2. representa fases iniciales de degeneración mediante el aprovechamiento de las características
del tejido dife- rentes en el cartílago que las evalúa a través de la resonancia magnética o se
justifica ultrasonido.
En este estudio, se introduce de formación de imágenes de difracción de mejorado
(DEI), una nueva tecnología de rayos X que se encuentra en etapas muy tempranas
del desarrollo y aplicación biológica, para la formación de imágenes del cartílago
articular. DEI es un radiográfica téc- nica de rayos X que proporciona ganancias
espectaculares en contraste sobre la radiografía convencional mediante la utilización
de refracción de rayos X y el rechazo de dispersión (extinción) como mecanismos de
contraste, además de la absorción de rayos X utilizados por radiogra- convencional
PHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosasPHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosasPHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosasPHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosas
imágenes a partir de los datos en bruto, cada con- veying diferente información acerca
de las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sin
procesar para mostrar la capacidad de la misma DEI. Actualmente, DEI utiliza el haz
de rayos X emitido por un sincrotrón. En principio, la técnica DEI no está
intrínsecamente ligada a la sincrotrón; sin embargo, otra máquina diseñada
adecuadamente que tiene el nivel de intensidad para los tiempos de formación de
imágenes muy cortos siendo utilizado en los presentes estudios no existe
actualmente. la investigación con- tinuing por uno de los autores (Chapman) se lleva a
cabo para adaptar la tecnología a DEI de rayos X tación instrumental que podría ser
utilizado en un entorno clínico.
Los detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz deLos detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz deLos detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz deLos detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz de
formación de imágenes se prepara por difracción del haz cromático poli- del
sincrotrón con dos cristales de ING desbobinadores para crear un haz casi
monocromático, altamente colimado de un único de la energía de rayos X ( Figuramonocromático, altamente colimado de un único de la energía de rayos X ( Figura
1 ). Este haz se hace pasar entonces a través del sujeto como en la radiografía1 ). Este haz se hace pasar entonces a través del sujeto como en la radiografía
convencional. En DEI, sin embargo, se coloca un tercer cristal (cristal analizador)
entre el sujeto y el detector de imagen. Este cristal tiene la capacidad de modular
la intensidad de los rayos X de acuerdo con la desviación angular de los rayos X a
través del sujeto, produciendo así una imagen de alto contraste y resolución.
En este caso, nos informan de que el cartílago articular de ambos dis- articulado y
articulaciones de la rodilla y el tobillo humanos intactos se pueden obtener imágenes
radiográficamente, utilizando DEI. Además, se encontraron sitios de
heterogeneidades de contraste que pueden ser identificados en DE imágenes para
corresponder a regiones de degeneración del cartílago identificados por tanto el
examen macroscópico e histológico. No es la intención de este estudio para comparar
DEI con otras técnicas de imagen, sino presentar para la
fi tiempo primero una novedosa técnica de rayos X para la formación de imágenes del cartílago articular.
materiales y métodos
SISTEMA DEI
Un esquema del sistema DEI utilizado para la experimentación en nuestra línea
de luz de sincrotrón el Xl5A en el National Fuente de Luz de Sincrotrón (NSLS),
Laboratorio Nacional de Brookhaven se muestra en la Figura 1 . En este caso, elLaboratorio Nacional de Brookhaven se muestra en la Figura 1 . En este caso, elLaboratorio Nacional de Brookhaven se muestra en la Figura 1 . En este caso, el
haz en abanico colimado de rayos X se prepara por los conjuntos de dos de cristal
identificado como el (3,3,3) monocromador de Si [Si se refiere al material de cristal
de silicio y el (3,3,3) se refiere a la elección del tipo de orientación de los cristales y
el plano de enrejado utilizado para difractar los rayos X]. Una vez que este haz
pasa a través de la materia, un tercio de cristal (cristal analizador) de la misma
orientación y utilizando la misma reflexión difracta los rayos X sobre un detector de
imagen de la placa (placa de imagen Fuji HRV, lectura por un lector de imágenes
de la placa Fuji BAS2500 ). La imagen del sujeto se forma mediante el escaneo de
la placa sujeta y la imagen a la misma velocidad a través del haz en abanico. La
placa de imagen tiene un tamaño de píxel de 50 m que determina la resolución de laplaca de imagen tiene un tamaño de píxel de 50 m que determina la resolución de la
imagen obtenida, ya que los rayos X preparados por el cristal son altamente
colimada.
La condición para la difracción de rayos X (condición de Bragg) a partir de un
cristal se cumple sólo cuando el haz incidente hace que el ángulo correcto a los
planos de la red atómica en el cristal para una energía de fotón de rayos X dado o
longitud de onda. Cuando se cumple esta DICIÓN con-, el haz difracta desde los
planos más de un estrecho rango de ángulos de incidencia. Por lo tanto, si el cristal
analizador se hace girar alrededor de un eje perpendicular al plano que se muestra,
el cristal pasará a través de la condición de Bragg para la difracción y la intensidad
difractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le esdifractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le esdifractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le esdifractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le es
aproximadamente triangular y tiene un pico de intensidad próxima a la de la viga
golpear el cristal analizador. La anchura de este pro fi le es típicamente unos pocos
microrradianes amplia [la anchura total a la mitad del máximo (FWHM) es 2,1 rad amicrorradianes amplia [la anchura total a la mitad del máximo (FWHM) es 2,1 rad a
una energía de rayos X de 30 keV y 3,6 rad a 18 keV, utilizando el Si (3,3,3)
reflexión]. Esta anchura angular estrecha proporciona las herramientas necesarias
para preparar y analizar el ángulo de los haces de rayos X que atraviesa un objeto
en la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden seren la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden seren la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden seren la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden ser
Fig. 1. Representación esquemática de la configuración de la DEI en el sincrotrón. El rayo de sincrotrón incide desde la izquierda y la energía es seleccionado por el Si (3,3,3) doble monocromador
de cristal. Este haz se hace pasar a través del objeto y es difractada por una coincidencia de Si (3,3,3) de cristal analizador después de que el objeto. El haz difractado se detecta como una imagen
en una placa de imagen de fósforo. El haz del sincrotrón es un haz en abanico que se extiende en y fuera del plano del papel. Para crear la imagen planar del objeto, el objeto y el detector son
escaneada perpendicular a las vigas como se muestra con las flechas.
