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MLRS、SRμCT对骨腱连接点结构的评估及LIPUS对其愈合的影响

作 者: 曾子腾
导 师: 吕红斌
学 校: 中南大学
专 业: 临床医学
关键词: 骨腱连接点 拉曼光谱 低强度脉冲超声 同步辐射显微断层成像 三维形态学
分类号: R816.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


目的1.利用显微激光拉曼光谱仪(MLRS)检测兔髌骨-髌腱连接点(PPT)损伤愈合过程的各层结构变化,建立评估其愈合程度的新方法;观察低强度脉冲超声(LIPUS)治疗对PPT损伤愈合过程的影响。2.利用同步辐射显微断层成像(SRμCT)技术建立一种评估PPT三维形态学特点的新方法。方法1. MLRS检测方法:健康骨成熟的新西兰雄兔44只,其中4只作为正常对照组,其余40只在制作兔髌骨部分切除模型后,随机分为两组:LIPUS治疗组和假治疗对照组。治疗组动物于术后即开始LIPUS治疗,20分钟/次,1次/天。假治疗对照组除予以模拟假治疗外其余处理均与LIPUS治疗组一致。分别于术后1、2、4、8、16周时安乐处死动物,收集PPT复合体组织。沿正中矢状面切取标本,以矢状面新生骨最长线为X轴(正常标本以正中线为X轴),MLRS沿X轴扫描兔PPT复合体,测量钙特征峰(960△cm-1)和胶原蛋白特征峰(2940△cm-1)强度,计算钙化基质比(960△cm-1/2940△cm-1),分析矿化程度和有机基质含量变化,判断各扫描点所属结构区域,最后结合X轴坐标计算新生骨(NB)、钙化纤维软骨层(CFC)和未钙化纤维软骨层(UCFC)长度。同时比较LIPUS治疗组与假治疗对照组NB、CFC、UCFC的长度。2.SRμCT检测方法:健康骨成熟的新西兰雄兔4只,提取正常兔髌骨-髌腱复合体组织,经固定、脱水处理后,利用SRμCT技术扫描标本,获取原始投射图,序贯使用CT-Reconstruction软件进行图像三维重构、使用CT-Program软件进行Slice位数转换、使用VG Studio Max2.1软件进行三维图像重建,分析兔髌骨-髌腱连接点的三维形态学特点。结果1. MLRS检测结果1.1正常兔髌骨-髌腱连接点的检测结果软骨下骨区(SCB)扫描点钙特征峰(960△cm-1)强度为1280cnt,胶原蛋白特征峰(2940△cm-1)强度为1300cnt,钙化基质比960△cm-1/2940△cm-1为0.985; CFC扫描点的钙特征峰强度为480cnt,胶原蛋白特征峰强度为1100cnt,钙化基质比为0.44;UCFC扫描点的钙特征峰强度为0cnt,胶原蛋白特征峰强度为1700cnt,钙化基质比为0;肌腱区(TF)扫描点的钙特征峰强度为0cnt,胶原蛋白特征峰强度为900cnt,钙化基质比为0。SCB各扫描点的矿化含量差距不大、矿化分布较均匀,CFC矿化含量逐渐降低,UCFC和肌腱区无矿化分布。肌腱各扫描点的胶原蛋白含量差距不大、有机胶原基质分布均匀,UCFC胶原蛋白含量分布不均,但都明显大于肌腱。正常兔PPT的CFC长度为1006.25±112.50μm,UCFC长度为1037.50±192.03μm,整个纤维软骨层总长度为2043.75±272.62μm。1.2兔PPT损伤愈合过程的检测结果损伤后1周,在残余髌骨与髌腱之间出现新生钙化层(包含NB与CFC)和新生UCFC;损伤后2周新生钙化层可以区分为NB和CFC;随着愈合时间的推移,NB、CF、UCFC长度逐渐增加,16周时CFC、UCFC、总FC长度分别达到正常值的62.11%、33.73%和47.71%。1.3LIPUS治疗对兔PPT损伤愈合的影响在损伤后8周和16周,LIPUS治疗组的CFC、UCFC、CFC+UCFC、 NB+CFC、NB+CFC+UCFC长度都显著大于假治疗对照组(P<0.05)。2. SRμCT成像结果使用SRμCT扫描实现了兔PPT三维可视化,建立了分辨率、成像距离等最佳成像参数,在0.74gm分辨率、2.5cm成像距离时成像效果最佳,可明显分辨SCB、CFC、UCFC、TF四层结构,直径约7-10μm的软骨细胞大部分呈串珠样线性排布、散在分布于纤维软骨区内。结论1.显微激光拉曼光谱仪可以成为一种有效的评估兔髌骨-髌腱连接点愈合程度的新方法;2. LIPUS治疗能显著增加兔髌骨-髌腱连接点各新生结构的长度,具有促进愈合的作用。3. SRμCT可对兔髌骨-髌腱连接点进行高分辨率显微成像,可以成为一种评估骨腱连接点的三维形态学特点的新方法。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-12
中英文对照  12-13
第一部分 利用显微激光拉曼光谱仪评估低强度脉冲超声治疗兔髌骨-髌腱连接点损伤愈合程度的初步研究  13-39
  第一章 前言  13-16
  第二章 材料与方法  16-20
    2.1 实验仪器及药品试剂  16
    2.2 实验动物分组及管理  16-17
    2.3 动物模型的建立:手术方法、术后处理及术后治疗  17
    2.4 显微激光拉曼光谱仪检测  17-19
    2.5 LIPUS治疗组与假治疗对照组各时间点新生结构长度对比  19
    2.6 统计学方法  19-20
  第三章 结果  20-33
    3.1 正常兔髌骨-髌腱连接点拉曼光谱检测结果  20-23
    3.2 自然愈合过程中兔髌骨-髌腱连接点的拉曼光谱检测结果  23-26
    3.3 LIPUS治疗组兔髌骨-髌腱连接点的拉曼光谱检测结果  26-29
    3.4 LIPUS治疗组对兔髌骨-髌腱连接点损伤愈合的影响  29-33
  第四章 讨论  33-38
    4.1 兔髌骨-髌腱连接点的形态学特点  33
    4.2 拉曼光谱  33-36
    4.3 低强度脉冲超声(LIPUS)治疗  36-37
    4.4 研究意义、局限性及展望  37-38
  第五章 结论  38-39
第二部分 初步探讨利用同步辐射显微断层成像技术观察兔髌骨-髌腱连接点三维形态学特点  39-54
  第一章 前言  39-41
  第二章 材料与方法  41-44
    2.1 实验仪器及药品、试剂  41
    2.2 实验标本获取及标本处理  41
    2.3 参数调整、设置  41-42
    2.4 标本扫描  42
    2.5 原始投射图像去噪、去背景  42-43
    2.6 图像重构、位数转换、图像三维重建  43-44
  第三章 结果  44-50
    3.1 不同分辨率的成像效果对比  44
    3.2 不同距离成像效果对比  44-47
    3.3 最优参数设置下的兔髌骨-髌腱连接点三维可视化  47-50
  第四章 讨论  50-53
    4.1 兔髌骨-髌腱连接点各层结构的构成及传统X线成像  50
    4.2 同步辐射显微断层成像技术  50-51
    4.3 标本处理  51-52
    4.4 研究意义、局限性和展望  52-53
  第五章 结论  53-54
参考文献  54-61
综述  61-70
  参考文献  67-70
致谢  70-72
攻读硕士期间的主要成果  72

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中图分类: > 医药、卫生 > 特种医学 > 放射医学 > 各部位及各科疾病的X线诊断与疗法 > 外科、骨科
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