Name: scanning skeletal remains for bone mineral density in forensic contexts
Uploaded: 2018-01-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts at JoVE.com

著者は、編集校閲者として 2 つの匿名のレビューを確認したいと思います。彼らの提案や批判が有効、多くは高く評価され、元の原稿を大幅に改善します。

本プロトコルは、人間研究の北カロライナ州立大学の倫理指針を遵守します。
1. マシンの準備
注: 次のプロトコル広範に適用できる任意の全身 DXA と BMD の臨床スキャナー。
<ol><li>品質管理を確保するため、個人をスキャンする前に 1 日 1 回の校正を実行します。校正のプロンプトが表示されたらシステムのソフトウェアの起動時、BMD スキャナーの正しい読みをように知られている密度の腰椎ファントムをスキャンします。</li>
	<li>利用されているスキャナーがソフトウェアの品質管理機能を持たない場合は、正しく測定するため背骨幻の記録と腰椎の結果を比較します。 注記: 背骨ファントムをスキャン テーブルの中心に配置して腰椎は品質管理のため選択する必要があります。</li>
	<li>追加のテストを実行します (e.g。、放射線均一性) 必要に応じて。全体のスキャン面がスキャナーによって検出されていることを確認するすべての 10 スキャン最大放射線均一性を実行します。</li>
	<li>スキャナーが使用されている場合は、放射線透過均一品質管理メニューのテスト、スキャナーはスキャン表面全体を読み取ることができ全身スキャンを選択はありません。 注: 常にセンター試験表以下の品質管理と試験を実行する前に。</li>
</ol>2. 試験を実行します。
<ol><li>患者のプロファイルを作成します。<ol>
<li>親権のチェーンを維持してスキャンは、個々 が残っていると正しく関連付けられていることを確認するスキャン新しい個々 の患者の新しいプロファイルを作成します。スキャンされている個人が識別される場合は、2.1.2 のステップへ進みます。個人を識別できない場合は、最も正確なデータベース参照を採用するスキャンの前に生物学的プロファイルを確立します。</li>
		<li>不明な場合、推定身長を含む患者のプロファイルに人口統計学的情報を入力します。調査中の遺跡の最も適切な方程式を選択することを確認します。</li>
		<li>スキャンの種類を選択します。手順 2.2、背骨の腰椎前後 (ap 通信) を選択します。2.3 ステップの選択左または右股関節をスキャンします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>AP 腰椎スキャン 注: 1 ~ 4 腰椎 (L) が必要です。<ol>
<li>選択を実行試験 | 患者を選択 |スキャンの種類を選択 |AP 腰椎 |次。少なくとも L1 L4 の連結されたセグメントとして同じサイズ開いたコンテナーを選択します。 注: この研究で使用される 1 つは 48.26 L X 26.85W X 8.89 D cm (19 で。L X 10.57。W X 3.5 で。D)。</li>
		<li>軟部組織のプロキシとして、米と容器の底を入力します。 注: どんなご飯は軟部組織のプロキシとして動作できます。</li>
		<li>精米約 0.7 cm (0.28 インチ)図 1 aのように、各椎体の間の解剖学的位置 (棘突起べき方向下方) に L1 L4 を場所。優れたと下関節事実が多関節、椎体が互いに接触していないことを確認します。</li>
		<li>スキャン テーブルをセンターし場所 l1 コンテナーはテーブル スキャンの上部 (頭部) に向いて、L4 は交差する十字に優れた 1 センチメートルが配置されます。垂直レーザー ラインは、すべて 4 椎体 (図 1 b) の脊椎動物の体を二等分する必要があります。</li>
		<li>ご飯と露出した骨をカバーしてください。</li>
		<li>スタートをスキャンを選択します。</li>
		<li>正しくスキャンした場合は解析 (ステップ 3.1) に進みます (図 2)。すべての椎骨がキャプチャされている場合は、スキャンを繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>左または右のヒップのスキャン 注: 図 3は左股関節検査から右股関節の試験を実行する場合ミラーは、位置決めです。<ol>