164 J. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articular
3. aceptadas por el cristal analizador es sólo unos pocos microrradianes, el cristal
analizador detecta dispersión del sujeto de rayos X y la refracción de los rayos X
en el nivel microradian (pequeña dispersión de ángulo) 17 , una sensibilidad que noen el nivel microradian (pequeña dispersión de ángulo) 17 , una sensibilidad que noen el nivel microradian (pequeña dispersión de ángulo) 17 , una sensibilidad que noen el nivel microradian (pequeña dispersión de ángulo) 17 , una sensibilidad que no
es posible en la radiografía convencional. El carácter de la imagen del objeto, por
lo tanto, cambia en función de las propiedades de dispersión y refracción de la
materia. Para extraer información refracción, el analizador se fija típicamente a los
puntos de intensidad media en los lados alto y bajo ángulo de la curva de
balanceo, mientras que la formación de imágenes se lleva a cabo. Para la
sensibilidad extinción óptima, el analizador se fija típicamente a la cima de la curva
de oscilación durante la exploración.
La reproducibilidad de las imágenes de DE se mantiene mediante el control de la
intensidad de los rayos X difractados por el analizador justo antes de la formación de
imágenes para garantizar que el analizador está en la posición angular prescrita. Esta
intensidad se supervisa por un medidor de voltios a través de la cámara de iones. La
distancia entre la fuente de rayos X y la muestra es aproxi- madamente 20 m
mientras que la distancia entre la muestra y la placa de formación de imágenes es 1
m.
MUESTRAS Y DE IMAGEN
tali humana del tobillo (talocrural) articulación de la rodilla y un intacta y
articulación del tobillo intacta se obtuvieron dentro de las 24 h de la muerte del
donante a través del Banco regional de órganos de Illinois con la aprobación del
IRB institucional. cartílago artrósico de la rodilla y el cartílago / hueso subcondral
piezas de pacientes de reemplazo de rodilla del Departamento de Cirugía
Ortopédica en Rush-Presbyterian-St. Centro Médico de Lucas también se
obtuvieron con consentimiento del donante y la aprobación del IRB institucional. El
tali se desarticulado en formación de imágenes, pero las articulaciones de la
rodilla y el tobillo intactas fueron inicialmente DE obtuvieron imágenes en el estado
completamente articulado completa y la zona super fi cial y profundo fascia de
sólo la piel estaba ausente. La piel no podía ser tomada con el tejido del donante
debido al procedimiento de embalsamamiento ser utilizado en el donante
permanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) sepermanece. 18 , 19 . Tali Pantalla- ing no hay signos de degeneración ( N = 4) se
obtuvieron de donantes de 34 a 54 años de edad, y degeneración tali cartílago se
presentan ( N = 8) se obtuvieron de donantes de 51 a 66 años de edad.presentan ( N = 8) se obtuvieron de donantes de 51 a 66 años de edad.presentan ( N = 8) se obtuvieron de donantes de 51 a 66 años de edad.
Específicamente, en el caso de la tali, Se obtuvieron imágenes de la cúpula del
astrágalo (la contribución del astrágalo a la articulación del tobillo).
Todas las muestras se obtuvieron imágenes en una posterior a la dirección
anterior con 18 y 30 keV energías de rayos X con DEI, y por sincrotrón radiografía
de rayos X 'convencional' por a quitarse el cristal analizador. La intensidad de los
rayos X es aproxi- madamente 1,7 × 10 8 fotones / s / mm 2 a 18 keV y 0,8 × 10 8rayos X es aproxi- madamente 1,7 × 10 8 fotones / s / mm 2 a 18 keV y 0,8 × 10 8rayos X es aproxi- madamente 1,7 × 10 8 fotones / s / mm 2 a 18 keV y 0,8 × 10 8rayos X es aproxi- madamente 1,7 × 10 8 fotones / s / mm 2 a 18 keV y 0,8 × 10 8rayos X es aproxi- madamente 1,7 × 10 8 fotones / s / mm 2 a 18 keV y 0,8 × 10 8rayos X es aproxi- madamente 1,7 × 10 8 fotones / s / mm 2 a 18 keV y 0,8 × 10 8
fotones / s / mm 2 a 30 keV, con la que opera a NSLSfotones / s / mm 2 a 30 keV, con la que opera a NSLSfotones / s / mm 2 a 30 keV, con la que opera a NSLS
2,8 GeV con una corriente de anillo 200 mA.
A principios de la experimentación, 10 cartílagos se obtuvieron imágenes antes
y después de fi jación en paraformaldehído al 4% (Sigma Chemical Co, St Louis,
MO, EE.UU.). Después se demostró que paraformaldehído no tuvo efecto
detectable en las imágenes DE obtenidos, todas las muestras posteriores fueron
paraformaldehyde- fi ja antes de la imagen de modo que las muestras podrían ser
recogidos en el tiempo. Cada muestra fue fotografiada al menos dos veces por el
mismo científico sincrotrón (Zhong) usando energía idénticos y balanceo
parámetros de la curva para establecer la reproducibilidad.
El tiempo total de exposición para cada muestra varió de 4 a 6 s. La dosis de
radiación suministrada a la muestra se midió con una cámara de iones y
mantenido por ajustes ing la velocidad de exploración, a un nivel de 0,3 rem para
18 imágenes keV y 0,1 rem para 30 imágenes keV. La radiación de rayos X
la exposición fue comparable para especímenes intactos y desarticuladas.
preparación histológica
Después de formación de imágenes, los especímenes en los que se incluyó
hueso subcondral eran descalcificación ed fi en citrato / ácido de sodio fórmico
acuoso (50:50). Los tejidos fueron posteriormente deshidratada en cambios de
etanol a aumentar la concentración, embebidos en parafina, se seccionaron a 5 m
de espesor y se tiñeron con rojo picrosirio para microscopía de polarización o
safranina O y verde rápido 20 .safranina O y verde rápido 20 .safranina O y verde rápido 20 .
