Name: Analyzing Micro-Computed Tomography (CT) Images of Murine Trabecular Bone
Uploaded: 2023-09-08T14:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Micro-Computed Tomography CT Images of Murine Trabecular Bone at JoVE.com

analyzing micro-computed tomography (ct) images of murine trabecular bone

צביעת HE ומיקרו-CT להערכת מיקרו-ארכיטקטורה של עצם טרבקולרית מורין

Osteoporosis is a prevalent metabolic bone disease, especially among the elderly, and is associated with an increased risk of fragility fractures. As osteoporosis becomes more common in China1, there will be a growing demand for studying the bone structures of small animals2,3. The previous methods of measuring bone loss rely on the outcomes of two-dimensional dual-energy x-ray absorptiometry. However, this does not capture the changes in the architectural microstructure of the trabecular bone, which is a key factor for skeletal strength4. The microstructure of bone affects its strength, stiffness, and fracture resistance. By comparing bone microarchitecture in normal and pathological states, changes in bone tissue morphology, structure, and function caused by osteoporosis can be identified. This information contributes to the understanding of the development of osteoporosis and its association with other diseases. 
Micro-computed tomography (Micro-CT) imaging has recently become a popular technique for bone morphology assessment, where it can provide accurate and comprehensive data on bone structure and density parameters such as bone volume fraction, thickness, and separation5,6. At the same time, the Micro-CT results can be affected by the analysis software7. Different methods of image acquisition, evaluation, and reporting are used by various commercial Micro-CT systems. This inconsistency makes it hard to compare and interpret the results reported by different studies5. Also, it cannot currently replace bone histomorphometry in providing researchers with information on cellular-level parameters in the skeletal system8. Meanwhile, histologic techniques allow direct observation and measurement of the microscopic morphology of bone. Hematoxylin and eosin (HE) staining is a common staining technique used in histology to visualize the general structure of cells and tissues. It is used to identify the presence of bone tissue and its microarchitecture.
This article uses Micro-CT combined with tissue slicing technique (Hematoxylin-Eosin [HE] staining) to collect bone tissue images and perform quantitative analysis of trabecular bone to evaluate the changes of bone microstructure in an osteoporosis mouse model.

מחבר זרקור: שיטה כלכלית ויעילה להערכה כמותית של מיקרו-ארכיטקטורה של עצם במודל אוסטאופורוזיס מורין 

הערכת מיקרו-ארכיטקטורה של עצם טרבקולרית במודל עכבר אוסטאופורוזיס

Our research focused on the effects of traditional Chinese medicine, or TCM, on osteoporosis. We are trying to explore the mechanism, efficacy, and safety of TCM intervention for osteoporosis. Micro-computed tomography imaging has recently become a popular technique for bone morphology assessment.It can provide accurate and comprehensive data on bone structure and density parameters, such as bone volume, fracture thickness, and separation. The skeletal system is the most unique tissue structure in terms of the physical properties of the body. It contains the inorganic component arginine calcium phosphate, and it is hard and stiff as a result.The process of hurting bone symptoms is tedious. We provided a complete and detailed process from modeling to osteoporosis in evaluation for researchers. We believe the application of the technology will undoubtedly bring great improvements to osteoporosis research in the context of ethnomedicine exploration.

Watch this Scientific Journal Video about Analyzing Micro-Computed Tomography CT Images of Murine Trabecular Bone at JoVE.com

Analyzing Micro-Computed Tomography (CT) Images of Murine Trabecular Bone  

ניתוח תמונות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (CT) של עצם טרבקולרית מורין

כדי להתחיל לנתח את הטומוגרפיה המיקרו-ממוחשבת, או תמונות מיקרו CT, בתוכנת מערכת ההדמיה micro CT, בחר את הנתונים לניתוח. לחץ על Sub והגדר את גודל הפיקסלים ל- 10 מיקרון. הזז ושנה את גודל האזור המעניין, או החזר ההשקעה, כך שיכלול את עצם הירך הדיסטלית מעל לוח הצמיחה.לאחר מכן, לחץ על התחל. לאחר מכן, לחץ על ניתוח 3D כפתור כדי לקבל את שחזור 3D וכתוצאה מכך. ייצא את הנתונים ממערכת מיקרו CT למחשב לצורך ניתוח.לאחר ייבוא נתוני ה- CT המשוחזרים, לחץ על מחשבון תהליך ותמונה. לאחר מכן לחצו ברצף על Region Pad ו-Interactive. התאם את תיבת הסימון הצהובה ל- ROI המתאים.לאחר היציאה ממחשבון התמונה, בחר את ניתוח מיקרו-ארכיטקטורת העצם, או את תוסף BMA, ולחץ על קליפת המוח המקטע ועל Segment Trabeculae. לבסוף, לחץ על מדידת עצם כדי לחשב את המדדים המורפומטריים של העצם. הפרמטרים המיקרו-אדריכליים הטרבקולריים נמדדו בעכברים משתי קבוצות, הקבוצה המופעלת על ידי דמה וקבוצת מודל אוסטאופורוזיס השחלות, או קבוצת OVX.התוצאות הצביעו על הבדלים משמעותיים בין עכברים משתי הקבוצות. היחס בין נפח העצם לנפח הרקמה הכולל בקבוצת OVX היה נמוך ב-3% מזה שבקבוצת הדמה. עובי הטרבקולרי בעכברים מקבוצת OVX היה נמוך מזה שבקבוצת הדמה, וההפרדה הטרבקולרית בעכברי OVX הייתה גדולה מזו שבעכברי הדמה.תצוגות תלת-ממדיות של ROI טרבקולרי שחולצו מנפח עצם משוחזר גילו כי בהשוואה לקבוצת הדמה, בעכברי OVX, הטרבקולה הייתה דלילה והראתה אוסטאופורוזיס.

Research

JoVE Journal

Medicine

Analyzing Micro-Computed Tomography (CT) Images of Murine Trabecular Bone

Trabecular Bone Microarchitecture Evaluation in an Osteoporosis Mouse Model

Bone microstructure refers to the arrangement and quality of bone tissue at the microscopic level. Understanding the bone microstructure of the skeleton ...