<li>実行試験を選択 | 選択患者 |スキャンの種類を選択 |左股関節 (または右股関節) |次。スキャンされている大腿骨の関節 os coxa と少なくとも同じサイズ開いたコンテナーを選択します。 注: この研究で使用される 1 つは 88.5 L X 41.5W X 13.9 D (34.85 の cm でL X 16.35。W X 5.47。D)。</li>
		<li>米 (水稲の任意の種類は、軟部組織のプロキシとして動作します) と容器の底を入力します。</li>
		<li>恥骨の内側向きに横に直面している寛骨臼と閉鎖孔と os coxa を配置します。寛骨臼 (図 3 a) と関節をそれのように、大腿骨頭の下に坐骨結節を置きます。 注: は、BMD の見積もりを膨らませる、大腿骨の首の下を横方向に拡張する場合、最も重要な坐骨結節の位置です。</li>
		<li>大腿骨寛骨臼で大腿骨頭と大転子と大腿骨頭行のスキャン テーブルに平行した場所 (すなわち。、同じ平面で)。大腿骨骨幹部は内側に回転し (図 3 b) 内側顆よりわずかに高い遠位の下顎頭の回転内側にことを確認します。</li>
		<li>スキャン テーブルを中心し、レーザー照準が指向、大腿骨転子部の真上は大腿骨骨幹部 (の上半分を二等分された垂直線、中心までスキャン アームとテーブルの位置を移動3 a を図)。位置が決まった後は、遺跡を移動しないでください。表により適切な解剖学的位置に骨が残っていることに移動します。</li>
		<li>ご飯と大腿骨-寛骨臼関節の残り表示部分をカバーしてください。</li>
		<li>スタートをスキャンを選択します。</li>
		<li>適切にスキャンされた場合は 3.2 の手順で分析に進みます (図 4)。 注: スキャン大腿骨近位部の正中線が 1 つの平面になるよう関節のアライメントをキャプチャする必要があります。正中線にすぐ大転子下骨頭の中心からうそをつく必要があります。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 分析試験
<ol><li>AP 腰椎スキャンを分析します。<ol>
<li>次のスキャン終了試験プロンプト] ボックスが表示されます。スキャンを分析を選択します。 注: ソフトウェアは、個々 の要素と図 5に示すように、適切にスキャンしたときの総 BMD 評価する自分たちの地域に各椎骨が分離されます。</li>
		<li>スキャン解析] ウィンドウで、結果を選択します。椎骨のマイナーな調整を正しく区切られていないまたは直接再スキャン脊椎の位置を変更場合は、椎体のラインを選択します。</li>
		<li>年齢をマッチさせた両方を得るし、人口骨参照対策を具体的に計算z -スコア スキャン幼骨を実行するとき。</li>
		<li>基準人口を基準にして個々 の可視化結果グラフを収集します。 注:図 6を示していますスキャン結果 AP 腰椎の 31 歳の女性。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ヒップのスキャンを分析します。<ol>
<li>次のスキャン終了試験プロンプト] ボックスが表示されます。スキャンを分析を選択します。 注: ソフトウェアが自動的にキャプチャ大腿骨頸部、病棟の三角形、図 7で示すように、大転子周辺正常にスキャンされた場合。</li>
		<li>追加または大腿骨頸部・転子部地域をときわずかな位置異常によるソフトウェアによってまったく読んでいない含まれていないエリアを削除するマップ ボーンツールを選択します。首ツールを選択して、正中線の位置を変更してスキャンで直接正中線調整を行います。</li>
		<li>配置およびこれらの小さな調整は、図 7に示すように適切なアライメントを許可していない場合を再スキャンします。</li>
		<li>スキャン解析] ウィンドウで、結果を選択します。大人のための大腿骨頚部、転子部領域、およびソフトウェアの転子間領域の参照データと比較しています。</li>
		<li>稚魚を評価するときは、加齢による人口推移の適切な参照と結果を比較します。</li>
		<li>Tを使用して-それは特異的病理学の条件を評価するために最も適切な大人のためのスコアします。 注:図 8理想的なスキャンの結果を示します左股関節分析 31 歳の女性。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

