Name: software-assisted quantitative measurement of osteoarthritic subchondral bone thickness
Uploaded: 2022-03-18T14:00:00
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Diese Arbeit wurde vom National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases der National Institutes of Health (NIH) unter der Award Number R01 AR059088, dem Department of Defense (DoD) unter der Forschungspreisnummer W81XWH-12-1-0304 und der Mary and Paul Harrington Distinguished Professorship Endowment unterstützt.

Alle in diesem Protokoll enthaltenen Tierverfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) am University of Kansas Medical Center in Übereinstimmung mit allen Bundes- und Landesgesetzen und -vorschriften genehmigt.
1. Bildung von Knie-OA bei Mäusen
<ol><li>Erstellen Sie ein Mausmodell für Knie-OA durch chirurgische Destabilisierung des medialen Meniskus (DMM), wie von Glasson et al.18 bei 22 Wildtyp-BALB / c-Mäusen im Alter ...

<ol>
	<li>Kotlarz, H., Gunnarsson, C. L., Fang, H., Rizzo, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insurer+and+out-of-pocket+costs+of+osteoarthritis+in+the+US:+evidence+from+national+survey+data.">Insurer and out-of-pocket costs of osteoarthritis in the US: evidence from national survey data.</a> Arthritis and Rheumatology. 60 (12), 3546-3553 (2009).</li><li>Buckwalter, J. A., Martin, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis.">Osteoarthritis.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 58 (2), 150-167 (2006).</li><li>Weinans, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+peri-articular+bone+changes+in+osteoarthritis.">Pathophysiology of peri-articular bone changes in osteoarthritis.</a> Bone. 51 (2), 190-196 (2012).</li><li>Baker-LePain, J. C., Lane, N. 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N., Mueller-Gerbl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+basic+science+of+the+subchondral+bone.">The basic science of the subchondral bone.</a> Knee Surgery, Sports, Traumatology, Arthrosclerosis. 18 (4), 419-433 (2010).</li><li>Milz, S., Putz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+morphology+of+the+subchondral+plate+of+the+tibial+plateau.">Quantitative morphology of the subchondral plate of the tibial plateau.</a> Journal of Anatomy. 185, 103-110 (1994).</li><li>Blalock, D., Miller, A., Tilley, M., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Joint+instability+and+osteoarthritis.">Joint instability and osteoarthritis.</a> Clinical Medicine Insights: Arthritis and Musculoskeleton Disorders. 8, 15-23 (2015).</li><li>Waung, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+X-ray+microradiography+for+high-throughput+phenotyping+of+osteoarthritis+in+mice.">Quantitative X-ray microradiography for high-throughput phenotyping of osteoarthritis in mice.</a> Osteoarthritis Cartilage. 22 (10), 1396-1400 (2014).</li><li>Botter, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cartilage+damage+pattern+in+relation+to+subchondral+plate+thickness+in+a+collagenase-induced+model+of+osteoarthritis.">Cartilage damage pattern in relation to subchondral plate thickness in a collagenase-induced model of osteoarthritis.</a> Osteoarthritis Cartilage. 16 (4), 506-514 (2008).</li><li>Nalesso, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+calmodulin+kinase+II+activity+is+required+for+cartilage+homeostasis+in+osteoarthritis.">Calcium calmodulin kinase II activity is required for cartilage homeostasis in osteoarthritis.</a> Science Reports. 11 (1), 5682 (2021).</li><li>Ding, M., Christian Danielsen, C., Hvid, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+hyaluronan+on+three-dimensional+microarchitecture+of+subchondral+bone+tissues+in+guinea+pig+primary+osteoarthrosis.">Effects of hyaluronan on three-dimensional microarchitecture of subchondral bone tissues in guinea pig primary osteoarthrosis.</a> Bone. 36 (3), 489-501 (2005).</li><li>Kraus, V. B., Huebner, J. L., DeGroot, J., Bendele, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+OARSI+histopathology+initiative+-+recommendations+for+histological+assessments+of+osteoarthritis+in+the+guinea+pig.">The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the guinea pig.