Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

Jos haluat vertailla hajottava in vivo ja ex vivo mikro-tietokonetomografiaa (μCT) ja ex vivo dual-energy-X-ray-absorptiometry (DXA) luokitteli mineralized aivokuoren ja trabekkeliluuta vastaus eturauhassyövän joihin luuranko hiirimallissa.

Menetelmät /Principal havainnot

in vivo μCT suoritettiin ennen ja 10 viikkoa istuttamisen jälkeen ihmisen eturauhasen syöpäsolujen (MDA -PCa-2b) tai ajoneuvo SCID hiiren reisiluusta. Resektion jälkeen, reisiluusta oli kuvantaa hajottava ex vivo näyte μCT kolmella vokselifantomeita kokoa (31 μ, 16 μ, 8 μ) ja DXA, ja sitten leikattiin varten histomorfometriseen analyysiin mineralized luun. Luun mineraalitiheys (BMD), trabekulaarisen parametrit (numero, TBN, erottaminen, rkl, paksuus, TbTh) ja mineralized luun tilavuus /yhteensä luun tilavuus (BV /TV) verrattiin ja korreloivat keskuudessa kuvantamismenetelmiä ja histomorfometrialla. Tilastolliset testit pidettiin merkittävinä, jos P 0,05. Kymmenen viikkoa ymppäyksen, diafysiaalista luun mineraalitiheys kasvoi reisiluu kasvain verrattuna vastakkaiseen reisiluun kaikki säännöt (p 0,005, n = 11). Diafysiaalisia BMD in vivo μCT korreloivat ex vivo 31 ja 16 um μCT ja histomorfometria BV /TV (r = 0,91-0,94, P 0,001, n = 11). DXA BMD korreloi vähemmän luun histomorfometrinen (r = 0,73, P 0,001, n = 11) ja DXA ei eroteltu luupalkkien aivokuoresta. In vivo ja ex vivo μCT, trabekulaarisen luun mineraalitiheys laski (P 0,05, n = 11) toisin kuin aivokuori. Toisin BMD, trabekulaarisen morfologinen parametrit olivat kynnys riippuvia ja käytettäessä ”kiinteän optimaalista-kynnysarvot” kaikki paitsi TbTh osoittanut trabekulaarisen menetyksen kanssa kasvain ja korreloivat histomorfometriassa (r = ,73-,90, P 0,05, n = 11).

Johtopäätökset /merkitys

Eturauhassyöpä joihin luuranko voi saada aikaan isännän luu vastaus että differentiaalisesti vaikuttaa aivokuori verrattuna trabekkelien ja jotka voidaan esittää määrällisesti invasiivisesti in vivo ja nondestructively ex vivo.

Citation: Ravoori M, Czaplinska AJ, Sikes C, Han L, Johnson EM, Qiao W, et al. (2010) kvantifiointi Mineralisoidusta Bone vastaus eturauhassyövän Noninvasiivinen in vivo μCT ja ainetta rikkomattomia Ex vivo μCT ja DXA hiirimallissa. PLoS ONE 5 (3): e9854. doi: 10,1371 /journal.pone.0009854

Toimittaja: Eric J. Bernhard, National Cancer Institute, Yhdysvallat

vastaanotettu: 03 marraskuu 2009; Hyväksytty 4 helmikuuta 2010 Julkaistu: 29 maaliskuu 2010

Copyright: © 2010 Ravoori et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukivat National Institutes of Health /National Cancer Institute P50 CA090270, University of Texas MD Anderson Cancer Center Eturauhassyöpä tutkimusohjelma, UT MDACC Core myöntää P30CA16672 ja John S. Dunn, Sr., Distinguished Chair in radiologian. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Eturauhasen syöpä on yleisimmin diagnosoitu sisäelinten syöpä ja toiseksi yleisin syy syövän liittyvän kuoleman keskuudessa American men [1], [2]. Se on taipumus etäpesäkkeitä luuhun [3], [4]; ja tämän uskotaan johtuvan ei vain passiivisia hemodynaamiset tekijät, mutta myös luuytimen mikroympäristön [5] – [7]. On vuorovaikutus kasvain ja vastaanottavan luun, jossa kukin vaikuttaa muihin. Koska ennuste potilaille, joilla on eturauhasen syöpä heikkenee selvästi, kun tauti pakenee rauhanen, parempi käsitys vuorovaikutuksen eturauhassyövän luuhun tarvitaan. Kuitenkin edistyminen tällaista tutkimusta on rajoittanut tarve tuhoavia, kvantitatiivisia kuvantamismenetelmiä.

