Способ выявления нарушений микроструктуры костей животных Советский патент 1984 года по МПК A61B6/02 A61B10/00 

II Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно ветер нарии и может быть использовано для объективного анализа костной ткани различных видов животных в зависи- мости от условий их обитания, содержания, кормления и других факторов, например, для объективного выя ления функциональных и морфологических изменений костной системы пушных зверей клеточного содержания находящихся в условиях гиподинамии, в сравнении с животными, обитающими в природных биоценозах. Известно, что в современном ин- дустриальном животноводстве и зверо водстве сравнительное изучение особе ностей костной системы различных животных осуществляется, главным образом, методами морфометрии. Эти методы позволяют детально изучить форму, контуры и частично структуру костей Cl Для изучения структуры кости обы но применяются рентгенологические методыисследования с использование ткан.ь-эквивалентного алюминиевого или другого клина, что позволяет с высокой степенью достоверности проводить сравнительное определение ра личий в минеральном компоненте кост ной ткани .2 }.. Известен способ определения отно сительной плотности костей у поросят, при котором рентгеноскопическому исследованию подвергают большую берцовую кость, определяют ее оптическую плотность в негативных рентгеновских снимках, затем срав-- нивают плотность изображения большой берцовой кости с плотностью изображения мягких тканей в межкостном пространстве берцовых костей Однако известными способами определяют только относительную плотность микроскопических участков кости. Они не дают возможность проводить дифференцировку основных структурных компонентов одновременно всего объема кости (компактного, губчатого вещества, костномозгового участка/. Отсутствие подобной информации не позволяет проводить сравнительные исследования с дифференцированной оценкой качественной и количественной структурной перестройкой тканей костей животных, находящихся в различных условиях содержания. 12 Цель изобретения - обеспечение возможности качественной и количест венной диффёренцировки основных структурных компонентов одновременно всего объема кости. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выявления нарушений микроструктуры костей животных анализ рентгенограмм осуществля- ют путем цветной дешифровки их оптических плотностей и измерения площади изображения всей кости и участков рентгенограммы, окрашенных в отдельные фиксированные цвета, соответствующие определенным плотностям костной структуры, и по рас- пределению плотностей судят о количественных и качественных структурных различиях костей животных. Способ осуществляют следунлдим образом: Исследуемые различные кости сравнкваемых. животных просвечивают рент- гЪновыми лучами, принимая прошедйее через кости излучение на рентгенов скую пленку с разрешающей способностью не менее 300 микрат, например типа РПМ-3. Дешифровка полученных рентгенограмм производится с помощью блоков аналогового или дискретного цветового кодирования на отечественном дешифраторе УАР-1. В дискретном цветовом режиме работы дешифратора УАР-1 проводят цветовую дешифровку черно-белых рентгенограмм исследуемой кости. При этом каждый цвет соответствует определенной оптической плотности почернения рентгенограмм, т.е. амплитуда черно-белого видеосигнала преобразуется в восемь фиксированных цветов: красньй, голубой, сиреневый, зеленый, желтый, синий, лимонный и белый. Каждый из цветов соответствует плотности исследуемого участка костной ткани. В данном случав цвета представлены в порядке уменьшения плотности. Исходя из известности соответствия каждого цвета плотности костной ткани проводят подробную сравнительную характеристику изучаемых костных структур. На дешифрованной таким образом рентгенограмме производят замер площади всей кости и замер площадей участков отдельных цветов раскраски рентгенограммы кости. Измерение данных площадей производят ЭВМ аппаратуры УАР-1, а также 31 его можно проводить по масштабной сетке с экрана видеоконтрольного устройства или же топографическим планиметром. Полученные цифровые данные обрабатьшают, например, путем построения гистограммы распределения плотностей костной структуры. Наличие у исследователя цветовой гаммы,отображающей плотность исследуемых кос- тей и величин, количественно характеризующих присутствие соответствую щего цвета в гамме, позволяет количественно провести сравнительный анализ цветов и таким образом осуществить сравнительную оценку плотности костно,й структуры.Т.е. впервы разработан способ, обеспечивающий возможность, во-первых, проанализировать плотности всего объема кости, а, во-вторых, основанный на объективных критериях, где сравниваемые величины выражены количестве но. Для качественной визуальной оценки структурных различий костей сравниваемых животных предпочтитель но пользоваться аналоговым режимом работы УАР-1. В этом режиме амплитуда чёрно-белого видеосигнала рентгенограммы преобразуется в семь цветов с плавными переходами между ними: синий, пурпурньш, желтый, зеленый, лимонный, голубой, белый (перечислены в порядке убывания плотности костной ткани. Плавный переход одного цвета в другой создает наглядную картину для ориентировочной общей визуальной оценки соотношения плотностей различных участков кости. Если такая оценка необходима, ее проводят параллельны однов1 еменным просмотром сравниваемых костей с последукщей фиксацией цветовой гаммы на фотографических отпечатках. Пример. Для исследования избраны бедренные кости норки клеточного содержания и дикой, обитаю щей в природных биоценозах. Просве чивание рентгеновским излучением к тей проводят на айпарате ТУР-60 при следующих условиях: V30 кВ I15 мА t1,5-2 мин Излучение, прошедшее через кост фиксируют на пленку микрат-300. В аналоговом режиме работы цвето-г вого депгафратора УАР-1 проводят визуальный анализ полученной чернобелой рентгенограммы параллельным одновременным просмотром сравниваемых костей. Преобладание в цветовой гамме пурпурного цвета на рентгенограмме кости дикой норки по сравнению с норкой клеточного содержания свидетельствует .о большей плотности костной структуры у данного вида животного. При визуальном сравнительном изучении костей в режиме аналоговой раскраски отчетливо вид- . но, что уменьшение плотности кости, свидетельствующее об ее остеопорозе у норки клеточного содержания, не ограничивается областью эпифизов и метафизов, а распространяется на всю поверхность диафиза и верхнюю его латеральной поверхности. При этом зоны кости с пониженной плотностью у клеточных животных имеют неправильную форму и нечеткие контуры. Бедренная кость норки дикой имеет правильную грациальную форму с четкой дифференцировкой головки, : шейки, вертелов и диафиза. При сравН нительной оценке этих отделов отчетливо проявляется деформация эпиметафизариых участков у особей клеточного содержания. Дешифрование рентгенограмм провог дят в дискретном режиме работы цветового дешифратора УАР-1.На дешифро ванной рентгенограмме производят замер площади всей кости и замер площади участков отдельных цветов раскраски рентгенограммы кости, соответствующих различным оптическим плотностям по степени почернения участков рентгенограммы. Измерение данных- площадей производят ЭВМ аппаратуры УАР-1. На основании полученных цифровых планиметрических данных строят гистограммы распределения цветовых плотностей бедренной кости норки клеточного содержания и дикой. Результаты исследования костей в дискретном режиме работы цветового дешифратора также позволяют судить о качественных структурных различиях сравниваемых костей, хотя для этой цели предпочтительно исследование в аналоговом режиме. Однако наибольшая цеиность ползгченных при этом данных состоит в возможности проведения количест s1