</a> Osteoarthritis Cartilage. 18, 35-52 (2010).</li><li>McNulty, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+histological+assessment+of+osteoarthritis+lesions+in+Mice.">A comprehensive histological assessment of osteoarthritis lesions in Mice.</a> Cartilage. 2 (4), 354-363 (2011).</li><li>Glasson, S. S., Chambers, M. G., Van Den Berg, W. B., Little, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+OARSI+histopathology+initiative+-+recommendations+for+histological+assessments+of+osteoarthritis+in+the+mouse.">The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse.</a> Osteoarthritis Cartilage. 18, 17-23 (2010).</li><li>Pritzker, K. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis+cartilage+histopathology:+grading+and+staging.">Osteoarthritis cartilage histopathology: grading and staging.</a> Osteoarthritis Cartilage. 14 (1), 13-29 (2006).</li><li>Mankin, H. J., Dorfman, H., Lippiello, L., Zarins, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+metabolic+abnormalities+in+articular+cartilage+from+osteo-arthritic+human+hips.+II.+Correlation+of+morphology+with+biochemical+and+metabolic+data.">Biochemical and metabolic abnormalities in articular cartilage from osteo-arthritic human hips. II. Correlation of morphology with biochemical and metabolic data.</a> Journal of Bone and Joint Surgery American. 53 (3), 523-537 (1971).</li><li>Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+surgical+destabilization+of+the+medial+meniscus+(DMM)+model+of+osteoarthritis+in+the+129/SvEv+mouse.">The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse.</a> Osteoarthritis Cartilage. 15 (9), 1061-1069 (2007).</li><li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcription+factor+Nfat1+deficiency+causes+osteoarthritis+through+dysfunction+of+adult+articular+chondrocytes.">Transcription factor Nfat1 deficiency causes osteoarthritis through dysfunction of adult articular chondrocytes.</a> Journal of Pathology. 219 (2), 163-172 (2009).</li><li>Zhang, M., Lu, Q., Budden, T., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NFAT1+protects+articular+cartilage+against+osteoarthritic+degradation+by+directly+regulating+transcription+of+specific+anabolic+and+catabolic+genes.">NFAT1 protects articular cartilage against osteoarthritic degradation by directly regulating transcription of specific anabolic and catabolic genes.</a> Bone Joint Research. 8 (2), 90-100 (2019).</li><li>Zhang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetically+mediated+spontaneous+reduction+of+NFAT1+expression+causes+imbalanced+metabolic+activities+of+articular+chondrocytes+in+aged+mice.">Epigenetically mediated spontaneous reduction of NFAT1 expression causes imbalanced metabolic activities of articular chondrocytes in aged mice.</a> Osteoarthritis Cartilage. 24 (7), 1274-1283 (2016).</li><li>Rodova, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nfat1+regulates+adult+articular+chondrocyte+function+through+its+age-dependent+expression+mediated+by+epigenetic+histone+methylation.">Nfat1 regulates adult articular chondrocyte function through its age-dependent expression mediated by epigenetic histone methylation.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 26 (8), 1974-1986 (2011).</li><li>Jackson, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depletion+of+protease-activated+receptor+2+but+not+protease-activated+receptor+1+may+confer+protection+against+osteoarthritis+in+mice+through+extracartilaginous+mechanisms.">Depletion of protease-activated receptor 2 but not protease-activated receptor 1 may confer protection against osteoarthritis in mice through extracartilaginous mechanisms.</a> Arthritis and Rheumatology. 66 (12), 3337-3348 (2014).</li></ol>

Die Messung der SCB-Verdickung ist ein wichtiger Bestandteil der histologischen Beurteilung des OA-Schweregrads. Die meisten bestehenden OA-Grading-Systeme konzentrieren sich hauptsächlich auf Knorpelveränderungen15,16,17. Eine weit verbreitete murine osteoarthritische SCB-Dickengradierungsmethode, die SCB-Verdickung als leicht, mittelschwer und schwer kategorisiert, ist weitgehend subjektiv und ihre Zuverlässigkeit wurde nic...