Koska alhainen luun etäpesäke eturauhassyövän mallit [8] – [15], tekniikat suora ruiskutus luu on perustettu [16] – [19]. Käyttämällä tällainen hiirimallissa, olemme aiemmin osoittaneet, että eturauhasen syöpä taakka luustoon pystytään mittaamaan MR [20]. Kyky nondestructively kuvan mineralisoidusta luuta suurella tarkkuudella valvotuissa koeolosuhteissa eläinmalleissa [21], [22] on myös tarpeen. Pieneläinten, mikro-CT (μCT), joka on spatiaalinen resoluutio luokkaa mikronia, voidaan hyödyntää. With kynnyksellä uudemman sukupolven kliinisen CT skannerit, ajallisen ja resoluutio ovat jatkuvasti parantuneet, mikä viittaa arviointi trabekulaarin pian mahdollista kliiniseen skannereita. Niinpä tieto kriittisten parametrien tällainen arviointi on tarpeen.

Dual-energy X-(DXA) käytetään yleisesti kliinisesti mittaamaan luuntiheyden BMD [23], [24]. Kuitenkin 2D DXA tarjoaa suhteellisen alhainen spatiaalinen resoluutio verrattuna μCT ei eritellä trabekkelien. Luun histomorfometria voidaan käyttää arvioimaan trabekulaarisen rakenne eläimillä, mutta se on invasiivinen, tuhoisaa, samoin kuin työ- ja aika intensiivinen.

μCT tarjoaa kolmiulotteisen (3D) esityksiä luut ja on nyt saatavilla eri päätöslauselmissa [25]. Kuitenkin vaikuttaa sekä kynnystystä brutto toimenpiteitä, kuten BMD sekä morfologisia trabekulaarisen parametrit on vielä epäselvä. Useimmat μCT työ on käytetty automaattisia kynnysarvovalvonta tekniikoita, normalisoi luun tiheys alueella kiinnostava, mutta tiheys voidaan muuttaa patologisia tiloja kuten osteopenia, ja enemmän, joilla oli paikallinen sairaus, kuten eturauhasen syöpä. Oletimme, että kiinteä ”optimaaliset kynnysarvot” olisi parempi yleisesti käytetty ”automaattisia kynnyksiä”, joka vaihtelee jokaisen objektin tutkitaan, joka määrällisesti trabekulaarisen vastaus eturauhassyöpää. Jossa paikallinen tauti, me arveltu, että vaikuttavat eturauhasen kasvain trabekulaarisilla mineralisoimaton luun voi vaihdella mineralisoituneet luukuoren koska syöpä yleensä ensimmäinen liittyy luuytimen. Tällainen arviointi voidaan tarjoaman kolmiulotteisen luonteen μCT. Koska μCT voidaan suorittaa myös ei-invasiivisesti in vivo, on toivottavaa, koska se mahdollistaa pitkittäistutkimuksia vasteen mineralisoituneen luun eturauhassyövän; kuitenkin, se tarjoaa tavallisesti vähemmän spatiaalinen resoluutio kuin ex vivo μCT; Näin ollen, verrattuna ex vivo analyysejä tarvitaan.

verrattiin kykyä in vivo μCT, ex vivo näytteen μCT, ja ex vivo DXA kuvaamaan mineralized aivokuori ja trabekkelien hiirimallissa eturauhassyövän luustoon.

Materiaalit ja menetelmät

1.1. Cell Culture

MDA-PCa-2b ihmisen eturauhasen syövän solut kasvatettiin [20] in BRFF-HPC1 väliaineessa (Biological Research Faculty ja Facility, Athena Ympäristöpalvelut, Baltimore, MD, USA) täydennettynä 20% naudan seerumia (Life Technologies, Inc., Gaithersburg, MD, USA), 91 U /ml penisilliiniä, 91 ug /ml streptomysiiniä, ja 2 mM glutamiinia. MDA-PCa-2b-solujen on osoitettu ympätä on luuydinonteloon luut, on hormonaalisesti reagoiva, ja tuottaa eturauhasen-antigeeni [26] – [29].

1,2. Eläimet

Kahdeksan viikon ikäisiä urospuolisia sekamuotoinen immuunivajavuustila (SCID) hiiriä (n = 14) hankittiin Charles River Laboratories (Wilmington, MA, USA) ja sijoitettu erityisiä-patogeenivapaissa olosuhteissa. Ne hoidettiin mukaisesti ohjearvojen Association for arviointi ja akkreditointi Laboratory Animal Care ja Yhdysvaltain Public Health Service valiokunnalle inhimillinen hoito ja käyttö Laboratory Animals. The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center Institutional Animal Care ja käyttö komitea hyväksyi kaikki tutkimukset.

1.3. In vivo tutkimukset

In vivo kuvantamistoimenpiteissä, SCID hiiret nukutettiin hengittämällä 2% isofluraani. Reisiluusta (n = 14 hiirtä) oli ensimmäinen skannataan käyttäen in vivo μCT kuten alla on kuvattu. Perustason kuvantamisen, 5 x 10

5 MDA-PCa-2b-solujen [26], [29] 5 ui elatusainetta injektoitiin distaaliseen epiphysis oikean reisiluun kunkin hiiren [26], [29] . Distaalinen epiphysis on reisiluu injektoitiin 5 ul: ajoneuvon (Phosphate Buffer Solution (PBS)), joka toimii kontrollina. Kolme hiirtä kuoli heti kasvaimen injektion jälkeen.