著者は競合する金銭的な利益を宣言しません。

本稿で示された結果は、法医学のコンテキストで BMD の測定基準の適用の説明されます。図 6 図 8に示すように臨床骨密度のスキャンのための生きている個人のスキャン位置が骨格のままに再現され、適切な位置を確保するため注意が必要があります。これは、大腿骨の適切な角度が必要な大腿骨頸部の正中線を識別して BMD の過大評価は腸骨粗面?...

法医学的な人類学的分析の目的は、複数のユニットとバリエーションで複雑な組織として骨の医師の理解に依存します。骨は、コラーゲンと炭酸アパタイト1,2,3,4のマトリックスに整理有機と無機の両方のコンポーネントの階層、複合組織です。無機成分や骨は、有機性部分1,2,5の剛性とフレームワークを提供するためにナノ結晶構造に構成されています。鉱物の面重量骨の約 65% を構成する、' 質量は両方の遺伝・環境要因の1,の2,4、の6を受けます。骨は、三次元空間を占めている、骨密度 (BMD) として測定することができますか、固まりそして容積の機能は7を占領します。骨の密度成人8,9,10、11,12に生れから年齢とともに変化し、として臨床現場で広く使用されています、インジケーターの骨粗鬆症と骨折についてのリスク4,13,14,15,16,17,18。二重エネルギー x 線吸収法 (DXA) は、腰椎と股関節領域11,13,19 で実行するスキャンの特に、1987 年に導入以来の骨の健康評価のための広範なツールをされています。.BMD1319,20,21,22,23,の変化を調査するとき、DXA スキャンの検証をゴールド スタンダードとして示されています。その後、世界保健機関 (WHO) t zなど規範的基準を作成して-これらの地域の容積を簡単に取り込む11 は、少年と成人腰椎 (L1 L4) と腰の定義をスコア ,13,19,24。
法医学的ケースワークの法医人類学に益々 頼るよりさまざまな状況で白骨化した遺体を評価する手法の検討を奨励しています。致命的な飢餓や稚魚25,26, 代謝性骨疾患の同定で無視を伴うケースでは骨の質の指標として骨密度を評価する DXA スキャンのアプリケーションは、これらの潜在的な技術の中で、タフォノミー研究7,27の骨格要素の生存を推定します。
2015 米国保健社会福祉省の子供の虐待レポートで報告された児童虐待事件の 75.3% は何らかの致命的な不足から生じる 1,670 ~ 死者と怠慢と 49 の州28の怠慢だった無視の最も少年被害者が外部の身体的虐待の兆候に失敗するが、繁栄する失敗はすべてケース29,30に見られます。成長障害は、成長と発展をサポートする不十分な栄養摂取量として定義されます。これらはある怠慢栄養剥奪25,31から生じるさまざまな要因を持つことができます (ロスとアベル32より包括的なレビューを参照してください)。子供や幼児の死の結果意図的な飢餓が多く稀虐待25,33,34の最も極端な形として考慮され。これらの栄養欠乏は、骨の成長に大きな影響を持つ栄養失調35の即座の結果として子どもの成長を特に縦。骨格成長と鉱化作用は主にビタミン D とカルシウムに依存し、その補充を増加骨密度25,35,36にリンクされています。
識別または完成剖検31,37,38と方法に特別な配慮を採用も次を使用する必要がありますこれらのケースを起訴する非常に難しいです。したがって、致命的な飢餓や栄養失調を疑いがある場合、分解26の高度な状態のままを伴うケースでは特に学際的なアプローチが必要です。白骨化した遺体が関与している骨密度測定、歯科開発、スカル、および長骨の長さ26のパルス basilarisの測定などその他の骨格の指標と組み合わせて有用なツールです。幼児や青少年のため上記骨格の指標を使用せず、低 BMD は固有の代謝性疾患、栄養不良、または過程の結果であるかどうかを識別できないでしょう。もう一つの懸念は、体サイズ (身長と体重) 幼児や少年の遺骨の推定です。子供の骨の成長はサイズおよび年齢依存12最も規範的データ セットは比較のために身長や体重についての情報を必要があります。評価されて残るは識別された、推定方法を採用する必要があります。データは、1 つは、規範的な DXA 未満の幼児のみ一致した年齢です。1 歳以上の少年、エリマキシギ39またはデンバー成長研究のサンプルを含む基になる遺骨で体の大きさを推定年齢 1-1739,40は40が勧められています。年齢や体のサイズを推定、信頼区間が異なります、(CDC) 疾病対策センターに平均の比較生産成長曲線41が推定ボディサイズに対する信頼区間と同様に、レポートに含まする必要があります。ほとんどの場合、祖先とセックスに関する情報を特定できないこと祖先とセックスが骨密度に大きく影響する知られている青少年のため特に重要である思春期前の少年の骨格遺跡から注意することが重要です。大人。これらの状況で DXA 法を適用できない場合があります。識別された場合は、分析の前に、祖先・性別・体の大きさに関する生体情報を入手してください。
