对比增强计算机断层扫描(cect)衰减与全膝关节置换术组织轴向应变的关系

力学因素如软骨应变被认为是OA发病和进展的驱动因素(Wilson等，2009)。对比增强计算机断层扫描(CECT)使用CA4+，一种阳离子造影剂，对GAG高度吸引，产生高分辨率(≥41µm)软骨图像，可以映射GAG (R2=0.83;Lusic and Grinstaff, 2013)。CECT衰减可能随着轴向应变的变化而变化，这是因为液体从加载软骨流出时GAG浓度的变化，但不清楚这种关联有多强。研究问题:CECT衰减与轴向应变之间的关联强度是多少?方法通过测量人体加载标本的应变和CECT衰减[以Hounsfield单位(HU)表示]来回答我们的问题。来自独立全膝关节置换术的完整的人胫骨(T)和股骨(F)间室对(n=3个样本)被用于这项UBC伦理委员会批准的研究[年龄:81、69、60岁;1名女性和2名男性;ICRS等级3f4t, 2f3t, 2f3t)。组织在-20°C保存，并在测试前完全解冻。切开隔室(~ 1.5 × 2 × 0.5 cm)，在30 mL CA4+溶液(12 mg I/mL)中浸泡68-72小时，然后用氰基丙烯酸酯粘合剂粘在塑料板上。两个板(T, F)安装在一个定制的执行器(CCA;k珀等人，2023)，允许软骨对软骨样品在载荷控制下被轴向压缩。CCA安装在一台Xtreme CT扫描仪(瑞士Scanco Medical)中。在30分钟后，在三个负荷水平(37-40、43-46和52-54 kPa)下对样品进行成像。图像以41µm各向同性体素、300µA电流和120 kVp电压获得，然后降采样到164 × 164 × 41µm，垂直于软骨表面的分辨率最高。使用自定义算法(Desrochers et al.， 2020)计算每个样品在每次载荷下通过接触中心穿过一个矢状切片的组织中的平均轴向应变和HU。我们通过重复测量相关性分析(Bakdash and Marusich, 2017)确定了CECT衰减与胫骨和股骨轴向应变之间的关联强度(α=0.05)。结果scect衰减随轴向应变(压缩)的减小而增加，但在某些区域我们观察到软骨膨出(正应变)。对于胫骨(应变范围为-0.3至0)，相关性强且显著(rrm(8)=-0.96, p<0.001)。我们没有发现股骨(应变范围-0.07至0.1;rrm (8) = -0.59, p = 0.07)。结论虽然是初步的结果，但CECT的衰减可以作为胫骨软骨应变的替代测量方法。股骨软骨相关性较低可能是由于更硬、更薄的软骨和软骨膨出效应(Sullivan, 2023)。CECT可以作为评估软骨应变的工具，特别是通过软骨层和健康组织和OA组织。