Kymmenen viikon kuluttua kasvaimen istuttamisen reisiluusta jälleen kuvattiin in vivo μCT (n = 11). Eläimet lopetettiin ja reisiluun poistettiin. Disarticulated reisiluusta ilman lihas kiinnitettiin formaliiniin ja varastoidaan 10% etanolia ex vivo näytteen μCT ja ex vivo DXA. Reisiluusta Sitten käsitelty luun histomorfometrinen.

1.4. In vivo μCT

In vivo skannaa, SCID hiiriin kuvattiin saamaton käyttämällä μCT skanneria klo 91-pm isotrooppisen vokselifantomeita koko (malli RS-9, General Electric Medical, London, Ontario, Canada). Skanneri on kiinteä volframi anodi joiden polttopisteen koko 50 x 30 pm. Kuvia reisiluusta hankittiin isotrooppista vokselifantomeita koko 91 x 91 x 91 pm käyttäen seuraavia skannausparametrit: 80 kVp, 450 uA, 100 ms kehystä kohti, ja 3 kuvan näkymä.

kalibrointistandardi sijoitettiin alalla-of-scan jotta mahdollistaa muuntaminen Hounsfield yksikköä (HU) osaksi BMD-arvot. MicroView (versio 2.1.1, General Electric Medical) käytettiin katsoa kuvia ja laskea BMD (mg /cm

3) kunkin reisiluun diaphysis. Tämän laskemiseen, vakio mittalasiin (2,5 x 2,5 x 5 mm) sijoitettiin niin, että sen pohja on 1,5 mm: n korkeudelle luun kasvu levy. BMD laskettiin oikea ja vasen reisiluu, ja absoluuttinen ero BMD-arvojen oikean ja vasemman reisiluun määritettiin. Toinen sylinteri (1,5 x 1,5 x 0,6 mm) oli keskitetty kaikissa kolmessa tasossa sisällä metaphysis (ilman kortikaaliluu) pohjan kanssa alussa kasvu levy mittausta varten BMD ja trabekulaarisen morfometristä parametrit. Nämä parametrit (TBN, määrä trabekulaarin /mm, rkl, trabekulaarisen erottelu /mm; TbTh, trabekkelipaksuus /mm ja BV /TV, mineralisoituneet luun volyymi per yhteenlaskettu luu tilavuus /%) mitattiin kiinteät kynnykset ja automaattiset kynnysarvot ( arvoilla määräytyy ohjelmiston) mineralisoidusta luuta. BMD, TbTh, TBN, rkl, ja BV /TV saadaan μCT korreloivat saadut arvot luun histomorfometrialla. ”Optimaalinen kynnys” määriteltiin kynnyksen, joka johti maksimi korrelaatio trabekulaarisen parametri μCT ja että luun histomorfometrinen.

1.5. Ex vivo näyte μCT

Ex vivo näyte μCT saman reisiluusta suoritettiin käyttäen 31-um, 16 um, ja 8-pm vokselifantomeita koot koskevasta Tutki Locus SP prekliinisissä näyte skanneri (General Electric Medical). Tämä skanneri on kartion säde tilavuus CT, joka käyttää volframi lähde röntgenputken toimii 80 kV ja 80 uA. Esine skannerin pyöritetään 0,4 asteen välein pitimeen välillä röntgen lähteen ja CCD-kenno-pohjainen ilmaisin. Jokainen luu näyte tarvitaan noin 4 tuntia tiedonkeruu. Sen jälkeen raakakuvia normalisoitiin ja vialliset ilmaisin pikseleitä korjattiin, pienitarkkuuksisen scout tilavuus on rekonstruoitu käyttämällä muunnelmaa menetelmästä käyttämä Feldkamp et al. [25] Scout tilavuus käytettiin valita koordinaatit distaalinen reisiluun tilavuudessa, joka uusittiin osaksi 31-um, 16 um, ja 8-pm isotrooppinen voxels. Kuvat koettiin ja analysoitiin BMD, TbTh, TBN, rkl, ja BV /TV käyttäen MicroView ohjelmaa edellä kuvatulla tavalla. Olemme myös saaneet suurin harmaa-asteikon kiinteän kynnysarvot sekä diaphysis ja metaphysis kunkin reisiluu. Koska sen rajoitetun näkökentän, 8 um hankinta kattaa vain metaphysis.

1.6. DXA

Hyväksytty vasen ja oikea reisiluu paria alkaen 11 SCID skannattiin ex vivo sagittaalitasoa käyttäen DXA skanneri (Norland Medical Systems, Inc., New York, NY USA). Suorakulmainen (2,5 x 5 mm) kiinnostava alue, joka käsitti diaphysis päälle asetettiin kumpaankin reiteen saamiseksi BMD (g /cm

2). Koska luupalkkien eivät olleet erotettavissa kortikaaliluu, trabekkelien ei analysoitu kanssa DXA.