小児科での骨密度測定される最も広く利用可能な技術44DXA 規範的データ42,43の開発となりました。栄養失調の子供では、健常児よりも有意に低いレベルを BMD に表示し、無機栄養不良45の重症度と相関。腰椎や腰の DXA スキャンは、アメリカの大学放射線46によると少年を評価する最も適切な分野です。再現性は、脊椎、全体ヒップ成長期47を通して子供たちの全身に示されています。骨は成長の間に代謝の変化に敏感とヒップ全体評価25,47,よりもより精密であることがわかった主にで構成されるただし、腰椎は最寄り48. DXA を用いたスキャンは小児の評価では一般的です。しかし、DXA は二次元、それが真のボリュームをキャプチャしません、骨エリア13に基づく骨を生成します。子供たちは、これは体の重要な違いと骨サイズ内および子供12の年齢間。利用可能な最も規範的データは、DXA 測定との比較が適切な基準人口を選択する注意する必要があります (Binkovitz と Henwood13の一般的に使用される DXA 標準データベースの一覧を参照してください)。
次のスキャンでは、 z-スコアは年齢をマッチさせた、人口の特定の参照サンプルを使用して計算されます。Z-スコアはtから稚魚に適しています-スコア比較若いアダルト サンプル12測定骨密度。Z-1:58 の間のスコアを示し-2 以下スコア年齢49低 BMD を示します通常骨年齢の。T- とzの範囲は、1:58-スコアは平均から 2 標準偏差を表します。はっきりと、BMD 測定スコアが基準人口平均の上下 2 つの標準偏差内にある場合は、臨床的に正常考慮されます。
法医学人類学者の形態学的変化への依存は、多くのソースから来ています。1 つは、骨代謝疾患50を含む病気プロセスに起因する骨格の変化が。白骨化した遺体で特定疾患を識別する能力は 2 倍の利点: 1) 生物学的に情報を追加するそれをより堅牢にするプロファイルし、病理学的または与えた外傷の結果骨折 2) 識別する場合。様々 な骨代謝疾患51,52,53, が、現代的なままの骨密度対策に最も関連する骨粗しょう症です。骨粗鬆症は、骨の損失率は皮質骨骨密度53,,5455純損失で損失の率よりも大きいときに開発しています。海綿骨の損失のコンテンツ (例えば、os coxa) 海綿骨より4,55を持っている骨の特に破壊のリスク増加と相関しています。
DXA56,57,58,59と60他の方法を用いた考古学的群集で白骨化した遺体で骨粗鬆症と骨密度に関する数多くの研究が行われています。,61,62ただし、考古学的な文脈から成人の骨格で骨粗しょう症を査定した場合実務を無視, 骨粗鬆症の臨床的に診断が若い参照サンプル個人と同時期の平均値を必要とする。55,63,64を評価されています。これは法医人類学の文脈で問題ではないので個人が年齢とセックス - 股関節と腰椎、開発標準試料と現代人口に一致が続成作用によって骨密度の変更を考慮すべき法医学のままです。しかし、タフォノミーは考古学的なサンプルから正当な骨密度測定を取得する能力に影響を与える可能性が高い要因です。遺骨が埋葬数ヶ月を超えて潜在的な死後間隔条件から回復同様、法医学のコンテキストでの考察です。法医学の関心のこのような状況で見つかった遺跡から得られた任意の BMD スコアの十分な疑いを引き上げることができます。
骨粗鬆症では、 tを使用して評価されて臨床的に-個人の DXA65,66,67 を使用して若い大人参照サンプルを基準にして股関節や腰部の脊椎骨密度対策から派生した BMD 測定のスコア ,68。この標準試料は、スケルトンで骨粗しょう症の発生を識別するため使用できます。法医学のコンテキストでこれが役に立つ 2 つの理由: 高齢者と骨粗鬆症個人69と増加の骨の脆弱性からのもの 2) として可能な個人的な虐待を与えたトラウマに関連する 1) 骨折の区別識別機能50。
骨密度は、長い活動と動物70,71の栄養を反映する指標を考えられています。最近では、骨密度、骨の組み込みプロパティとして影響タフォノミー プロセス7その生存性が指摘されています。 分解の結果は骨格要素 (すなわち骨格の離散、解剖学的に完全な単位) の差分の生存、生存、または骨強度7,の予測因子として骨密度を使用ことができます。70,71,72,73,74,75これは法医学のコンテキストで重要として考古学と古生物学的環境十分にこの実務者の能力に影響を与えるという点で、生物学的プロファイル (または年齢、性別、身長、および祖先) を推定する方法を採用。特定の骨格要素だけが表示されます。
かさ密度 (骨密度測定に含まれる気孔スペース) タフォノミー プロセス7その感受性に影響を及ぼす骨の多孔性の構造に正確に検討し、このような状況で適切な測定であります。骨密度を評価するための多くのメソッドは、単一ビームの光子密度測定27,75, コンピューター断層撮影76,77,78, photodensitometry72 を含む採用されています。、79, と DXA80,,8182。DXA スキャンは分析中に、それは比較的高価、全身スキャンを実行することができます、および個々 の骨格要素を別々 に評価することができます他の方法が望ましいか一緒に可能性があります。骨密度を使用してスキャン前に、と後タフォノミー研究別のタフォノミーの要因と環境の82から生じる骨の生存に有益な情報を提供します。
このペーパーは、白骨化した遺体の DXA スキャンを取得するためのプロトコルを説明します。手法では一般的な臨床位置個人の腰椎を実行するとき、ヒップがスキャンします。これにより適切な規範的基準との遺骨を比較する実務家です。概説されたプロトコルは、後述の制限で少年と成人の両方のままに適用されます。

