire ayarlayın ve Ok'u tıklatın.ImageJ piksel uzunluğunu bir mikrometre olan birim uzunluğa dönüştürebilir.

Ölçülen faktörü alana ayarlayın. Analiz Et'i tıklatın ve Ölçümü Ayarla'yı tıklatın ve yeni pencerenin altındaki Alan ve Eşikle Sınırla kutusunu işaretleyin. Bu adım, ImageJ'yi seçilen eşik içindeki parametre alanını ölçecek şekilde ayarlar.

Subkondral kortikal plakayı ve kortikal plakaya bitişik alttaki trabeküler kemiğin bir kısmını kapsayan radyoda gösterildiği gibi toplam subkondral kemik alanı tanımlanmıştır. Görüntünün ana penceresinin altındaki seçim aracını kullanarak toplam alt deri kemik alanının anahattını çizin. Seçim araçları, sisteme eşik seçildikten sonra ölçümü sınırlamak için bir eşik verir.

Çözümle'yi ve ölç'ü tıklatın. Alan ölçümüne sahip bir sonuç penceresi açılır. Toplam alt deri kemik alanının dışındaki alanı dışlamak için Düzenle'yi ve ardından Dışarıyı Temizle'yi tıklatın.

Dışla seçeneği tıklatılalıp yalnızca toplam alt deri kemik bölgesi görülebilir. Eşik renk penceresini açmak için Görüntü'yü ve ardından Renk Eşiğini Ayarla'yı tıklatın. Resmi özgün durumuna geri yüklemek için eşik renk penceresinin altındaki Orijinal'i tıklatın.

Kemik maddesi bölgesinde küçük bir kutu çizmek için seçim araçlarını kullanın. Kemik madde alanını tanımlamak için pencerenin altındaki Örnek Seçeneği'ni tıklatın. Seçilen kemik maddesi bölgesi kırmızıya dönecektir.

Alan ölçüm eşiği oluşturmak için eşik renk penceresinin altındaki Seç'i tıklatın. GörüntüJ ana menüsünde Çözümle'yi ve ardından Ölç'ü tıklatın. Kemik maddesi alan ölçüm sonucu sonuç penceresinde gösterilecektir.

Toplam subkondral kemik bölgesi ve kemik maddesi bölgesinin verilerini kaydedin. Inter ve intraobserver değişkenliği ve tekrarlanabilirliği Pearson'ın korelasyon katsayısı analizi ile belirlendi. Çalışma grupları arasındaki farkın önemi Öğrenci t-testi veya tek yönlü ANOVA kullanılarak belirlendi, ardından post-hoc testi yapıldı.

Bu şekil üst ve alt panelleri gösterir. Üst panelde, görsel tahmine dayalı subkondral kemik derecelendirmesi için Sham ve DMM gruplarından histolojik görüntülerin fotomikrografları göstermektedir. Alt panellerde ImageJ destekli, nicel subkondral kemik ölçümü için Sham ve DMM gruplarından histolojik görüntülerin fotomikrografları gösterilmiştir.

Adobe Illustrator ile yapılan noktalı sarı çizgi ile özetlenen kutular, ilgi çekici toplam alt kemik alanını tanımlar. Kutuların içindeki kemik maddesinin alanı turuncu renkte vurgulanır. Medial femoral kondyle ve medial tibial platoda dikkat çekici subkondral kemik kalınlaşma ImageJ yazılımı kullanılarak ölçülebilir.

Bu şekilde, interobserver varyasyon testleri, medial tibial platodaki subkondral kemik kalınlığının hem birinci hem de ikinci ölçümleri ve ilgi çekici medial femoral kondyle bölgeleri için gözlemciler arasında yüksek bir tekrarlanabilirlik olduğunu göstermektedir. Bu şekilde, intraobserver varyasyon testleri, medial tibial platodaki birinci ve ikinci subkondral kemik kalınlığı ölçümleri ile ilgi çekici medial femoral kondyle bölgeleri arasında yüksek bir tekrarlanabilirlik olduğunu göstermektedir. Tablo 1, subkondral kemik kalınlığının görsel derecelendirme ve ImageJ destekli nicel ölçümü arasındaki tekrarlanabilirliğin karşılaştırmalı analizini göstermektedir.

Korelasyon katsayısı testi, nicel ölçümün görsel derecelendirme sisteminden nispeten daha tekrarlanabilir olduğunu göstermektedir. Bu şekil, medial femoral kondyle ve medial tibial platoda subkondral kemik kalınlığının görsel derecelendirme ve ImageJ destekli nicel ölçümünün karşılaştırmalı duyarlılık analizini göstermektedir. Görsel tahmin derecelendirmesi için histolojik görüntüler üç gruba ayrıldı.

Sıfır görsel skorlu DMM görüntüleri için her üç gözlemciden de kantitatif subkondral kemik kalınlığı değeri, sıfır görsel puana sahip Sham görüntülerinden önemli ölçüde yüksekti, bu da nicel ölçümün hafif subkondral kemik kalınlaşmaya görsel derecelendirmeden daha hassas olduğunu gösteriyor. Osteoartrit subkondral kemik kalınlığının nicel ölçümü için yeni geliştirilen protokol, hafif subkondral kemik değişikliklerine karşı yaygın olarak kullanılan görsel derecelendirme sistemlerine göre daha hassastır. Ve bu protokol erken osteoartrit subkondral kemik değişikliklerini tespit etmek ve osteoartrit kıkırdak derecelendirmesi ile uyumlu osteoartrit tedavilerinin in vivo etkinliğini değerlendirmek için kullanılabilir.