1.7. Bone Histomorfometria

edustaja 5-pm paksu sagittaaliset leikkeet läpi koko leveydeltä reisiluun saatiin kolmella tasolla (oikealla, keskellä, ja vasen) luun histomorfometriaa mittauksiin. Kolme histologinen Kustakin reisiluu analysoitiin jälkeen Von Kossa värjäyksen mineralisoituneeseen luuhun [25]. Aivokuoren paksuus arvioitiin visuaalisesti ja sitä verrattiin visuaalinen arvioinnit μCT, DXA, ja histomorfometrialla tiedot. Käyttämällä trabekulaarisen analyysijärjestelmää (Osteometrics, TAS, versio 20.8, Atlanta, GA, USA), kuvat saatu sagittaalisissa leikkeet katsottuna, ja suorakulmainen alue kiinnostava päälle asetettiin kumpaankin reiteen diaphysis (2,5 x 5 mm) tai metaphysis (1,5 x 0,6 mm), jotta voidaan mitata TbTh, TBN, rkl, ja BV /TV. Mineralisoitunutta luuta laskettuna BV /TV, kuten edellä on kuvattu. Huolellisuutta koon ja sijoittaminen suorakulmaisen alueen kiinnostusta koko ja sijainti sylinterimäisen alueen käytetty MicroView ohjelmassa arvioimaan μCT aineistoja.

1.8. Tilastollinen analyysi

Lineaarinen regressio suoritettiin analysoida korrelaatioita arvoja in vivo ja ex vivo μCT, DXA, ja luun histomorfometrinen tutkimukset käyttäen Excel-ohjelmiston (2003 SP2, Microsoft, Bellevue, WA, USA). Studentin t-testiä (kaksipuolinen) käytettiin vertaamaan arvojen oikean ja vasemman reisiluun. Pearsonin korrelaatiokerroin laskettiin erot kuvantamismenetelmiä, ja Fisherin Z muutosta korrelaatiokerroin käytettiin käyttäen SAS-ohjelmiston (SAS Institute, Cary, NC, USA). Kaikissa testeissä, P 0,05 pidettiin merkittävänä.

Tulokset

2.1. Muutos diafisiaalinen BMD Eturauhassyöpä osallistuminen

Laadullisesti in vivo μCT osoitti mitään näkyvää eroa aivokuoren paksuutta vasemman ja oikean reisiluun ennen kasvaimen injektio; katsoo, diafysiaalista aivokuoren paksuuntumista ja trabekulaarisen muutoksia havaittiin käyttämällä in vivo ja ex vivo μCT 10 viikkoa ymppäyksen jälkeen oikean reisiluun eturauhasen syöpäsolujen, mutta ei kontrolli vasemmalle reisiluu ruiskutettiin ajoneuvo (kuvio 1). Määrällisesti (kuvio 2), ei ollut eroa BMD vasemman ja oikean reisiluun diaphyses ennen kasvaimen injektio in vivo μCT. Keskimääräinen absoluuttinen ero (MAD) BMD oikean ja vasemman reisiluun diaphyses oli 6,9 ± 4,3 mg /cm

3. Kymmenen viikon kuluttua kasvaimen istuttamisen BMD on reiden kanssa kasvaimia lisääntynyt (P 0,003), joiden MAD on 65,91 ± 57,6 mg /cm

3. Tulokset olivat yhdenmukaisia ​​välillä in vivo μCT ja ex vivo näytteen μCT kanssa vokselifantomeita koot 31-pm (P 0,005, n = 11, MAD = 182,9 ± 168,7 mg /cm

3) ja 16 um (P 0,005, n = 11, MAD = 167,5 ± 163,4 mg /cm

3). Vaihtelut standardipoikkeamat johtuvat biologinen eroista kasvaimen kasvua ja isännän vasteen yksittäisissä eläimissä, mutta merkittäviä eroja (P 0,01) havaittiin. Edustavia kuvat osoittavat, että kaikki menetelmät (in vivo μCT 91 um voxel koko, ex vivo näyte μCT 31, 16, ja 8-pm voxel kokoja, DXA, ja luu histomorfometrinen) osoitti isännän luu vastauksena eturauhassyövän (kuva 3) , mukaan lukien aivokuoren paksuuntuminen diaphysis (P 0,01, n = 11, 91, 31, ja 16-um vokselin koko CT, DXA, ja luun histomorfometria, kuvio 2 ja tietoja ei ole esitetty). Kuitenkin, DXA ei tehty eroa trabekulaarisen muutos, kun taas, μCT ja luun histomorfometrinen tekivät.