<table><tbody><tr><td>QDR Discovery 4500W system</td><td>Hologic</td><td>Discovery W</td><td>All inclusive DXA whole body scanner that includes APEX software for visualization and analysis of scans. Incorporates FRAX reference data developed by WHO to provide both t- and z- scores.</td></tr><tr><td>APEX 3.2</td><td>Hologic</td><td>APEX</td><td>Software used by the DXA PC connected to the bone desitometer (QDR Discovery 4500W system) to acquire the BMD data and analyze results.</td></tr></tbody></table>

scanning skeletal remains for bone mineral density in forensic contexts

本稿の目的は、裁判化学関連の遺骨で骨の質の評価を支援するため、有望な新しい手法を導入することです。骨密度は骨の栄養状態の青少年と大人の骨格残物の重要なコンポーネントと骨の質についての情報を提供できます。大人のままの病理学の条件または骨不全が発生したときに情報を提供できます。少年、一般に識別することは困難である致命的な飢餓や、ネグレクトのケースを解明する有用な指標を提供します。このペーパーでは、解剖学的オリエンテーションと二重エネルギー x 線吸収法 (DXA) を介したスキャンの白骨化した遺体の分析のためのプロトコルを提供します。3 つのケーススタディは、DXA スキャンが法医学の開業医に有益にすることができますを説明するために掲載されています。最初の事例個人重量で観測された縦骨折軸受骨を示し DXA 骨不全を評価するために使用します。骨密度は通常現在の破壊パターン別の病因を示唆していることが判明します。2 番目の事例は、慢性的な栄養失調の疑いを調査する DXA を採用しました。骨密度の結果は、長骨の長さからの結果と一致して少年が慢性的な栄養失調に苦しんでいた。最後の事例は、14 ヵ月の乳児で致命的な不足が疑われる致命的な飢餓の剖検所見をサポートする例を示します。DXA スキャンは、年齢の低い骨密度を示したし、幼児健康の伝統的な評価によって実証されます。ただしを扱うとき遺骨タフォノミー変化はこのメソッドを適用する前に考慮する必要があります。

ここで提案された方法論は、生きている患者で使用され、死亡した個人にその目新しさの考察を注意してください。図 6および図 8は、それぞれ AP 腰椎と左股関節のスキャンの結果を提示します。これらのスキャンで評価された人は、法医学的分析研究室のノースカロライナ州立大学で収容され、31 歳女性、死亡した白で?...

Watch this Scientific Journal Video about Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts at JoVE.com

法医学の文脈で遺骨をスキャンして骨ミネラル密度を測定する |医学 |ビデオ

Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts

骨密度 (BMD) 理解栄養摂取量の重要な要因であります。人骨、少年と大人、特に致命的な飢餓とネグレクトのケースの両方の生活の質を評価するために有用な指標です。このペーパーは、捜査目的のため人骨をスキャンするためのガイドラインを提供します。

法医学のコンテキストで骨密度のスキャンの遺骨

The purpose of this paper is to introduce a promising, novel method to aid in the assessment of bone quality in forensically relevant skeletal remains. ...

scanning-skeletal-remains-for-bone-mineral-density-forensic

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Medicine

Human Biology

Nutrition and Digestion

SCIENTISTS IN ACTION

17.5K ビュー.  North Carolina State University. 骨密度 (BMD) 理解栄養摂取量の重要な要因であります。人骨、少年と大人、特に致命的な飢餓とネグレクトのケースの両方の生活の質を評価するために有用な指標です。このペーパーは、捜査目的のため人骨をスキャンするためのガイドラインを提供します。