венных оценок. Особенно отчетливо проявляются дифференцированные участки нарушения гармоничной ар хитектоники губчатого вещества в зоне метаэпифизов (голубой цвет, сиреневый, зеленый). Более четко выражена неоднородность строения медиальной поверхности диафиза по сравнению с аналоговым режимом работы.

Гистографическая обработка дискре но раскрашенных рентгенограмм дикой и клеточно.й норок показывает достоверные различия в структуре бедренных костей. У дикой норки доминирунгщими явились участки, окрашенные в менее плотные цвета (желтый, синий, лимонный, белый). Зоны кости, окрашенные в сиреневый, голубой, красный цвета гармонично возрастаю от красного к сиреневому, при этом количественно голубой цвет составляет 1955 усл.ед. площади, соответ-гственно сиреневый 270, красный 110, зеленый 72. Гистограмма кости клеточной норки свидетельствует об общем разрежении костной структуры и выравнивании плотностей межцу губчатым и компактным веществами кости. Площадь участков, окрашенных в голубой цвет, снизилась в. данной кости до 1535 усл.ед. площади, в сиреневый - возрасла до 835, зеленый - .до 270, исчезли участки, окрашенные в красный цвет. При этом появился компонент желтого цвета, р авный 312 уел.ед.площади.

Предлагаемый способ, включающий визуальную и количественную обработку рентгенограмм, позволяет полу

03216

чить принципиально .новые данные о дифференцировке структуры костей животных, обитающих в природных биоценозах и находящихся в условиях 5 индустриального звероводства.

Технико-экономическая эффектив.ность предлагаемого способа определения плотности и структуры костей животных обеспечивает возможность объективногоколичественного и качественного определения структурных особенностей костной ткани дифферен- цированно для эпифизов, метафизов и диафизов, что имеет особенно важное значение для выяснения влияния на опорно-двигательный аппарат животных различных факторов внешней среды (условий содержания обитания, кормления и др.).

Надежное и объективное определение количественных значений для основных структурных Компонентов костного вещества позволяет проводи1ь сравнительную рентгенрграмметри- : ческую оценку различных костей не только путем посмертного анализа : макропрепаратов, но и в процессе роста и развития животных.

Рентгенологический анализ строения костей является более выгодным и точным, чем известные способы, (Применяемые в настоящее время.

Целесообразность предлагаемого способа проявляется и в том, что затраты на рентгенологические иссле(дования, в сравнении с известными способами, в несколько раз ниже, ; Способ позволяет получить интраскопическую информацию о костном вещест ве без нарзгшения его целостности.

СПОСОБ ШЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ МИКРОСТРУКТУРЫ КОСТЕЙ ЖИВОТНЫХ, вкпючаюй(ий рентгенографию с после- дукяцим анализом рентгенограмм, о т - личающийся тем, что, с целью обеспечения возможности качественной и количественной дифференцировки основных структурных компонентов одновременно всего объема кости, анализ рентгенограмм осущ€ ствляют путем цветной дешифровки их оптических плотностей и измерения Ш1оЛ1ади изображения всей кости и участков рентгенограм, окрашенных в отдель- HbFe фиксированные цвета, соответ- , ствуннцие б11рёделвнным плотностям костной структуры, и по распределению ko плотностей судят о количественных и качественных структурных различиях костей животных.