Sagittaalinen in vivo pituus- μCT skannaa saadaan 91 pm vokselin koko ennen ja 10 viikkoa sen jälkeen (A) intrafemoral injektio auton hallinnan ( vasen kuvat) tai MDA-PCa-2b ihmisen eturauhasen syöpäsolujen (oikean kuvan) osoittavat aivokuoren paksuuntumista (nuoli) on reisiluun sisältäviä kasvaimia. Ex vivo näyte μCT skannaa leikatun reisiluusta at vokselifantomeita koot 31 um (B), 16 um (C), ja 8-pm (D) osoittavat myös aivokuoren paksuuntumista oikean reisiluun kanssa kasvain. 8-um voxel koon, vain distaalinen näkökohta reisiluun kuului skannaukset.

diafisiaalinen BMD mitattiin molemmissa reisiluusta in vivo μCT ennen injektiota (A) ja 10 viikon kuluttua injektio (B) ajoneuvon (vasen reisiluu) tai eturauhassyövän solut (oikea reisiluu), ja sitten ex vivo näyte μCT 31 um (C) ja 16 um (D) tilavuusalkiosta kokoja.

sagittaalinen in vivo μCT ja ex vivo näyte μCT kuvia reiden 10 viikkoa injektion jälkeen ajoneuvo (vasen) tai eturauhasen syöpäsolujen (oikealla). (A) In vivo μCT (91-um vokselifantomeita koko); (B) ex vivo näyte μCT 31 um, 16 um, ja 8-pm voxel koot; (C) ex vivo dual-energy X-(DXA); ja (D) luun histomorfometrinen kuvia esittelyyn. L, vasen reisiluu; R, oikea reisiluu kasvaimen; nuoli, aivokuoren paksuuntumista.

2.2. Korrelaatio diafisiaalinen BMD saadut arvot in vivo ja ex vivo μCT, ex vivo DXA, ja Bone Histomorfometria

Oli korkea korrelaatio diafysiaalisia in vivo μCT BMD ja ex vivo μCT BMD ja BMD keskuudessa ex vivo μCT 31 -μm- ja 16-um-vokselin koko (kuvio 4, taulukko 1). Vertailun vuoksi BMD korreloi kohtuullisen välillä DXA ja in vivo μCT, tai ex vivo μCT (kuvio 4, taulukko 1).

(A) In vivo μCT 91 um vs ex vivo μCT 31 um vokselin koko. (B) In vivo μCT 91 um vs ex vivo μCT 16 um vokselin koon. (C) In vivo μCT 91 um vs ex vivo DXA. (D) Ex vivo μCT 16-pm vs ex vivo DXA.

diafisiaalinen BMD in vivo μCT tai ex vivo μCT 31-Pm o tai 16 um voxel koko korreloi erittäin kanssa BV /TV luun histomorfometriassa (kuvio 5, taulukko 1). Vertailun, DXA luun mineraalitiheys korreloi kohtuullisen luun kanssa histomorfometrinen BV /TV (kuvio 5, taulukko 1). Lisäksi korrelaatioita in vivo μCT ja ex vivo μCT, 31 um tai 16 um, oli korkeampi kuin välillä DXA ja ex vivo μCT, 31 um tai 16 um (taulukko 1).

In vivo μCT (91-um, A), ex vivo näyte μCT (31-um, B; 16-um, C), ja DXA (D) mittaukset luun mineraalitiheys (BMD) korreloi histomorfometrisiin mittauksiin mineralisoituneet luun tilavuus /yhteensä luun tilavuus (BV /TV).

2.3. Metaphyseal parametrit ja Fixed Kynnys

Koska luupalkkien sijaitsivat pääasiassa metaphysis olemme keskittyneet metaphysis varten trabekulaarisen arviointeja. Vertasimme trabekulaarisen luun mineraalitiheys ja morfometrista parametrit saadaan in vivo tai ex vivo μCT eri kynnysarvoja luun histomorfometrinen. Thresholding ei vaikuttanut trabekulaarisen luun mineraalitiheys saadaan käyttämällä in vivo tai ex vivo μCT, mutta ei vaikuta μCT johdettuja morfometrisiin parametreja kuten TBN, BV /TV, rkl (kuva 6, taulukot 2 ja 3), ja TbTh (taulukot 2 ja 3) . μCT suoritetaan kaikissa vokselifantomeita koolla oli yksittäisiä kapeilla alueilla paras kynnysarvoja mahdollisimman korrelaation trabekkeliluuhun parametrien luuhun verrattuna histomorfometrinen ja näillä kapeilla alueilla päällekkäin varten TBN, BV /TV, ja rkl. Kaikilla vokselin koot ja kynnykset, μCT johdettu TbTh eivät korreloi hyvin TbTh luun histomorfometriassa (r 0,17, P 0,47, n = 11), todennäköisesti koska pieni koko trabekulaarin aiheuttama tilavuuden-keskiarvon esineitä.

vaihtelut korrelaatiokerrointa (r) ja metafyysialue luun mineraalitiheys (BMD, A), trabekulaarisen numero (TBN, B) luun tilavuus tiheys (BV /TV, C), ja trabekulaarisen erottaminen (rkl, D) μCT at eri kynnysarvoja ja luun histomorfometrinen. Upotteet käytetään optimaalista kynnysarvot, in vivo μCT klo 91 pm vokselifantomeita koko osoittaa huomattavia eroja metafyysialue BMD (BMD, A), TBN (TBN, B), BV /TV (BV /TV, C) ja rkl (rkl, D ) vasemman ja oikean reisiluun 10 viikkoa tuumorin istuttamisen jälkeen.

