双能X线骨密度仪分析小鼠骨小梁丰富区域新指南
骨质疏松症已成为世界6种多发病之一，据报填，我国有9000万人患不同程度的骨质疏松症。骨质疏松症已经成为中老年人的常见病，测量人体骨骼中矿物质含量的多少，对中老年人来说是非常有必要的，特别是四十岁以上的城市居民，尤其是中年妇女，缺钙现象比较严重。骨小梁在骨质疏松研究中经常被研究，因为骨小梁的变化是骨质疏松性骨折最常见的原因。双能X线吸收法（DXA）可对骨小梁丰富区域提供精确的测量。在该领域临床前研究中，DXA已广泛用于小动物代谢性骨疾病研究中的骨密度（BMD）及骨矿量（BMC）的测量，与微型计算机断层扫描（CT）相比，它更简单、快速、低辐射。
在临床研究中，DXA对 BMD的测量的准确定位和图像分析对诊断结果至关重要。不当的DXA分析可能导致错误的诊断和治疗。同人类的DXA研究一样，对小动物的DXA研究可能会因定位不当而受到极大的影响。因此，在纵向研究中获得高质量的图像对结果的评估是非常重要的。目前，在评估小鼠BMD的DXA图像中，没有一种标准化的指南可以准确地定位在骨小梁丰富区域；同时在DXA扫描过程中，还没有相关的小鼠定位标准。鉴于此，加州大学洛杉矶分校相关研究人员开发出了一种标准的方法，用于对骨小梁丰富区域进行精确的DXA分析。这将提高DXA在代谢性骨疾病方面纵向研究的效率。
图一：股骨远端、胫骨近端、椎骨解剖学标志及DXA分析位置
在组织学结构分析中，研究人员在股骨远端和胫骨近端之间定义了四条线：第一条线位于股骨纵轴或胫骨纵轴；第二条线是一条从股骨或胫骨的末端开始并垂直于第一条线的直线；第三条线从股骨上的最近端点开始，到胫骨的最远端且平行于第二条线；第四条线连接骺板的前后缘。通过测量“第二条线”和“第三条线”之间的距离，以及“第三条线”和“第四条线”之间的夹角，分析了骨骺板的距离(EPD)和骨骺板夹角(EPA)。为了在远端股骨的DXA分析中确定髌骨的位置，膝盖骨距离(PD)在膝盖弯曲到90度后测量（图一）。
图二：DXA和CT中小鼠定位及ROI的选择
接下来，研究中利用DXA成像展示了小鼠正确的观察位置，并列举了传统方法检测骨小梁的过程中，不恰当的小鼠检测体位。在DXA成像结果中作者对股骨远端、胫骨近端和腰椎的理想ROI位置进行了展示。一系列新的检测方法的已提出：（1）小鼠隔夜禁食，防止钙化食物影响成像结果。（2）清洁整个成像区域，避免因动物粪便、皮毛等引起的干扰。（3）将小鼠俯卧在标本盘的圆形槽中。（4）确保老鼠的尾巴不盖过任何长骨。（5）将小鼠的腿部移离身体。（6）对尾部和背部施加轻柔的牵引，使脊柱伸直，确保头骨与矢状面平行。（7）将前腿与脊柱保持45度夹角，以防止图像重叠。（8）外展股骨。（9）将膝盖位置调整至90度角。（10）DXA扫描检查每一个图像，并重新扫描质量不佳的图像。为了验证DXA分析的准确性，作者还比较了与DXA获得的BMC和从CT成像获得的BMC，结果表明CT的ROI区域覆盖了骨小梁和骨皮质，包括与DXA成像中选择的相同ROI结果（图二）。
图三：0-14周股骨远端、胫骨近端、腰椎DXA BMD 的纵向对比
图四：DXA BMC与CT BMC的相关性分析
最后，作者对比分析了测量骨小梁丰富区域的传统方法与新方法，新的DXA方法较传统方法具有更低的变异系数，同时极端数值也更少（图三、图四）。因此，传统的DXA BMD的采集方法不能作为一种可靠的方法用以跟踪小鼠骨骼的变化。
在本研究中，作者针对DXA BMD测量探究出一种新的方法，实验选择了股骨远端、胫骨近端和腰椎作为代表区，展开对骨小梁的纵向研究，开发的新方法可通过对小鼠的DXA分析得出更精确和准确的BMD测量结果。
参考文献：
Jiayu Shi, DDS, et al., Guidelines for Dual Energy X-Ray Absorptiometry Analysis of Trabecular Bone-Rich Regions in Mice: Improved Precision, Accuracy, and Sensitivity for Assessing Longitudinal Bone Changes. TISSUE ENGINEERING: Part C Volume 22, Number 5, 2016
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