ビデオ: Scanning Skeletal Remains for Bone Mineral Density in Forensic Contexts

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher frequency of fractures 1. As these fractures often occur in regions that have lost normal sensory function, the patient is at a greater risk of fracture-dependent pathologies, including death. SCI-dependent loss in both bone mineral density (BMD, grams/cm2) and bone mineral content (BMC, grams) has been attributed to mechanical disuse 2, aberrant neuronal signaling 3 and hormonal changes 4. The use of rodent models of SCI-induced osteoporosis can provide invaluable information regarding the mechanisms underlying the development of osteoporosis following SCI as well as a test environment for the generation of new therapies 5-7 (and reviewed in 8). Mouse models of SCI are of great interest as they permit a reductionist approach to mechanism-based assessment through the use of null and transgenic mice. While such models have provided important data, there is still a need for minimally-invasive, reliable, reproducible, and quantifiable methods in determining the extent of bone loss following SCI, particularly over time and within the same cohort of experimental animals, to improve diagnosis, treatment methods, and/or prevention of SCI-induced osteoporosis.
An ideal method for measuring bone density in rodents would allow multiple, sequential (over time) exposures to low-levels of X-ray radiation. This study describes the use of a new whole-animal scanner, the IVIS Lumina XR (Caliper Instruments) that can be used to provide low-energy (1-3 milligray (mGy)) high-resolution, high-magnification X-ray images of mouse hind limb bones over time following SCI. Significant bone density loss was seen in the tibiae of mice by 10 days post-spinal transection when compared to uninjured, age-matched control (na&iuml;ve) mice (13% decrease, p&lt;0.0005). Loss of bone density in the distal femur was also detectable by day 10 post-SCI, while a loss of density in the proximal femur was not detectable until 40 days post injury (7% decrease, p&lt;0.05). SCI-dependent loss of mouse femur density was confirmed post-mortem through the use of Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA), the current "gold standard" for bone density measurements. We detect a 12% loss of BMC in the femurs of mice at 40 days post-SCI using the IVIS Lumina XR. This compares favorably with a previously reported BMC loss of 13.5% by Picard and colleagues who used DXA analysis on mouse femurs post-mortem 30 days post-SCI 9. Our results suggest that the IVIS Lumina XR provides a novel, high-resolution/high-magnification method for performing long-term, longitudinal measurements of hind limb bone density in the mouse following SCI.

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

A longitudinal examination of bone loss in the femurs and tibiae of adult mice was performed following spinal cord injury using sequential low-dose X-ray scans. Tibia bone loss was detected throughout the study, while bone loss in the femur was not detected until 40 days post injury.

小説を使用して、脊髄損傷後のマウス後肢の骨の損失の経時的評価、 in vivoで、方法論

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher ...

医学

Optimized Bone Sampling Protocols for the Retrieval of Ancient DNA from Archaeological Remains

The methods presented here seek to maximize the chances for the recovery of human DNA from ancient archaeological remains while limiting input sample material. This was done by targeting anatomical sampling locations previously determined to yield the highest amounts of ancient DNA (aDNA) in a comparative analysis of DNA recovery across the skeleton. Prior research has suggested that these protocols maximize the chances for the successful recovery of ancient human and pathogen DNA from archaeological remains. DNA yields were previously assessed by Parker et al. 2020 in a broad survey of aDNA preservation across multiple skeletal elements from 11 individuals recovered from the medieval (radiocarbon dated to a period of circa (ca.) 1040-1400 CE, calibrated 2-sigma range) graveyard at Krakauer Berg, an abandoned medieval settlement near Pei&#223;en Germany. These eight sampling spots, which span five skeletal elements (pars petrosa, permanent molars, thoracic vertebra, distal phalanx, and talus) successfully yielded high-quality ancient human DNA, where yields were significantly greater than the overall average across all elements and individuals. Yields were adequate for use in most common downstream population genetic analyses. Our results support the preferential use of these anatomical sampling locations for most studies involving the analyses of ancient human DNA from archaeological remains. Implementation of these methods will help to minimize the destruction of precious archaeological specimens.

The protocol presents a series of best practice protocols for the collection of bone powder from eight recommended anatomical sampling locations (specific locations on a given skeletal element) across five different skeletal elements from medieval individuals (radiocarbon dated to a period of ca. 1040-1400 CE, calibrated 2-sigma range).

考古学的遺跡から古代DNAを検索するための最適化された骨サンプリングプロトコル

The methods presented here seek to maximize the chances for the recovery of human DNA from ancient archaeological remains while limiting input sample ...