Osteoarthritis (OA), röntgenographisch gekennzeichnet durch Gelenkraumverengung aufgrund des Verlustes von Gelenkknorpel, Osteophyten und subchondraler Knochen (SCB) Sklerose, ist die häufigste Form der Arthritis1,2. Obwohl die Rolle des periartikulären Knochens in der Ätiologie von OA nicht vollständig verstanden ist, wird allgemein angenommen, dass Osteophytenbildung und SCB-Sklerose eher das Ergebnis des Krankheitsprozesses als ursächliche Faktoren sind, aber Veränderungen in der periartikulären Knochenarchitektur / -form und -biologie können zur Entwicklung und progression von OA beitragen3,4 . Die Entwicklung eines genauen und leicht durchführbaren OA-Bewertungssystems, einschließlich SCB-Messung, ist entscheidend für vergleichende Studien zwischen Forschungslabors und für die Bewertung der Wirksamkeit von Therapeutika, die das Fortschreiten der OA verhindern oder abschwächen sollen.
SCB ist mit einer dünnen kuppelartigen Knochenplatte und einer darunter liegenden Schicht aus trabekulärem Knochen aufgebaut. Die SCB-Platte ist die kortikale Lamelle, die parallel zum und unmittelbar unter dem verkalkten Knorpel liegt. Kleine Äste der arteriellen und venösen Gefäße sowie Nerven dringen durch die Kanäle in der SCB-Platte ein und kommunizieren zwischen dem verkalkten Knorpel und dem trabekulären Knochen. Der subchondrale trabekuläre Knochen enthält Blutgefäße, sensorische Nerven, Knochenmark und ist poröser und metabolischer als die SCB-Platte. Daher übt SCB stoßdämpfende und unterstützende Funktionen aus und ist auch wichtig für die Knorpelnährstoffversorgung und den Stoffwechsel in normalen Gelenken5,6,7,8.
SCB-Verdickung (in der Histologie) und Sklerose (in der Radiographie) sind die Hauptmerkmale von OA und Schlüsselforschungsbereichen der OA-Pathophysiologie. Die Messung der SCB-Verdickung ist ein wichtiger Bestandteil der histologischen Beurteilung des OA-Schweregrads. Zuvor berichtete digitale Mikroradiographie zur Messung der SCB-Mineraldichte von Nagetieren9 sowie die auf Mikro-Computertomographie (Mikro-CT) basierende quantitative SCB-Messung in Nagetiermodellen von OA10,11,12,13 haben unser Verständnis der SCB-Struktur und der Rolle von SCB-Veränderungen in der OA-Pathophysiologie verbessert. SCB-Fläche und -Dicke wurden auch mit histologischen Objektträgern unter Verwendung eines ausgeklügelten Computersystems mit spezifischer und teurer Knochenhistomorphometrie-Software quantifiziert14. Dennoch sind visuelle Schätzungsbasierte semiquantitative OA-Grading-Systeme, einschließlich SCB-Verdicker-Grading, derzeit weiter verbreitet als Mikro-CT, da die Grading-Systeme einfach zu bedienen sind, insbesondere für das Screening zahlreicher histologischer Bilder. Die meisten bestehenden OA-Grading-Systeme konzentrieren sich jedoch hauptsächlich auf Knorpelveränderungen15,16,17. Eine weit verbreitete osteoarthritische SCB-Dickengradierungsmethode, die die SCB-Verdickung als leicht, mittelschwer und schwer einstuft, ist weitgehend subjektiv und ihre Zuverlässigkeit wurde nicht vollständig validiert15. Ein zuverlässiges und einfach auszuführendes schrittweises osteoarthritisches SCB-Dickenmessprotokoll ist entweder nicht vollständig entwickelt oder nicht standardisiert.
Diese Studie zielte darauf ab, ein reproduzierbares, empfindliches und leicht auszuführendes Protokoll zur quantitativen Messung der SCB-Dicke in einem Mausmodell von OA zu entwickeln. Unsere strengen Messtests und statistischen Analysen zeigten, dass dieses softwaregestützte quantitative Messprotokoll imageJ die SCB-Dicke sowohl in normalen als auch in osteoarthritischen Kniegelenken quantifizieren kann. Das neu entwickelte Protokoll ist reproduzierbar und empfindlicher gegenüber leichten SCB-Änderungen als die weit verbreiteten visuellen Grading-Systeme. Es kann zur Erkennung früher osteoarthritischer SCB-Veränderungen und zur Beurteilung der In-vivo-Wirksamkeit von OA-Behandlungen in Verbindung mit der OA-Knorpeleinstufung verwendet werden.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Safranin-O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S8884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast green</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F7252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>GHS216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E4382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>illustrator</td>
			<td>Adobe</td>
			<td>Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