automaattinen kynnys tai enimmäismäärä harmaa-asteikon raja yleensä eivät palanneet optimaalinen kynnys (taulukko 2). Automaattinen kynnys vaihteli 550-975 HU vasemmassa reisiluusta ja 350-1250 HU oikeaan reisiluusta, ja arvot vaihtelivat välillä eläinten ja vokselifantomeita kokoja. Samoin suurin harmaa-asteikko kynnysarvojen vaihtelivat 706-855 HU vasemmassa reisiluusta ja 744-915 HU oikeaan reisiluusta, ja nämä arvot myös vaihteli eläimiä ja vokselifantomeita kokoja. Korrelaatioita μCT ja histomorfometrisillä TBN, BV /TV, ja rkl arvot olivat korkeammat kiinteillä optimaalista kynnysarvoja kuin automaattisen kynnysarvot (taulukko 2). Trabekulaarisen parametrit (TBN, BV /TV rkl) johdetaan optimaalinen kynnysarvot korreloivat keskuudessa in vivo ja ex vivo μCT (taulukko 4), ja joukossa in vivo tai ex vivo μCT ja histomorfometriassa (taulukko 2). Vaikka emme löytäneet hyviä korrelaatioita TbTh saadut arvot μCT ja luun histomorfometrinen, TbTh korreloivat kohtalaisen välillä in vivo ja ex vivo μCT 16, 31 tai 8 um vokselin kokoja, ja joukossa ex vivo μCT kolmessa vokselifantomeita kokoa ( Taulukko 4). Siksi käytimme kiinteä optimaalinen kynnyksiä eri vokselifantomeita kokoja vertailua trabekulaarisen parametrit μCT kanssa luuhun histomorfometrinen.

2.4. BMD trabekulaarin of metaphysis

In vivo ja ex vivo μCT osoitti alenemista BMD on metaphyseal trabekkelien in reisiluusta kasvaimia vertailuryhmän reisiluusta lainkaan vokselifantomeita koot (P 0,05, n = 11, kuvio 6A, taulukko 3). BMD on trabekkelien at metafyysialueilla korreloi voimakkaasti välillä in vivo μCT ja ex vivo μCT ollenkaan vokselifantomeita kokoisia (taulukko 1).

2.5. Morfometrisiin Trabekkeliliitokset parametrit

luupalkkien esiintyi paremmin määritelty pienentyessä vokselifantomeita koko μCT, ja trabekulaarisen harvennus, paksuuntumista, ja tappio voidaan tunnistaa (kuviot 1 ja 3). Automaattisella tai optimoitu kynnysarvot, korrelaatiot trabekulaarisen parametrien μCT ja luun histomorfometrinen tiettyjä kehityssuuntia kohti lisääntyä, koska vokselifantomeita koko pieneni 91 um 8 um (taulukko 2), mutta korrelaatiot olivat alhaiset (tuloksia ei ole esitetty). Kymmenen viikkoa ymppäyksen jälkeen, huomattava ero kaikissa trabekulaarisen muuttujiin lukuun TbTh nähtiin välillä vasemman ja oikean reisiluun in vivo μCT ja ex vivo μCT lainkaan vokselifantomeita koot käyttävät optimaalista kynnysarvovalvonta, yhtäpitävä histomorfometrialla. Oli pienenemistä TBN ja BV /TV, ja kasvu rkl reisiluusta kasvaimia verrattuna ohjata reisiluusta in vivo μCT tai ex vivo μCT ollenkaan vokselifantomeita koot (kuvio 6B, C ja D takkakasetti taulukko 3) käyttämällä optimaalista kynnysarvovalvonta, sopusoinnussa yleisen trabekulaarisen menetys. Tätä ei havaittu automaattisella kynnystysproseduuri TBN ja BV /TV in vivo μCT tai ex vivo 31 um tai rkl in vivo tai ex vivo μCT milloin tahansa voxel kokoa; Tämä tulos osoittaa, kuinka tärkeää on käyttää kiinteitä optimaalista kynnystystä sijasta automaattisen kynnystys. Kiinteä optimaalinen kynnystys osoittaneet, että eturauhasen syöpä tai luustoon muuttunut trabekulaarisen morfologia.