resultados
Hemos aplicado DEI a cartílagos articulares humanos a partir del componente
distal (astrágalo) de la articulación del tobillo (talocrural) que fueron ya sea
macroscópicamente normal o muestra cambios estructurales típicos de la
degeneración temprana. Una articulación del tobillo humano que indica la posición
del astrágalo se muestra en el esqueleto en La Fig. 2 (a) . La Figura 2 (b) es una fotodel astrágalo se muestra en el esqueleto en La Fig. 2 (a) . La Figura 2 (b) es una fotodel astrágalo se muestra en el esqueleto en La Fig. 2 (a) . La Figura 2 (b) es una fotodel astrágalo se muestra en el esqueleto en La Fig. 2 (a) . La Figura 2 (b) es una fotodel astrágalo se muestra en el esqueleto en La Fig. 2 (a) . La Figura 2 (b) es una foto
de un domo talar cuya imagen DE, tomada en la parte posterior a la posición
anterior, se puede ver en Fig. 2 (c) a 30 keV. El cartílago articular (visto por encimaanterior, se puede ver en Fig. 2 (c) a 30 keV. El cartílago articular (visto por encimaanterior, se puede ver en Fig. 2 (c) a 30 keV. El cartílago articular (visto por encima
de las flechas) es claramente identi fi capaz. Una radiografía de sincrotrón de la
misma muestra, tomada en la misma energía sin el analizador se muestra en la Fig. 2misma muestra, tomada en la misma energía sin el analizador se muestra en la Fig. 2
(d) . Un ejemplo de cómo el carácter de un ED imagen cambia en función del ajuste(d) . Un ejemplo de cómo el carácter de un ED imagen cambia en función del ajuste
del cristal analizador puede verse en Fig. 3 . Las imágenes de la cúpula del astrágalodel cristal analizador puede verse en Fig. 3 . Las imágenes de la cúpula del astrágalodel cristal analizador puede verse en Fig. 3 . Las imágenes de la cúpula del astrágalo
fueron tomadas con 30 keV rayos X, en varios ángulos de cristal analizador. Tenga
en cuenta el cambio en la apariencia de las heterogeneidades de contraste se
observan en las imágenes en todo el rango angular del analizador. En los conjuntos
de datos posteriores, las imágenes se obtuvieron ajustando el analizador en la parte
superior de la curva de balanceo (a menos que se especi fi ca lo contrario) y en
cualquiera de 18 o 30 keV, tal como se especifica.
Porque no es nuestra intención de llevar a cabo un análisis completo de la
aplicación DEI para el cartílago ni es posible presentar todas las secciones
histológicas seriadas de cada muestra, se presentarán aquí muestras
representativas.
Ejemplos de una astrágalo normal y tres tali con diferentes niveles de la
degeneración del cartílago groseramente visible (todo Desven- articulados de las
articulaciones integrales) se muestran (fila inferior) con sus correspondientes
imágenes DE (dos filas superiores) en Fig. 4 . El tejido de cartílago claramente seimágenes DE (dos filas superiores) en Fig. 4 . El tejido de cartílago claramente seimágenes DE (dos filas superiores) en Fig. 4 . El tejido de cartílago claramente se
puede detectar y distinguir de los huesos. La imagen de DE de la estructura del
cartílago en el astrágalo normales parece homogénea, con una altura media de
1,5 mm y la densidad moderada [ Fig. 4 (a), (e) ]. Este patrón cambia en el cartílago1,5 mm y la densidad moderada [ Fig. 4 (a), (e) ]. Este patrón cambia en el cartílago1,5 mm y la densidad moderada [ Fig. 4 (a), (e) ]. Este patrón cambia en el cartílago
degenerado. El tejido ya no es homogéneo, sino que muestra patrones que
sugieren alteraciones estructurales [ Fig 4 (b) -. (D), (f) - (h) ] Que corresponden consugieren alteraciones estructurales [ Fig 4 (b) -. (D), (f) - (h) ] Que corresponden consugieren alteraciones estructurales [ Fig 4 (b) -. (D), (f) - (h) ] Que corresponden con
el grado y la ubicación de la degeneración groseramente visualizado. En
particular, las líneas blancas finas se puede ver corriendo horizontalmente a través
del cartílago que se corresponde con el grado de rugosidad y fi ssuring de la
superficie del cartílago en las muestras degeneradas [flechas en Fig 4 (f) -. (H) ].superficie del cartílago en las muestras degeneradas [flechas en Fig 4 (f) -. (H) ].superficie del cartílago en las muestras degeneradas [flechas en Fig 4 (f) -. (H) ].
También hay una pérdida de contraste que aumenta a medida que aumenta el
grado de degeneración del cartílago, especialmente en las regiones más
severamente degenerados. Las secciones histológicas de serie de estos
especímenes fundamentadas la degeneración bruto observado a través del
cartílago.
La imagen DE sincrotrón de rayos X y de una porción de una rodilla artrósica
eliminado en el curso de reemplazo total de rodilla se muestran en la La Fig. 5 (a)eliminado en el curso de reemplazo total de rodilla se muestran en la La Fig. 5 (a)
y (b) , Respectivamente. En esta fase degenerativa, solamente pequeñas áreas dey (b) , Respectivamente. En esta fase degenerativa, solamente pequeñas áreas de
la articulación
Osteoarthritis and Cartilage Vol. 10, No. 3 165
4. superficie todavía están cubiertas con una fi ed Lage Hardware- intensamente modi. El
cartílago articular es apenas visible en la radiografía de sincrotrón, mientras que la imagen
DE representa un pequeño 3 cm de ancho
y el segmento de 2 cm de tales cartílago residual en la parte superior del hueso
femoral. Importantes heterogeneidades contraste horizontales son visibles en la
imagen DE. Una sección histológica de este
Fig 2. La articulación del tobillo:. Una visión general. (A) cara medial de la articulación del tobillo de un pie izquierdo de un esqueleto humano. Esta articulación está formada por la tibia y fi
articulación bula con el astrágalo (flecha) para formar la articulación (tobillo) talocrural. (B) La fotografía muestra la superficie superior del astrágalo. La flecha indica la orientación del astrágalo en
relación a (c). (C) ADE imagen a 30 keV, con el haz de rayos X paralelo a la superficie articular de posterior a anterior. Las flechas finas indican la interfase hueso / cartílago, con el cartílago (aprox.
1,5 mm de altura) como la capa menos brillante. La flecha grande indica la orientación de la imagen DE relación a la imagen macroscópica en (b). La resolución real de la imagen es de
aproximadamente 100 DE m y la imagen es aproximadamente de tres veces Magni fi ed, en comparación con las proporciones de astrágalo.aproximadamente 100 DE m y la imagen es aproximadamente de tres veces Magni fi ed, en comparación con las proporciones de astrágalo.