software-assisted quantitative measurement of osteoarthritic subchondral bone thickness

Subchondrale Knochenverdickung und Sklerose sind die Hauptmerkmale der Osteoarthritis (OA), sowohl im Tiermodell als auch beim Menschen. Derzeit wird der Schweregrad der histologischen subchondralen Knochenverdickung hauptsächlich durch auf visueller Schätzung basierende semi-quantitative Grading-Systeme bestimmt. Dieser Artikel stellt ein reproduzierbares und leicht auszuführendes Protokoll zur quantitativen Messung der subchondralen Knochendicke in einem Mausmodell von Knie-OA vor, das durch Destabilisierung des medialen Meniskus (DMM) induziert wird. Dieses Protokoll verwendete die ImageJ-Software, um die subchondrale Knochendicke auf histologischen Bildern zu quantifizieren, nachdem eine Region von Interesse im medialen Femurkondylus und dem medizinischen Tibiaplateau definiert wurde, wo subchondrale Knochenverdickung normalerweise bei DMM-induzierter Knie-OA auftritt. Als Kontrollen wurden histologische Bilder von Kniegelenken mit einem Scheinverfahren verwendet. Statistische Analysen zeigten, dass das neu entwickelte quantitative subchondrale Knochenmesssystem mit geringen Intra- und Interbeobachtervariabilitäten hochgradig reproduzierbar war. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das neue Protokoll empfindlicher auf subtile oder milde subchondrale Knochenverdickung reagiert als die weit verbreiteten visuellen Grading-Systeme. Dieses Protokoll eignet sich sowohl zur Erkennung früher als auch fortschreitender osteoarthritischer subchondraler Knochenveränderungen und zur Beurteilung der In-vivo-Wirksamkeit von OA-Behandlungen in Verbindung mit der OA-Knorpeleinstufung.

Reproduzierbarkeitsvergleich zwischen visueller Schätzungsbewertung und ImageJ-gestützter quantitativer Messung: Die SCB-Dicke in 48 Regions of Interest (ROI) (24 MFC und 24 MTP), definiert aus einem mittleren Abschnitt jedes Knies von 24 Knien/Tieren, wurde von drei unabhängigen Individuen unter Verwendung des bestehenden visuellen 0-3-Scoring-Schemas, wie in der Literatur beschrieben, bewertet15,23, wobei 0 = normal (keine SCB-Verdickung)...

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Software-Assisted Quantitative Measurement of Osteoarthritic Subchondral Bone Thickness

Dieser Methodenartikel stellt ein softwaregestütztes quantitatives Messprotokoll zur Quantifizierung der histologischen subchondralen Knochendicke in murinen osteoarthritischen Kniegelenken und normalen Kniegelenken als Kontrollen vor. Dieses Protokoll ist sehr empfindlich gegenüber subtiler Verdickung und eignet sich zur Erkennung früher osteoarthritischer subchondraler Knochenveränderungen.

Softwaregestützte quantitative Messung der osteoarthritischen subchondralen Knochendicke

Subchondral bone thickening and sclerosis are the major hallmarks of osteoarthritis (OA), both in animal models and in humans. Currently, the severity of ...

