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题目:不同年龄段关节软骨中PG含量与Micro-CT测量参数的相关性研究

关键词:关节软骨,骨关节炎,蛋白多糖,年龄,Micro-CT

  摘要



骨关节炎是一种常见的关节软骨退化疾病,它患病率高,且治疗困难。临床上发现时病情已到中晚期,手术治疗只可缓解症状,并不能达到病程的逆转。现有研究表明在关节软骨的退化过程中,蛋白多糖(Proteoglycan,PG)成分的变化最早出现或最为明显,可视为关节软骨早期退化的“监视器”。在骨关节炎早期诊断中,需要区分骨关节炎和年龄引起的PG含量变化,但是不同年龄段关节软骨中PG含量不明确,所以,观测不同年龄段关节软骨中PG成分的变化,能够为骨关节炎的早期诊断提供有用信息,进一步地了解骨关节炎的发病机制。

本研究采用基于造影剂的Micro-CT扫描成像技术观测不同年龄段人髋关节软骨中PG成分的变化。70块关节软骨样本取自在关节置换手术中的髋关节骨折患者,他们的年龄在50-100岁之间。首先,利用Micro-CT对造影之后的关节软骨样本进行扫描,并对扫描之后的图像进行分割和三维重建,提取X射线衰减系数、软骨厚度、表面粗糙度、表面积、体积等测量参数;其次,利用组织生化分析方法计算关节软骨中PG的含量;最后,利用统计软件分析PG含量与Micro-CT测量参数之间的相关性,并建立PG含量与相关参数的定量关系。

实验结果显示,随着年龄的增加,整个软骨层的X射线衰减值有上升趋势,从1292.35 ±84.98HU增加到1535.49 ±180.76HU,增加了18.81%,进一步的分层X射线衰减研究结果显示,软骨浅表层从1457.20 ±127.75HU增加到1917.71 ±173.44HU,中间层从1247.18±72.03HU增加到1804.42±203.82HU,而辐射层没有明显变化。随着年龄的增加,软骨形态学参数(厚度、表面粗糙度、表面积、体积)变化趋势并不明显。相关分析结果表明PG含量与X射线衰减有良好的线性相关性,而与形态学参数无明显的相关性。

本研究表明关节软骨中PG含量会随着年龄的增加而减少,而且相对辐射层来说,浅表层、中间层的PG含量更容易流失。该结果对骨关节炎的早期研究具有参考价值。