(D) Sincrotrón radiografía del mismo espécimen como se muestra en (c).
Fig. 3. Imágenes DEI de cartílago articular a lo largo de la curva de balanceo. Una ilustración que muestra las alteraciones en la apariencia de la imagen a partir de cartílago articular como el ajuste
analizador se toma a través de la curva de balanceo a 30 keV. Los lugares en los que se toman las imágenes se indican en la curva de oscilación. Tenga en cuenta las heterogeneidades en contraste
dentro del tejido de cartílago cuya apariencia cambio en varios puntos en el balanceo
curva.
166 J. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articular
5. espécimen [ Fig. 5 (c) ] Muestra el cartílago mostrar signos graves de degeneración,espécimen [ Fig. 5 (c) ] Muestra el cartílago mostrar signos graves de degeneración,espécimen [ Fig. 5 (c) ] Muestra el cartílago mostrar signos graves de degeneración,
incluyendo la pérdida de ING a manchas de proteoglicanos y lo que parecen ser los
cambios estructurales. Las secciones seriadas de este espécimen muestran
cambios estructurales y de coloración similar en todas partes.
Una vista representativa de una cúpula del astrágalo con su correspon- diente
DE imágenes, radiografía de sincrotrón y la histología se puede ver en Fig. 6 . ElDE imágenes, radiografía de sincrotrón y la histología se puede ver en Fig. 6 . ElDE imágenes, radiografía de sincrotrón y la histología se puede ver en Fig. 6 . El
cartílago articular no era visible sin DEI como puede verse en la radiografía de
sincrotrón en Fig. 6 (d) . Sin embargo, las imágenes en DE 18 keV [ Fig. 6 (b) ] Y 30sincrotrón en Fig. 6 (d) . Sin embargo, las imágenes en DE 18 keV [ Fig. 6 (b) ] Y 30sincrotrón en Fig. 6 (d) . Sin embargo, las imágenes en DE 18 keV [ Fig. 6 (b) ] Y 30sincrotrón en Fig. 6 (d) . Sin embargo, las imágenes en DE 18 keV [ Fig. 6 (b) ] Y 30sincrotrón en Fig. 6 (d) . Sin embargo, las imágenes en DE 18 keV [ Fig. 6 (b) ] Y 30
keV [ Fig. 6 (c) ] Mostrar claramente el cartílago articular. Los dos niveles dekeV [ Fig. 6 (c) ] Mostrar claramente el cartílago articular. Los dos niveles dekeV [ Fig. 6 (c) ] Mostrar claramente el cartílago articular. Los dos niveles de
energía diferentes dan lugar a características ligeramente diferentes dentro de las
imágenes, y el nivel de energía óptimo para el cartílago articular aún no se ha
determinado. Sin embargo, es evidente en la DE imágenes en ambas energías
que la región degenerada del cartílago talar da lugar a contrastar
heterogeneidades y la reducción de contraste. Una región normal- busca de la
muestra, como se representa en la plaza a la izquierda de la muestra en Fig. 6 (c) puedemuestra, como se representa en la plaza a la izquierda de la muestra en Fig. 6 (c) puedemuestra, como se representa en la plaza a la izquierda de la muestra en Fig. 6 (c) puede
verse en su safranina O / Fast preparación histológica verde en Fig. 6 (e) . Bajo luzverse en su safranina O / Fast preparación histológica verde en Fig. 6 (e) . Bajo luzverse en su safranina O / Fast preparación histológica verde en Fig. 6 (e) . Bajo luz
polarizada, el mismo espécimen muestra un patrón nor- mal de birrefringencia en
la super fi cial y zonas profundas [ Fig. 6 (f) ]. Una región de la cúpula del astrágalola super fi cial y zonas profundas [ Fig. 6 (f) ]. Una región de la cúpula del astrágalola super fi cial y zonas profundas [ Fig. 6 (f) ]. Una región de la cúpula del astrágalo
presentan una región 'burbujeó' de cartílago ( 'chondrophyte') en la que las
heterogeneidades de contraste (puntos oscuros) se pueden ver se representa en
la plaza en el lado derecho de la muestra de
Fig. 6 (c) . La Figura 6 (g) es rápido preparación cal histológicamente verde laFig. 6 (c) . La Figura 6 (g) es rápido preparación cal histológicamente verde laFig. 6 (c) . La Figura 6 (g) es rápido preparación cal histológicamente verde laFig. 6 (c) . La Figura 6 (g) es rápido preparación cal histológicamente verde la
safranina O / de esta región chondrophyte. Aparece la mancha oscura observada
la imagen DE en la plaza justo en, histológicamente, sea un espacio vacuolado
(por ejemplo, blister) en el cartílago rodeado de cartílago en un estado de
degeneración o remodelación. La sección microscópica polarizado de la misma
región [ Fig. 6 (h) ] Muestra que las fibras de colágeno que rodean la firegión [ Fig. 6 (h) ] Muestra que las fibras de colágeno que rodean la firegión [ Fig. 6 (h) ] Muestra que las fibras de colágeno que rodean la fi
'vacuolización' han perdido su patrón gent birefrin- normal y por lo tanto mostrar
desorganización. Además, se puede notar que hay menos contraste DEI en la
región de la chondrophyte a la derecha en La Fig. 6 (b) y (c) . Curiosamente, estoregión de la chondrophyte a la derecha en La Fig. 6 (b) y (c) . Curiosamente, estoregión de la chondrophyte a la derecha en La Fig. 6 (b) y (c) . Curiosamente, esto
corresponde a una región de la reducción de la tinción de safranina O y la pérdida
de los patrones de birrefringencia de colágeno como se representa en
Fig. 6 (g) y (h) . Por lo tanto, parece que las imágenes De re fl ejar las regiones deFig. 6 (g) y (h) . Por lo tanto, parece que las imágenes De re fl ejar las regiones de
apariencia normal y degenerado del cartílago en estas muestras.
Aunque DEI está en su infancia en términos de desarrollo, una evaluación del
potencial de la DEI para la aplicabilidad práctica en las articulaciones intactas se
justifica en este momento. Las imágenes ED de la articulación de la rodilla intacta,
con todos sus tejidos blandos circundantes, excepto la piel, se pueden ver en Fig.con todos sus tejidos blandos circundantes, excepto la piel, se pueden ver en Fig.