Subchondrale Knochenverdickung oder Sklerose ist eines der Kennzeichen der Osteoarthritis, sowohl im Tiermodell als auch beim Menschen. Derzeit wird der Schweregrad der histologischen subchondralen Knochenverdickung hauptsächlich durch visuelle Schätzung auf der Grundlage semiquantitativer Grading-Systeme bestimmt. Diese Studie zielt darauf ab, ein reproduzierbares und leicht auszuführendes Protokoll zur quantitativen Messung der subchondralen Knochendicke in einem Mausmodell der Knie-OA zu entwickeln, das durch Destabilisierung des medialen Meniskus induziert wird.Wir haben ein Mausmodell für Kniearthrose durch chirurgische Destabilisierung des medialen Meniskus erstellt, die unter dem Operationsmikroskop und dem sterilen Zustand durchgeführt wird. Der histologische Prozess der Kniegelenke der Maus umfasst Gewebefixierung, Entkalkung, Trimmen, Verarbeiten, Einbetten, Schneiden und Färben, gefolgt von mikroskopischer Bildgebung. Das Bild auf dem Bildschirm zeigt die Kniearthrose der Maus mit Gelenkknorpelläsionen, Osteophytenbildung und subchondraler Knochenverdickung Quantitative Messung des osteoarthritischen subchondralen Knochens mit der ImageJ-Software.Laden Sie ImageJ von imagej.nih.gov/ij herunter. Öffnen Sie ImageJ. Klicken Sie auf die Registerkarte Datei und dann auf die Option Öffnen, um das histologische Bild zu öffnen.Suchen Sie die Adresse des Dateiverzeichnisses, wählen Sie die Bilddatei aus, und klicken Sie auf Öffnen. Verwenden Sie das Geradelinien-Werkzeug, um eine Längeneinheit(einen Mikrometer) zu skizzieren, und klicken Sie auf Analysieren (Analyze) und dann auf Skalierung festlegen (Set Scale). Stellen Sie den bekannten Abstand und das Pixel-Seitenverhältnis auf eins und klicken Sie auf Ok.ImageJ kann die Pixellänge in die Einheitslänge eines Mikrometers umwandeln.Legen Sie den gemessenen Faktor auf Fläche fest. Klicken Sie auf Analysieren, dann auf Messung festlegen und aktivieren Sie im neuen Fenster das Kontrollkästchen Fläche und Grenzwert auf Schwellenwert. In diesem Schritt wird ImageJ so eingestellt, dass der Parameterbereich innerhalb des ausgewählten Schwellenwerts gemessen wird.Definierter subchondraler Knochenbereich von Interesse, wie im Radio gezeigt, der die subchondrale kortikale Platte und einen Teil des darunter liegenden trabekulären Knochens neben der kortikalen Platte abdeckt. Skizzieren Sie den Umriss des gesamten subchondralen Knochenbereichs mit dem Auswahlwerkzeug unter dem Hauptfenster des Bildes. Die Auswahlwerkzeuge geben dem System einen Schwellenwert, um die Messung nach der Auswahl des Schwellenwerts zu begrenzen.Klicken Sie auf Analysieren und dann auf Messen. Es öffnet sich ein Ergebnisfenster mit Flächenmessung. Klicken Sie auf Bearbeiten und dann auf Außen löschen, um den Bereich außerhalb des gesamten subchondralen Knochenbereichs auszuschließen.Nachdem Sie auf die Option "Außen löschen" geklickt haben, ist nur der gesamte subchondrale Knochenbereich sichtbar. Klicken Sie auf Bild, dann auf Anpassen und dann auf Farbwert, um das Farbfenster für den Schwellenwert zu öffnen. Klicken Sie unten im Schwellenwert-Farbfenster auf Original, um den ursprünglichen Status des Bilds wiederherzustellen.Verwenden Sie Auswahlwerkzeuge, um eine kleine Box im Knochensubstanzbereich zu zeichnen. Klicken Sie unten im Fenster auf Sample Option (Sample Option), um den Knochensubstanzbereich zu definieren. Der ausgewählte Knochensubstanzbereich wird rot.Klicken Sie unten im Farbfenster des Schwellenwerts auf