同步辐射技术对大鼠腰椎小关节退变的三维可视化研究

作者：罗子翔; 胡建中; 吕红斌; 段春岳; 姜力元; 曹勇; 陈华斌; 肖体乔

来源：中国脊柱脊髓杂志, 2018, 28(04): 353-359.

DOI：10.3969/j.issn.1004-406X.2018.04.11

• 同步辐射
• 相位衬度成像
• 腰椎小关节
• 三维可视化

目的 :利用同步辐射相衬成像技术(synchrotron radiation propagation phase contrast micro-tomography,SR-PPCT)对大鼠腰椎小关节(lumbar facet joint,LFJ)的解剖微结构进行三维可视化观测及量化分析,探讨小关节源性腰痛(low back pain,LBP)的潜在机制。方法:取成年(对照组)和老化(实验组)SD大鼠L4/5小关节,经多聚甲醛固定、梯度脱水后于上海光源X射线成像与生物医学应用(BL13W1)光束线站进行扫描。采用独立样本t检验比较两组大鼠LFJ间软骨、软骨下骨板、松质骨、关节间隙的差异。结果:成年组大鼠LFJ关节间隙为38.00±4.50μm,软骨厚度为15.6±0.63μm,软骨体积为(51.25±1.49)×104μm3,软骨下骨板厚度为16.37±1.23μm,软骨下骨骨体积分数(BV/TV)为(60±5)%,表面积体积分数(BS/TV)为180±20mm-1,松质骨骨小梁数量(Tb N)为6.85±0.31mm-1;老化组LFJ关节间隙为16.25±0.85μm,软骨厚度为18.90±2.14μm,软骨体积为(37.00±1.83)×104μm3,软骨下骨板厚度为72.48±3.14μm,软骨下骨骨体积分数(BV/TV)为(87±4)%,表面积体积分数(BS/TV)为0.97±0.08mm-1,松质骨骨小梁数量(Tb N)为2.07±0.21mm-1;与成年组相比,老化组大鼠LFJ关节间隙变窄(P<0.05)、软骨容量减低(P<0.05),软骨厚度改变无统计学差异(P>0.05)、软骨下骨骨板增厚(P<0.05),孔隙状结构消失,松质骨骨小梁数量减少(P<0.05)。结论 :SR-PPCT可实现软骨和软骨下骨的同时高精度三维可视化观测;LFJ退变过程中软骨和软骨下骨形态均发生明显改变。

• 单位
  中南大学湘雅医院; 中南大学; 中国科学院上海应用物理研究所