7 . La Figura 7 (a) y (b) fueron tomadas con el analizador en la parte superior de la7 . La Figura 7 (a) y (b) fueron tomadas con el analizador en la parte superior de la7 . La Figura 7 (a) y (b) fueron tomadas con el analizador en la parte superior de la7 . La Figura 7 (a) y (b) fueron tomadas con el analizador en la parte superior de la
curva de balanceo y en -3,6 rad, respectivamente. Estas son las imágenes de loscurva de balanceo y en -3,6 rad, respectivamente. Estas son las imágenes de los
cóndilos femoral y tibial medial con sus asociados cartílago hialino articular y fi
meniscos brocartilaginous. Las flechas apuntan a los límites de las superficies del
cartílago articular hialino. Tanto el cartílago articular y meniscos pueden ser
delineadas incluso a través de los tejidos circundantes. Las líneas blancas que
corre diagonalmente a través de los cartílagos parecen ser los bordes de los
tejidos blandos que rodean superpuesta de la articulación tal como se detecta por
las capacidades de refracción de DEI.These dos imágenes, a 0 y -3,6 rad en la
curva de oscilación, reflejan la dispersión óptima rechazo y refracción cualidades
de las imágenes, respectivamente. El cartílago articular era apenas visible en la
radiografía de sincrotrón de la misma muestra.
El cartílago articular de la articulación del tobillo intacta era visible su imagen
DE adentro también. El espesor del cartílago se podría medir, como las fronteras
fueron evidentes y el tejido apareció homogénea (datos no mostrados). Tras el
examen macroscópico e histológico, el cartílago estaba libre de signos de
degeneration.The cartílago articular fue apenas visible en la radiografía de
sincrotrón de la misma muestra.
Discusión
El presente estudio representa una exploración primera de las posibilidades de una
nueva tecnología de rayos X, DEI, para formación de imágenes del cartílago. Aquí, hemos
demostrado que la visualización de cartílago articular de las articulaciones sinoviales
desarticuladas y intacta es ible poss- a través de DE de imágenes. No es la intención de la
presente
Fig. 4. Las secciones del DEI de la cúpula del astrágalo de la articulación del tobillo. DEI de cartílago normal y dañado articular del astrágalo de un tobillo humano en 30 keV (fila superior) y 18 keV
(fila del medio) con las imágenes macroscópicas correspondientes (fila inferior). La imagen de tejido de cartílago DEI del astrágalo intacta (a), (e) muestra una estructura homogénea y
moderadamente denso. En el tali dañado (b) - (d), (f) - (h) los sitios degenerativas (flechas) están claramente detectados por heterogeneidades distintivas dentro de las imágenes. Con el fin de
visualizar mejor el daño en las fotografías
(I) - (l), las muestras han sido ligeramente girado en comparación con el posicionamiento para la DEI. Las flechas indican los sitios particulares de lesiones.
Osteoarthritis and Cartilage Vol. 10, No. 3 167
6. estudio para comparar la eficacia de la DEI a otros modos de imagen cartílago,
más bien, es nuestro propósito de introducir la imagen del cartílago, y algunos de
su morfológica
patologías, con rayos X para la primera vez. Sin embargo, puede
ser mencionado aquí que debido a la mayor resolución espacial de radiografía de
rayos X en comparación con MRI en el presente detalle, teóricamente, tanto
diferente y mayor debe obtenerse potencialmente a través de la tecnología DEI.
La aplicación de DEI a la mamografía ya ha demostrado mejorar el contraste de
las estructuras fi específicas dentro del tejido de mama humana en un entorno
clínico en comparación con la radiografía ordinaria 21 , 22 . En el presente estudioclínico en comparación con la radiografía ordinaria 21 , 22 . En el presente estudioclínico en comparación con la radiografía ordinaria 21 , 22 . En el presente estudioclínico en comparación con la radiografía ordinaria 21 , 22 . En el presente estudioclínico en comparación con la radiografía ordinaria 21 , 22 . En el presente estudioclínico en comparación con la radiografía ordinaria 21 , 22 . En el presente estudio
hemos demostrado que existe ahora una buena evidencia para el potencial de la
DEI para extender a la radiología-esquelético no sólo para los huesos, pero para el
cartílago también. Los rayos X son ideal para evaluar los cambios en el hueso
subcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicionalsubcondral, un componente principal de los trastornos artrósicos 2 , 7 , 8 . El adicional
la información proporcionada en
cartílago articular a través de la técnica de DEI tiene la poten- ciales para revolucionar la
utilidad de los rayos X para supervisar y diagnosticar OA. Es importante destacar que,
en la misma energía de formación de imágenes de rayos X, una dosis de rayos X
comparable a la de la radiografía convencional se suministra a la muestra.
En el presente estudio, hemos comparado DE imágenes de los especímenes
de la muestra a sus radiografías de sincrotrón. Cabe señalar que una radiografía
de sincrotrón es una radiografía de muy alta calidad a causa de la monochromicity
y colimación del haz de rayos X. A pesar de la alta calidad de la radiografía de
sincrotrón de rayos X 'convencional', es sólo capaz de recoger los efectos de
absorción de un sujeto mientras que DEI es capaz de discernir los efectos de la
refracción y de rechazo de dispersión, además de la absorción de la radiografía
convencional.
La radiografía ordinaria no permite la visualización de cartílago articular y
mucho menos cualquier defecto dentro del cartílago. Sin embargo, nuestros
resultados demuestran que el cartílago articular es visible sobre el de imágenes del
tobillo y la rodilla articulaciones humanas desarticuladas e intactos. Por otra parte,
DEI tiene el potencial de permitir distinción entre degenerado morfológicamente
Fig. 5. DEI y la radiografía de una parte de una rodilla con osteoartritis. Un segmento
resecado de un cóndilo femoral de un paciente de 67 años de edad que se sometieron a
reemplazo total de articulación de rodilla debido a una fase terminal de OA se muestra
mediante radiografía de sincrotrón (a) y 18 keV-DEI (b) para la comparación. En DEI, el
cartílago residual es claramente visible y muestra grandes heterogeneidades de contraste, en
comparación con el cartílago sano de Fig. 2 (c) y Fig. 4 (a), (e) . La sección histológica (c)comparación con el cartílago sano de Fig. 2 (c) y Fig. 4 (a), (e) . La sección histológica (c)comparación con el cartílago sano de Fig. 2 (c) y Fig. 4 (a), (e) . La sección histológica (c)comparación con el cartílago sano de Fig. 2 (c) y Fig. 4 (a), (e) . La sección histológica (c)comparación con el cartílago sano de Fig. 2 (c) y Fig. 4 (a), (e) . La sección histológica (c)
demuestra la pérdida de safranina O tinción sugiere
reducida proteoglicanos dentro de la profundidad del cartílago.