遺伝学

Proximal Cadaveric Femur Preparation for Fracture Strength Testing and Quantitative CT-based Finite Element Analysis

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength. Because ex vivo biological tissues are prone to lose their mechanical properties over time, specimen preparation for experimental testing must be performed carefully to obtain reliable results that represent in vivo conditions. For that reason, we designed a protocol and a set of fixtures to prepare the femoral specimens such that their mechanical properties experienced minimal changes. The femora were kept in a frozen state except during preparation steps and mechanical testing. The relevant clinical measures of total hip and femoral neck bone mineral density (BMD) were obtained with a clinical dual X-ray absorptiometry (DXA) bone densitometer, and the 3D geometry and distribution of bone mineral were obtained using CT with a calibration phantom for quantitative estimations based on the greyscale values. Any possible bone disease, fracture, or the presence of implants or artifacts affecting the bone structure, was ruled out with X-ray scans. For preparation, all bones were carefully cleaned of excess soft tissue, and were cut and potted at the internal rotation angle of interest. A cutting fixture allowed the distal end of the bone to be cut off leaving the proximal femur at a desired length. To allow positioning of the femoral neck at prescribed angles during later CT scanning and mechanical testing, the proximal femoral shafts were potted in polymethylmethacrylate (PMMA) using a fixture designed specifically for desired orientations. The data collected from our experiments were then used for validation of quantitative computed tomography (QCT)-based finite element analysis (FEA), as described in a different protocol. In this manuscript, we present the protocol for the precise bone preparation for mechanical testing and subsequent QCT/FEA modeling. The current protocol was successfully applied to prepare about 200 cadaveric femora over a 6-year time period.

We present a robust protocol on how to carefully preserve and prepare cadaveric femora for fracture testing and quantitative computed tomography imaging. The method provides precise control over input conditions for the purpose of determining relationships between bone mineral density, fracture strength, and defining finite element model geometry and properties.

破壊強度試験および定量的CTベースの有限要素解析のための近位の死体大腿骨の準備

Cadaveric fracture testing is routinely used to understand factors that affect proximal femur strength.  Because ex vivo biological tissues are prone to ...

骨折感受性のための機械的試験の原理とプロトコル

Practical Considerations for the Design, Execution, and Interpretation of Studies Involving Whole-Bone Bending Tests of Rodent Bones

Skeletal fragility leading to fracture is an American public health crisis resulting in 1.5 million fractures each year and $18 billion in direct care costs. The ability to understand the mechanisms underlying bone disease and the response to treatment is not only desired, but critical. Mechanical testing of bone serves as a valuable technique for understanding and quantifying a bone&#39;s susceptibility to fracture. While this method appears simple to perform, inappropriate and inaccurate conclusions may be reached if governing assumptions and key steps are disregarded by the user. This has been observed across disciplines as studies continue to be published with misuse of methods and incorrect interpretation of results. This protocol will serve as a primer for the principles associated with mechanical testing along with the application of these techniques-from considerations of sample size through tissue harvesting and storage, to data analysis and interpretation. With this in hand, valuable information regarding a bone&#39;s susceptibility to fracture may be obtained, furthering understanding for both academic research and clinical solutions.

著者スポットライト:全骨曲げ試験における精度と再現性の向上 

Mechanical testing of rodent bones is a valuable method for extracting information regarding a bone's susceptibility to fracture. Lacking proper practical understanding, the results may be overinterpreted or lack validity. This protocol will serve as a guide to ensure mechanical tests are performed accurately to provide valid and functional data.

げっ歯類の骨の全骨曲げ試験を含む研究の設計、実施、および解釈に関する実践的な考慮事項

Skeletal fragility leading to fracture is an American public health crisis resulting in 1.5 million fractures each year and $18 billion in direct care ...

生物工学

<meta charset="utf8"></head><body>外植片モデルを用いた骨形成のマルチモーダル解析

Comprehensive Characterization of Tissue Mineralization in an Ex Vivo Model

The extensive characterization of tissue mineralization in the context of bone regeneration represents a significant challenge, given the numerous modalities that are currently available for analysis. Here, we propose a workflow for a comprehensive evaluation of new bone formation using a relevant large animal osseous ex vivo explant. A bone defect (diameter = 3.75 mm; depth = 5.0 mm) is created in an explanted sheep femoral head and injected with a macroporous bone substitute loaded with a pro-osteogenic growth factor (bone morphogenetic protein 2 - BMP2). Subsequently, the explant is maintained in culture for a 28-day period, allowing cellular colonization and subsequent bone formation. To evaluate the quality and structure of newly mineralized tissue, the following successive methods are set up: (i) Characterization and high-resolution 3D images of the entire explant using micro-CT, followed by deep learning image analyses to enhance the discrimination of mineralized tissues; (ii) Nano-indentation to determine the mechanical properties of the newly formed tissue; (iii) Histological examinations, such as Hematoxylin/Eosin/Saffron (HES), Goldner's trichrome, and Movat's pentachrome to provide a qualitative assessment of mineralized tissue, particularly with regard to the visualization of the osteoid barrier and the presence of bone cells; (iv) Back-scattering scanning electron microscopy (SEM) mapping with internal reference to quantify the degree of mineralization and provide detailed insights into surface morphology, mineral composition, and bone-biomaterial interface; (v) Raman spectroscopy to characterize the molecular composition of the mineralized matrix and to provide insights into the persistence of BMP2 within the cement through the detection of peptide bonds. This multimodal analysis will provide an effective assessment of newly formed bone and comprehensive qualitative and quantitative insights into mineralized tissues. Through the standardization of these protocols, we aim to facilitate interstudy comparisons and improve the validity and reliability of research findings.

