微型计算机断层扫描评估小动物脊髓囊性病变

doi:10.4103/1673-5374.310690

摘要/Abstract

摘要：

精确评估脊髓囊性病变对制定有效的治疗策略至关重要，尽管许多研究显示通过组织学评估病变大小的结果不一致，但病变的组织学评估仍是主要方法。另一方面，尽管计算机断层扫描（micro-CT）成像和分析取得了许多进步，可以精确测量病灶的大小，但有关其应用的公开数据不足以估算实验室动物模型中的椎管内病灶的大小。实验使用创伤后脊髓空洞症大鼠模型，比较微型CT和传统组织学分析方法评估囊肿大小的准确性。研究表明，微型CT可以检测到脊髓内的病变，与组织学非常相似。重要的是，微型CT可以通过更多测量（例如表面积）来提供更准确的病变评估，并且可以在目标组织（脊髓）完整的情况下完成评估；同时其还能检测脊髓内外来注射物质，从而证实了微型CT用于小动物脊髓空洞损伤研究的重要的价值。

https://orcid.org/0000-0002-6356-7691 (Nic D. Leipzig)

Abstract: Precise assessment of spinal cord cystic lesions is crucial to formulate effective therapeutic strategies, yet histological assessment of the lesion remains the primary method despite numerous studies showing inconsistent results regarding estimation of lesion size via histology. On the other hand, despite numerous advances in micro-computed tomography (micro-CT) imaging and analysis that have allowed precise measurements of lesion size, there is not enough published data on its application to estimate intraspinal lesion size in laboratory animal models. This work attempts to show that micro-CT can be valuable for spinal cord injury research by demonstrating accurate estimation of syrinx size and compares between micro-CT and traditional histological analysis. We used a post-traumatic syringomyelia rat model to compare micro-CT analysis to conventional histological analysis. The study showed that micro-CT can detect lesions within the spinal cord very similar to histology. Importantly, micro-CT appears to provide more accurate estimates of the lesions with more measures (e.g., surface area), can detect compounds within the cord, and can be done with the tissue of interest (spinal cord) intact. In summary, the experimental work presented here provides one of the first investigations of the use of micro-CT for estimating the size of intraparenchymal cysts and detecting materials within the spinal cord. All animal procedures were approved by the University of Akron Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) (protocol # LRE 16-05-09 approved on May 14, 2016).

Key words: cyst size, histology, intraparenchymal cysts, lesion size estimate, micro-CT, post-traumatic syringomyelia, spinal cord imaging, spinal cord injury, spinal cystic lesion, syrinx

微型计算机断层扫描评估小动物脊髓囊性病变 [J]. 中国神经再生研究(英文版), 2021, 16(11): 2293-2298.

Mahmoud Farrag, Dipak D. Pukale, Nic D. Leipzig, . Micro-computed tomography utility for estimation of intraparenchymal spinal cord cystic lesions in small animals[J]. Neural Regeneration Research, 2021, 16(11): 2293-2298.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

Neural Regen Res：微型CT可用于评估小动物脊髓囊性病变

脊髓实质内囊性病变的形成，无论是原发的，还是继发于其他神经系统疾病，都是众所周知的神经系统问题，被称为脊髓空洞症。这些囊性病变扩大并在邻近的神经组织上施加压力，这对神经组织造成进一步的损害。临床上，使用成像技术（例如磁共振成像（MRI））诊断和随访囊肿是金标准成像方式。在研究环境中，对空洞的研究需要精确计算空洞的大小。因此，研究人员经常采用组织学技术，使他们能够根据切片的厚度，切片的数量以及连续切片之间的距离来估计病变的大小。

成像技术并未广泛用于侧重于SCI或创伤后脊髓空洞症（PTSM）的动物研究中。

关于脊髓空洞症的研究，尽管组织学是研究囊肿的主流技术，但考虑到动物脊髓及其内部病变的大小，这仍然是一个挑战。此外，组织学分析在技术上要求严格，耗时且会导致明显的组织变形。因此，当需要找到更合适的方法用于评估脊髓空洞症病灶大小。许多研究成像技术以替代或支持组织学分析的研究都集中在MRI的使用上，特别是在活体动物中。然而，动物MRI昂贵，无法广泛获得，并且需要特殊的技术技能。

尽管计算机断层扫描（micro-CT）成像和分析取得了许多进步，可以精确测量病灶的大小，但有关其应用的公开数据不足以估算实验室动物模型中的椎管内病灶的大小。实验使用创伤后脊髓空洞症大鼠模型，比较微型CT和传统组织学分析方法评估囊肿大小的准确性。研究表明，微型CT可以检测到脊髓内的病变，与组织学非常相似。重要的是，微型CT可以通过更多测量（例如表面积）来提供更准确的病变评估，并且可以在目标组织（脊髓）完整的情况下完成评估；同时其还能检测脊髓内外来注射物质，从而证实了微型CT用于小动物脊髓空洞损伤研究的重要的价值。

与使用传统的组织学相比，使用Micro-CT成像检查这些囊性病变的优势包括从动物身上取走脊髓后处理时间更短，并且能够保存组织以进行进一步的分析，包括组织学分析。

上述研究结果发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2021年第11期。