Fig. 6. El cartílago de un talud que demuestra un sitio degenerativa. (A) Fotografía del margen de una cúpula del astrágalo. La flecha señala una lesión o 'chondrophyte'. imagen DE del sitio de la
lesión a los 18 keV (b). (C) Imagen DE del sitio de la lesión a 30 keV. Las flechas en ambos (b) y (c) punto a la interfaz cartílago / hueso que parece estar interrumpido el extremo derecho en la
imagen de 30 keV en (c) a. radiografía (d) sincrotrón de la muestra visto en (c). Tenga en cuenta que el cartílago articular no es visible. (E) safranina O manchada sección tomada de una región
aparentemente normal se ve en la plaza de la izquierda en (c). (F) Picrosirius sección histológica teñida de rojo de la misma región como se ve bajo la luz de polarización muestra el patrón
birrefringente normal en el super fi cial y zonas profundas (*). (G) safranina O tinción de un corte histológico tomado de la plaza justo en (c). Es de interés que el grado reducido de contraste
observado en la esquina derecha de la imagen en (b) y (c) corresponde a las regiones de agotamiento de proteoglicano como se ha visto histológicamente. (H) rojo picrosirio sección de la región
chondrophyte tiñó como se observa bajo luz polarizante. Tenga en cuenta el espacio aparente en el centro y la falta de birrefringencia normal en la zona circundante que indica una desorientación
de fibras de colágeno. Las secciones histológicas son Magni fi ed 4 ×.
168 J. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articular
7. y cartílagos no degenerado. A través de DEI hemos detectado defectos
morfológicos en nuestro estudio muestra de especímenes desarticuladas en, y por
debajo de, la superficie del cartílago que se corresponden con los de los
exámenes brutos y histo- lógicas. Específicamente, los sitios que representan
estados de degeneración, tales como la fibrilación, alteraciones superficiales más
graves e incluso regiones de la pérdida de cartílago debajo de la superficie eran
observables sobre el de las imágenes de los especímenes. De especial interés
son las finas líneas blancas que aparecen en las imágenes de las regiones DE
rugosas, fi ssured de los especímenes. Es posible que estas líneas blancas
representan ciertos cambios estructurales que dan lugar a gran refracción
detectado por el sistema de formación de imágenes. Esto sería lo más probable
desarrollar en los bordes de brillations fi cartílago, fisuras o defectos. Sin embargo,
condensados fibrillas de colágeno fi también pueden causar tales efectos. El
contraste puede además ser mejorada debido a que las grandes proteoglicanos
normalmente atrapadas se pierden debido a los daños de la red de colágeno 23 , 24 ynormalmente atrapadas se pierden debido a los daños de la red de colágeno 23 , 24 ynormalmente atrapadas se pierden debido a los daños de la red de colágeno 23 , 24 ynormalmente atrapadas se pierden debido a los daños de la red de colágeno 23 , 24 ynormalmente atrapadas se pierden debido a los daños de la red de colágeno 23 , 24 y
por lo tanto la extinción de la haz de rayos X es diferente en esta área.
Se debe tener en cuenta que, debido a que las imágenes DE son un
compuesto de dos dimensiones de las características en todo el grosor del tejido a
ser visualizada, las imágenes se Desven- jugar más información estructural que la
proporcionada por una sola sección histológica. Las imágenes son DE, de hecho,
una re fl ec- ción de la información estructural aditivo proporcionada por todas las
secciones seriadas de una muestra.
Tanto los 18 y 30 de energía keV niveles utilizados en el presente estudio dio
lugar a la visualización de Lage Hardware- articular, aunque difieren un tanto en
apariencia. 30 keV rayos X son de implicación práctica para formación de imágenes
del paciente, ya que tienen suficiente poder de penetración a través de las
articulaciones humanas intactas, mientras que el 18 keV de energía es importante
para las pequeñas sujetos animales y sirve como una base de comparación desde
radiografías convencionales tomadas en esta energía tienen la óptima contraste de
los tejidos blandos. Investigaciones adicionales sobre el nivel de energía y las
posiciones en la curva de oscilación que proporcionan las imágenes más
representativas de la muestra como validó mediante el análisis bruto, histológico y
bioquímico está en marcha.
Las variaciones en la densidad, espesor y / o propie- dades materiales
refractan los rayos X a medida que cruzan a través del sujeto. Estas variaciones
están generalmente en el submicroradian
distancia. La interacción de los rayos X con un objeto material incluye no sólo la
atenuación, sino también la refracción 25 - 29 y 'dispersión de ángulo pequeño'. Enatenuación, sino también la refracción 25 - 29 y 'dispersión de ángulo pequeño'. Enatenuación, sino también la refracción 25 - 29 y 'dispersión de ángulo pequeño'. Enatenuación, sino también la refracción 25 - 29 y 'dispersión de ángulo pequeño'. Enatenuación, sino también la refracción 25 - 29 y 'dispersión de ángulo pequeño'. En
particular, el efecto tering el pequeño ángulo scat- (con una anchura angular de
mucho menos de un miliradián) lleva la información sobre la estructura de un
objeto en la longitud de la escala hasta varios metro. Medidas convencionalesobjeto en la longitud de la escala hasta varios metro. Medidas convencionales
grafía radi- únicamente la atenuación de los rayos X en el objeto. Información
sobre la refracción de rayos X y dispersión de ángulo pequeño se pierde en la
radiografía convencional debido a la naturaleza de ángulo pequeño de estos
efectos. Del mismo modo, la radiografía microfocal hace que una alta resolución,
pero sólo a través de la absorción de rayos X utilizando una fuente de rayos X de
tamaño micrométrico. Esta técnica, por lo tanto, proporciona detalles fi ne de
hueso esponjoso, pero no del cartílago 30 . Sin embargo, DEI aprovecha lahueso esponjoso, pero no del cartílago 30 . Sin embargo, DEI aprovecha lahueso esponjoso, pero no del cartílago 30 . Sin embargo, DEI aprovecha lahueso esponjoso, pero no del cartílago 30 . Sin embargo, DEI aprovecha la
información proporcionada por pequeña dispersión de ángulo (a través de la
utilización de un cristal analizador) y es por lo tanto capaz de delinear los tejidos
adyacentes de densidades similares, independientemente del grosor del tejido. El
carácter de esta información varía dependiendo de la posición angular del cristal
analizador como puede verse a partir de nuestras imágenes del cartílago
recogidos en distintos puntos de la llamada 'curva de oscilación'. El nivel óptimo de
rechazo de dispersión se alcanza en el pico de la curva de balanceo, mientras que
la información sobre la refracción de rayos X se obtiene en los puntos medios
arriba y abajo de la curva de balanceo. Por lo tanto, la superposición de
información de cada punto de la curva de balanceo puede proporcionar mucha
más información que se puede obtener con un solo parámetro (es decir, la
absorción) como es el caso con la absorción phy radiogra-.