<meta charset="utf8"></head><body>著者スポットライト:骨再生研究における組織石灰化の特性評価のための高度な技術

The proposed protocol entails a global approach to assess bone formation in the context of bone regeneration using multimodal analyses. It aims to provide qualitative and quantitative information on new bone formation, enhancing the rigor and validity of basic and pre-clinical investigations.

Ex Vivoモデルにおける組織石灰化の包括的な特性評価

The extensive characterization of tissue mineralization in the context of bone regeneration represents a significant challenge, given the numerous ...

<meta charset="utf8"></head><body>超音波BDAT装置を用いた皮質骨評価

Cortical Bone Assessment Using Ultrasonic Guided Waves: A Reproducibility Study in a Healthy Population

Fragility fractures are still a worldwide health burden in the context of population aging. In particular, the global number of hip fractures is expected to double between 2020 and 2050. Therefore, it is essential to detect patients at risk of fragility fracture at the population scale. The current golden standard is dual X-ray absorptiometry (DXA), providing the areal bone mineral density (aBMD). Ultrasonic devices, usually more portable and cheaper than X-ray devices, represent interesting DXA alternatives as screening tools. However, operator dependency is usually recognized as their main drawback. In this study, the measurement protocol of the bi-directional axial transmission (BDAT) ultrasonic device is presented in detail. The dedicated ultrasonic probe is placed at the one-third distal radius of the non-dominant forearm using conventional coupling gel. The guided interface provides in quasi-real time (about 2 Hz) four parameters of interest: velocities of the first arriving signal (vFAS) and the A0 mode (vA0),&#160;cortical thickness (Ct.Th) and porosity (Ct.Po), as well as four quality parameters. The operator moves the probe slowly at the measurement site, carefully observing the feedback provided by the interface until finding a stable position and starting a series of 10 acquisitions. When at least four consistent series are obtained, the measurement ends, and an automatic report is generated. The measurement usually takes about 5 min to complete. To determine the robustness of this protocol, a reproducibility study was conducted among 3 operators (one expert and two novices) and 14 healthy participants (6 women, 8 men, 21-53 years old). The intraclass correlation coefficients (ICC) were found good for vA0 (0.76), Ct.Po (0.80) or excellent for Ct.Th (0.87) and vFAS (0.91). The standard deviations were found to be less than 10% of the total ranges in clinical practice.

<meta charset="utf8"></head><body>超音波ガイド波を用いた皮質骨評価:健常者集団における再現性研究

Here, we present the measurement protocol of the bi-directional axial transmission (BDAT) ultrasonic device in detail and test it in a reproducibility study, considering 14 healthy participants and 3 operators. Reliability, measured with the intraclass correlation coefficients (ICC), was good to excellent for four parameters of interest.

超音波ガイド波を用いた皮質骨評価:健常者集団における再現性研究

Fragility fractures are still a worldwide health burden in the context of population aging. In particular, the global number of hip fractures is expected ...

法医学のコンテキストで骨密度のスキャンの遺骨

要約

さらに動画を探す

この動画の章

小説を使用して、脊髄損傷後のマウス後肢の骨の損失の経時的評価、 in vivoで、方法論

考古学的遺跡から古代DNAを検索するための最適化された骨サンプリングプロトコル

破壊強度試験および定量的CTベースの有限要素解析のための近位の死体大腿骨の準備

げっ歯類の骨の全骨曲げ試験を含む研究の設計、実施、および解釈に関する実践的な考慮事項

げっ歯類の骨の全骨曲げ試験を含む研究の設計、実施、および解釈に関する実践的な考慮事項

げっ歯類の骨の全骨曲げ試験を含む研究の設計、実施、および解釈に関する実践的な考慮事項

Ex Vivoモデルにおける組織石灰化の包括的な特性評価

Ex Vivoモデルにおける組織石灰化の包括的な特性評価

Ex Vivoモデルにおける組織石灰化の包括的な特性評価

超音波ガイド波を用いた皮質骨評価:健常者集団における再現性研究