Keskustelu

Eturauhassyöpä joihin luuranko johtaa isännän luu vasteen, joka voidaan mitata in vivo ja ex vivo μCT on hiirimallissa. Vaikka oli heterogeenisuus luupalkkien sairastuvat syöpään (harvennus, paksuuntuminen, ja tappio), yleinen oli trabekkeliluuhun menetys reisiluusta kasvaimen esimerkkinä vähentynyt TBN, BV /TV, ja luun mineraalitiheys, sekä lisääntynyt rkl; Sitä vastoin diafysiaalisia aivokuori paksuuntunut. Sen lisäksi, että vaikutus kasvutekijöiden, tietoja nykyisessä hiirimallissa viittaavat siihen, että todennäköisesti mekanismi havainnot on kasvaimen aiheuttama menetys trabekulaarisen luun, joka aiheuttaa sekä trabekulaarisen luun reaktio ja aivokuoren paksuuntumista vakauttaa menetys mekaanisen lujuuden luun. Tämä voidaan edelleen testata tulevissa tutkimuksissa. Havainnot viittaavat myös siihen, että on tärkeää arvioida sekä aivokuoren luun ja trabekkeliluuta koska nämä voivat olla ristiriitainen, erityisesti syöpään. Tämä viittaa siihen, että siitä tulee tärkeää arvioida trabekulaarisen parametreja erotuskyly kliinisten CT parantaa siinä määrin, joka sallii tällaisen arvioinnin.

Vertasimme kyvyt kolmen kuvantamismenetelmiä arvioimaan luun vastaus kasvain: in vivo μCT , ex vivo mallin μCT ja ex vivo DXA. Kaikki kolme kuvantamismenetelmät pystyivät erottamaan BMD nousua diaphyses, jotka koostuvat pääasiassa aivokuoren luun, että reisiluusta kanssa kasvaimia. Verrattuna μCT johdettuja BMD, DXA-johdettu BMD oli pienempi korrelaatiokerroin luun histomorfometrinen. Tämä on sopusoinnussa havaintojen Barou et al. Hän huomioi pienempi korrelaatio DXA ja luun histomorfometrinen rottamallissa [23]. Lisäksi DXA kyennyt erottamaan aivokuoren luun trabekulaarisen luun, kun taas μCT voisi. Rajoituksena ex vivo μCT klo 8 pm vokselifantomeita koko oli sen pieni näkökentässä johtaneiden arvioinnissa vain metaphysis. Se edellyttää myös suhteellisen pitkän laskenta-aikaa. Ex vivo μCT klo 31 tai 16 um: vokselifantomeita sallittu koko kuvantaminen koko reisiluun. Yhä päätöslauselma, olemme huomanneet suuntaus korkeampi korrelaatio trabekulaarisen parametrien histomorfometrisysteemiä, mutta suuntaus ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Yllättäen jopa suhteellisen alhainen spatiaalinen resoluutio, trabekulaarisen parametrit voidaan arvioida in vivo μCT siten mahdollistaa pitkittäinen arviointi. Tämä viittaa siihen, että in vivo μCT voidaan käyttää arvioimaan muutos mineralisoituneeseen luun tiheys ja trabekulaarisen arkkitehtuuri ajan kuluessa, mikä voi aiheuttaa sairauden tai hoidon, esimerkiksi eläinmalleissa. In vivo μCT ja ex vivo μCT määrällisesti BMD cortex ja luupalkkien hyvin. Verrattaessa eri kuvantamismodaliteeteilla /koneet arvioimiseksi BMD on yleisesti tarpeen lisätä korjauskerroin [30]. BMD määräytyy ex vivo μCT oli 2,2 kertaa suurempi kuin BMD määritettiin in vivo μCT ja koska korrelaatio mainittu menettely oli korkea, korjauskerrointa 2,2 voitaisiin soveltaa verrattaessa in vivo μCT BMD ex vivo μCT mineraalitiheys.

in vivo tai ex vivo μCT trabekkeliluuhun morfometrisiin parametrit (TBN, rkl, ja BV /TV) korreloivat hyvin luun histomorfometrinen. Useimmat μCT tutkimuksissa luut ovat käyttäneet näytteet rotista [21], [23], [31] tai ihmisille [32] – [34], joilla on suuremmat luut ja luupalkkien kuin hiirillä. Erojen vuoksi koko lajien kesken vokselilta koon tulisi harkita. Muller et ai. [35] todettu korkea korrelaatioita BV /TV (r = 0,91) ja rkl (r = 0,91) ihmisen luun kudosnäytteistä 14-pm 3D μCT ja histomorfometrialla. BV /TV, TBN, ja TbTh ihmisen lonkkaluun, Uchiyama, et ai. [36] ilmoitetaan korrelaatioita r = 0,95, 0,75, 0,86, vastaavasti, vertaamalla 2D μCT (spatiaalinen resoluutio, 26-um) ja luun histomorfometrinen. BV /TV, TBN, rkl, ja TbTh ihmisen nikamien Peyrin et al. huomata korkea korrelaatio (r 0,93) välillä 6,6 um Synchrotron CT ja histomorfometria [33]. Olemme myös havainneet, että TbTh peräisin in vivo μCT kohtalaisen korreloi ex vivo μCT lainkaan voxel koot; kuitenkin huono korrelaatiota ei havaittu TbTh luun histomorfometrinen ja in vivo tai ex vivo μCT. Tämä voi johtua useista tekijöistä, mukaan lukien tilavuus keskiarvon pieni hiiri luupalkkien [37], [38] ja näytteenotto virhettä, sillä vain kolme luuleikkeille (oikealla, keskellä, ja vasen sagittaalinen lentokoneet /fermur) kohti reisiluun arvioitiin luun histomorfometrinen ja luukadon metaphysis oli odotetusti epähomogeeninen kasvaimen mallissa. Korrelaatiot TbTh oli yleisempää μCT menetelmiä. Käyttäen rottamallissa käyttämättä osteoporoosin, Barou, et ai. [23] todettu huono korrelaatio TbTh by μCT versus luun histomorfometrinen ja ehdotti, että 3D-μCT voi olla herkempi kuin histomorfometrisysteemiä havaita muutoksia luun mineraalitiheys ja luupalkkien.