En esta etapa, DEI utiliza una fuente de sincrotrón de rayos X-. En principio,
sin embargo, DEI no depende del sincrotrón y más en la tecnología está bajo
Desa- ment para explorar la aplicabilidad de DEI a sistemas de rayos X comunes.
Aunque el uso de la DEI para la obtención de imágenes del cartílago se encuentra
en sus primeras etapas de desarrollo, el potencial de este sistema basado en rayos X
de imagen de cartílago no sólo disarticu- RELAClONADAS, sino también las
articulaciones intactas es una instalación obvio e importante. Por esta razón, nuestra
capacidad de visualizar el cartílago articular y fi meniscos brocartilaginous de la
articulación de la rodilla intacta con DEI en este estudio nos da optimismo para el
futuro del desarrollo de la DEI para la investigación y clínica
Fig. 7. DE imágenes del cóndilo medial de un articulación de la rodilla intacta en la parte superior de la curva de balanceo (a) y al -3.6 rad (b). La imagen fue tomada con todo el tejido blando circundante,Fig. 7. DE imágenes del cóndilo medial de un articulación de la rodilla intacta en la parte superior de la curva de balanceo (a) y al -3.6 rad (b). La imagen fue tomada con todo el tejido blando circundante,
excepto la piel, en su lugar. Tenga en cuenta que el cartílago articular hialino (cuyas fronteras se puede ver en las flechas) y
meniscos son visibles incluso a través de los tejidos conectivos circundantes.
Osteoarthritis and Cartilage Vol. 10, No. 3 169
8. ajustes. Además, en diferentes puntos de la curva de balanceo, estructuras
pueden ser delineado que tiene rechazo de dispersión o refracción cualidades
óptimas. Más lejos del pico de la curva de balanceo, las estructuras que resultan
en la flexión de los rayos X serán particularmente evidente como en el caso de las
curvaturas del cartílago articular o meniscos. Dentro de la imagen de la
articulación de la rodilla intacta, alguna estructura de los tejidos
blandos-articulaciones asociado superpuestos también son visibles. Sin embargo,
incluso a través de este tejido superpuesto que debería ser posible desarrollar
algoritmos para medir el grosor del cartílago articular y de su integridad superficie.
Con el desarrollo eventual de la tomografía computarizada para DEI (que está
actualmente en curso por Chapman y Zhong), no puede ser la partición de
estructuras superpuestas entre sí. Sin embargo,
En resumen, hemos demostrado que con la tecnología DEI cartílago articular
de las articulaciones sinoviales desarticuladas e intactos se pueden visualizar
radiográficamente. Además, bruto defectos Lage Hardware- y anormalidades
estructurales, incluso en las etapas tempranas del desarrollo, se puede observar
debido a una combinación de una alta resolución espacial y la detección de
refracción de rayos X, la extinción, y los patrones de absorción. Creemos que DEI
tiene el potencial para ser utilizado como un componente de una nueva generación
de rayos X en la investigación y en la práctica clínica, sin necesidad de una
exposición excesiva a los rayos X. 31 . Esto es especialmente aplicable paraexposición excesiva a los rayos X. 31 . Esto es especialmente aplicable paraexposición excesiva a los rayos X. 31 . Esto es especialmente aplicable paraexposición excesiva a los rayos X. 31 . Esto es especialmente aplicable para
radiología esquelética, y en áreas donde hay una necesidad para la mejora
simultánea de contraste de tejidos blandos. A pesar de que actualmente utiliza DEI
sincrotrón rayos X, en principio, la técnica no depende de él. Futuros avances
tecnológicos llevarán el método- logía DEI en un entorno más práctico. Estamos
con fi anza que este método puede dar lugar a un enfoque alternativo para eva-
comió, diagnosticar y por lo tanto influir en el tratamiento de una enfermedad que
es uno de los factores más importantes que causan la inmovilidad dentro de
nuestra sociedad.
Expresiones de gratitud
La formación de imágenes cartílago lleva a cabo a los NSLS en
Brookhaven National Laboratory de Matthias Aurich, MD era parte de su formación
post-doctorado en el Departamento de Bioquímica en el Rush Medical College y
contribuyó igualmente al contenido cientí fi ca del manuscrito. Deseamos dar las
gracias al Dr. A. Valdellon y su personal en el Banco de Órganos Regionales de
Illinois para el acceso al cartílago donante humano. Agradecemos también el Dr.
Charles Peterfy por su útil discusión y asistencia con el análisis de la imagen. Este
estudio fue financiado, en parte, por el NIH subvención # SCOR AR39239.
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Osteoarthritis and Cartilage Vol. 10, No. 3 171
![representa fases iniciales de degeneración mediante el aprovechamiento de las características
del tejido dife- rentes en el cartílago que las evalúa a través de la resonancia magnética o se
justifica ultrasonido.