Auswählen, um einen Schwellenwert für die Flächenmessung zu erstellen. Klicken Sie im Hauptmenü von ImageJ auf Analysieren und dann auf Messen. Das Ergebnis der Messung des Knochensubstanzbereichs wird im Ergebnisfenster angezeigt.Speichern Sie die Daten der gesamten subchondralen Knochenfläche und der Knochensubstanzfläche. Die Inter- und Intraobservervariabilität sowie die Reproduzierbarkeit wurden durch pearsons Korrelationskoeffizientenanalyse bestimmt. Die Signifikanz des Unterschieds zwischen den Studiengruppen wurde mit Hilfe des Student t-Tests oder der Einweg-ANOVA bestimmt, gefolgt von einem Post-hoc-Test.Diese Abbildung zeigt die oberen und unteren Paneele. Das obere Feld zeigt Mikrofotografien histologischer Bilder aus Sham- und DMM-Gruppen für eine auf visueller Schätzung basierende subchondrale Knochenbewertung. Die unteren Panels zeigen Mikrofotografien histologischer Bilder aus Sham- und DMM-Gruppen für die ImageJ-gestützte, quantitative subchondrale Knochenmessung.Die mit einer gepunkteten gelben Linie umrandeten Felder, die mit Adobe Illustrator erstellt wurden, definieren den gesamten subchondralen Knochenbereich von Interesse. Der Bereich der Knochensubstanz innerhalb der Boxen ist orange hervorgehoben. Bemerkenswerte subchondrale Knochenverdickungen im medialen Femurkondylus und im medialen Tibiaplateau können mit der ImageJ-Software quantifiziert werden.In dieser Abbildung zeigen Interobserver-Variationstests eine hohe Reproduzierbarkeit zwischen Beobachtern sowohl für die erste als auch für die zweite Messung der subchondralen Knochendicke im medialen Tibiaplateau und den medialen femmoralen Kondylenregionen von Interesse. In dieser Abbildung zeigen Intraobserver-Variationstests eine hohe Reproduzierbarkeit zwischen den ersten und zweiten subchondralen Knochendickenmessungen im medialen Tibiaplateau und den medialen femmoralen Kondylenregionen von Interesse. Tabelle 1 zeigt eine vergleichende Analyse der Reproduzierbarkeit zwischen der visuellen Gradierung und der ImageJ-gestützten quantitativen Messung der subchondralen Knochendicke.Der Korrelationskoeffiziententest legt nahe, dass die quantitative Messung relativ reproduzierbarer war als das visuelle Bewertungssystem. Diese Abbildung zeigt eine vergleichende Sensitivitätsanalyse der visuellen Gradierung und die ImageJ-gestützte quantitative Messung der subchondralen Knochendicke im medialen Femurkondylus und im medialen Tibiaplateau. Die histologischen Bilder für die visuelle Schätzungsbewertung wurden in drei Gruppen unterteilt.Der quantitative subchondrale Knochendickenwert aller drei Beobachter für die DMM-Bilder mit einem visuellen Null-Score war signifikant höher als der der Sham-Bilder mit einem visuellen Null-Score, was darauf hindeutet, dass die quantitative Messung empfindlicher ist als die visuelle Einstufung auf eine leichte subchondrale Knochenverdickung. Das neu entwickelte Protokoll zur quantitativen Messung der osteoarthritischen subchondralen Knochendicke ist empfindlicher gegenüber leichten subchondralen Knochenveränderungen als die weit verbreiteten visuellen Grading-Systeme. Und dieses Protokoll kann zur Erkennung früher osteoarthritischer subchondraler Knochenveränderungen und zur Beurteilung der In-vivo-Wirksamkeit von Osteoarthritis-Behandlungen in Verbindung mit osteoarthritis knorpelgrading verwendet werden.

Research

JoVE Journal

Medicine

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Medizin

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