Toisin arvioinnissa BMD, jossa kynnysarvovalvonta ollut tekijä, valinta kynnystykseen vaikutti merkittävästi arvioinnin trabekulaarisen morfometrisiin parametreja. Automaattinen kynnystys ja maksimi harmaa-asteikon kynnysarvovalvonta johti vaihtelu morfometrisiin arvojen eläinten ja reidet ja ilman kasvaimia. Edelleen, ei korreloi hyvin trabekulaarisen parametrien arvioituna histomorfometrialla. Vertailun vuoksi korrelaatiot morfometrisen trabekkeliluuhun parametrien (TBN, BV /TV, ja rkl) histomorfometrialla kanssa μCT olivat korkealla kiinteällä ”optimaalinen kynnys”. Huomasimme, että μCT kussakin vokselifantomeita koko oli erillinen ”optimaalinen” kiinteä kynnys. Tietääksemme näitä havaintoja ei ole raportoitu aikaisemmin. Tukeminen tietomme, Ruegsegger et al. [32], [37] osoitti ihmisen suoliluun Ohutsuolikoepala malli, 10% muutos kynnys johti 5%: n muutos BV /TV käyttäen 28 um CT. Bouxsein et ai. [39] kuvatulla trabekulaarisen ja kuoriluun muutokset puhdaslinjojen hiirikannoilla käyttäen μCT, jonka kynnys on 22% maksimaalisesta harmaa-asteikosta nikamien ja säären ja 30% puolivälissä reisiluun kortikaaliluu. Nykyisessä ympäristössä, huomasimme, että maksimaalinen harmaasävy arvot voivat vaihdella ja voivat olla päällekkäisiä ”optimaaliset kynnysarvot”, varsinkin kun kasvain on läsnä. Automaattisen kynnysarvovalvonta, erot morfologinen trabekulaarisen parametrit olivat vaikea erottaa reiden kanssa ja ilman kasvaimen; katsoo, tällaisia ​​eroja selvästi arvostetaan käyttäen ”optimaalisia” kiinteitä kynnysarvoja ja luun histomorfometrialla. Siksi meidän tiedot viittaavat siihen, että käyttämällä kiinteää optimaalinen kynnysarvot on tärkeää saamiseksi vankka trabekulaarisen morfometristä parametrien arvot.

Tämän tutkimuksen tulokset käyttämällä μCT kvantitatiivisesti luonnehtia mineralized komponentti hiiren reisiluusta voidaan soveltaa muihin tutkimuksiin luita pienissä eläimissä ja ihmisissä. Esimerkiksi yksi voi arvioida luun vastauksena strategioita, joilla pyritään ehkäisemään tai Eturauhassyövän luuetäpesäkkeistä, ensisijainen luukasvain tai etäpesäkkeitä muista ensisijainen kasvaimia. Tulokset on myös potentiaalia voidaan yleistää muihin luun malleja, kuten metabolisen luuston sairaus.

Kliininen multi-slice CT skannerit lähestyvät päätöslauselmia hienoksi arvioimiseksi trabekkelien. Tuloksemme tarkoita, että kukin vokselifantomeita käytetyllä edellyttää optimointia kynnystys. Automaattinen kynnystys tai enintään harmaasävyinfor- kynnysarvovalvonta tulee vahvistus, koska ne saattavat olla liian muuttuja saavuttaa johdonmukaisia ​​tuloksia kliinisesti. Kiinteä optimaalinen kynnysarvo voi olla ylivoimainen arvioimiseksi morfometrisiin parametreja. Koska 70% vaikutuksista metabolisen luuston sairaus ensin heijastuvat trabekkelien ja vain 30% aivokuoressa [40] ja koska etäpesäkkeitä luustossa alkaa luuytimestä, arviointi trabekkelien voi havaita metabolisen luuston sairaus, ja epäilemme myös etäpesäkkeitä aikaisintaan arviointi cortex. Koska BMD oli riippumaton vokselin koon ja kynnystykseen nykyisessä tutkimuksessa ja annetaan osa-millimetrin vokselifantomeita koko uusia kliinisiä skannereita, on mahdollista, että kliininen multi-slice CT voivat pian käyttää määrittämään BMD trabekkelien arvioida aineenvaihdunnan ja neoplastisia tautia sairastavilla potilailla. Tämä vaatii lisätutkimuksia.