En este estudio, se introduce de formación de imágenes de difracción de mejorado
(DEI), una nueva tecnología de rayos X que se encuentra en etapas muy tempranas
del desarrollo y aplicación biológica, para la formación de imágenes del cartílago
articular. DEI es un radiográfica téc- nica de rayos X que proporciona ganancias
espectaculares en contraste sobre la radiografía convencional mediante la utilización
de refracción de rayos X y el rechazo de dispersión (extinción) como mecanismos de
contraste, además de la absorción de rayos X utilizados por radiogra- convencional
PHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosasPHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosasPHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosasPHY 14 . Aunque DEI tiene la capacidad de adquirir y calcular posibles numerosas
imágenes a partir de los datos en bruto, cada con- veying diferente información acerca
de las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sinde las propiedades del tejido 14 , 15 , las imágenes utilizadas en este estudio fueron sin
procesar para mostrar la capacidad de la misma DEI. Actualmente, DEI utiliza el haz
de rayos X emitido por un sincrotrón. En principio, la técnica DEI no está
intrínsecamente ligada a la sincrotrón; sin embargo, otra máquina diseñada
adecuadamente que tiene el nivel de intensidad para los tiempos de formación de
imágenes muy cortos siendo utilizado en los presentes estudios no existe
actualmente. la investigación con- tinuing por uno de los autores (Chapman) se lleva a
cabo para adaptar la tecnología a DEI de rayos X tación instrumental que podría ser
utilizado en un entorno clínico.
Los detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz deLos detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz deLos detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz deLos detalles de DEI se describen en otra parte 14 . Brevemente, en DEI un haz de
formación de imágenes se prepara por difracción del haz cromático poli- del
sincrotrón con dos cristales de ING desbobinadores para crear un haz casi
monocromático, altamente colimado de un único de la energía de rayos X ( Figuramonocromático, altamente colimado de un único de la energía de rayos X ( Figura
1 ). Este haz se hace pasar entonces a través del sujeto como en la radiografía1 ). Este haz se hace pasar entonces a través del sujeto como en la radiografía
convencional. En DEI, sin embargo, se coloca un tercer cristal (cristal analizador)
entre el sujeto y el detector de imagen. Este cristal tiene la capacidad de modular
la intensidad de los rayos X de acuerdo con la desviación angular de los rayos X a
través del sujeto, produciendo así una imagen de alto contraste y resolución.
En este caso, nos informan de que el cartílago articular de ambos dis- articulado y
articulaciones de la rodilla y el tobillo humanos intactos se pueden obtener imágenes
radiográficamente, utilizando DEI. Además, se encontraron sitios de
heterogeneidades de contraste que pueden ser identificados en DE imágenes para
corresponder a regiones de degeneración del cartílago identificados por tanto el
examen macroscópico e histológico. No es la intención de este estudio para comparar
DEI con otras técnicas de imagen, sino presentar para la
fi tiempo primero una novedosa técnica de rayos X para la formación de imágenes del cartílago articular.
materiales y métodos
SISTEMA DEI
Un esquema del sistema DEI utilizado para la experimentación en nuestra línea
de luz de sincrotrón el Xl5A en el National Fuente de Luz de Sincrotrón (NSLS),
Laboratorio Nacional de Brookhaven se muestra en la Figura 1 . En este caso, elLaboratorio Nacional de Brookhaven se muestra en la Figura 1 . En este caso, elLaboratorio Nacional de Brookhaven se muestra en la Figura 1 . En este caso, el
haz en abanico colimado de rayos X se prepara por los conjuntos de dos de cristal
identificado como el (3,3,3) monocromador de Si [Si se refiere al material de cristal
de silicio y el (3,3,3) se refiere a la elección del tipo de orientación de los cristales y
el plano de enrejado utilizado para difractar los rayos X]. Una vez que este haz
pasa a través de la materia, un tercio de cristal (cristal analizador) de la misma
orientación y utilizando la misma reflexión difracta los rayos X sobre un detector de
imagen de la placa (placa de imagen Fuji HRV, lectura por un lector de imágenes
de la placa Fuji BAS2500 ). La imagen del sujeto se forma mediante el escaneo de
la placa sujeta y la imagen a la misma velocidad a través del haz en abanico. La
placa de imagen tiene un tamaño de píxel de 50 m que determina la resolución de laplaca de imagen tiene un tamaño de píxel de 50 m que determina la resolución de la
imagen obtenida, ya que los rayos X preparados por el cristal son altamente
colimada.
La condición para la difracción de rayos X (condición de Bragg) a partir de un
cristal se cumple sólo cuando el haz incidente hace que el ángulo correcto a los
planos de la red atómica en el cristal para una energía de fotón de rayos X dado o
longitud de onda. Cuando se cumple esta DICIÓN con-, el haz difracta desde los
planos más de un estrecho rango de ángulos de incidencia. Por lo tanto, si el cristal
analizador se hace girar alrededor de un eje perpendicular al plano que se muestra,
el cristal pasará a través de la condición de Bragg para la difracción y la intensidad
difractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le esdifractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le esdifractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le esdifractada trazará una pro fi le o 'curva oscilante' dieciséis . Este pro fi le es
aproximadamente triangular y tiene un pico de intensidad próxima a la de la viga
golpear el cristal analizador. La anchura de este pro fi le es típicamente unos pocos
microrradianes amplia [la anchura total a la mitad del máximo (FWHM) es 2,1 rad amicrorradianes amplia [la anchura total a la mitad del máximo (FWHM) es 2,1 rad a
una energía de rayos X de 30 keV y 3,6 rad a 18 keV, utilizando el Si (3,3,3)
reflexión]. Esta anchura angular estrecha proporciona las herramientas necesarias
para preparar y analizar el ángulo de los haces de rayos X que atraviesa un objeto
en la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden seren la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden seren la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden seren la escala microradian dieciséis . Puesto que la gama de ángulos que pueden ser
Fig. 1. Representación esquemática de la configuración de la DEI en el sincrotrón. El rayo de sincrotrón incide desde la izquierda y la energía es seleccionado por el Si (3,3,3) doble monocromador
de cristal. Este haz se hace pasar a través del objeto y es difractada por una coincidencia de Si (3,3,3) de cristal analizador después de que el objeto. El haz difractado se detecta como una imagen
en una placa de imagen de fósforo. El haz del sincrotrón es un haz en abanico que se extiende en y fuera del plano del papel. Para crear la imagen planar del objeto, el objeto y el detector son
escaneada perpendicular a las vigas como se muestra con las flechas.
164 J. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articularJ. Mollenhauer et al .: imágenes de rayos X del cartílago articular](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)