Способ выявления нарушений микроструктуры костей животных

 

СПОСОБ ШЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ МИКРОСТРУКТУРЫ КОСТЕЙ ЖИВОТНЫХ, вкпючаюй(ий рентгенографию с последукяцим 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае О1):

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВРЗДЕТЕЛЬСТБУ % ъ 1 ) .1 (21) 3556595/30-15 (22) 25.02.83 (46) 23.12,84.Бюл. У 47 .(72) И..С. Амосов, А.Д. Белов, Н.А. Слесаренко и Л.С. Ярзуткина (71) Московская ветеринарная академия им. К.И. Скрябина и Научноисследовательский институт медицинской радиологии AMH СССР (53) 621.386.8(088.81 (56) 1. Чуватин Л.M. Иорфологические особенности скелета куницы и соболя в сравнительно-анатомическом освещении.-В кн. Вопросы биологии промысловых животных и организации охотничьего хозяйства. Пермь, 1975/1976, с. 52-63, 2. Шарабрин И.Г. Определение минеральной недостаточности в питании высокопродуктивных коров. M.

"Колос"- 1953.

3. Авторское свидетельство СССР

У 238721, кл. А 61 В 6/00, 1966.

g(gg А 61 В 6/02 À 61 В 10/00 (54) (57) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ

МИКРОСТРУКТУРЫ КОСТЕЙ ЖИВОТНЫХ, включающий рентгенографию с последующим анализом рентгенограмм, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности качест венной и количественной дифференцировки основных структурных компонентов одновременно всего объема кости,: анализ рентгенограмм осуществляют путем цветной дешифровки их оптических плотностей и измерения площади иэображения всей кости и участков рентгенограмма, окрашенных в отдель" ные фиксированные цвета, соответствующие определенным плотностям косч;- g ной структуры, и по распределению плотностей судят о количественных

О и качественных структурных различиях костей животных.!

130321 2

Изобретение относится к сельскому хозяйству, преимущественно ветеринарии и может быть использовано для объективного анализа костной ткани различных видов животных в зависимости от условий их обитания, содержания, кормления и других факторов, например, для объективного выявления функциональных и морфологических изменений костной системы пушных зверей клеточного содержания, находящихся в условиях гиподинамии, в сравнении с животными, обитающими в природных биоценоэах.

Известно, что в современном индустриальном животноводстве и звероводстве сравнительное изучение особен- . ностей костной системы различных животных осуществляется, главным образом, методами морфометрии. Эти методы позволяют детально изучить форму, контуры и частично структуру костей !, Для изучения структуры кости обычно применяются рентгенологические методы исследования с использованием ткань-эквивалентного алюминиевого

10 или другого клина, что позволяет с высокой степенью достоверности проводить сравнительное определение раз-30 личий в минеральном компоненте кост-. ной ткани ..(2 !.

Известен способ определения относительной плотности костей у поросят, при котором рентгеноскопическому исследованию подвергают боль35 шую 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 (3).

Однако известными способами опре45 . деляют 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.

Цель изобретения - обеспечение возможности качественной и количест. венной дифференцировки основных структурных компонентов одновременно всего объема кости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выявления нарушений микроструктуры костей животных анализ рентгенограмм осуществляют путем цветной дешифровки их оп-. тических 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 следующим образом:

Исследуемые различные кости срав йиваемых животных просвечивают рентгеновыми лучами, принимая прошедШее через кости излучение на рентгеновскую пленку с разрешающей способностью не менее 300 микрат, например типа Рп м-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. ампли- . туда черно-белого видеосигнала преобразуется в восемь фиксированных цветов: красный, голубой, сиреневый, зеленый, желтый, синий, лимонный и белый. Каждый из цветов соответствует плотности исследуемого участка костной ткани. В данном случае 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 3ВМ аппаратуры УАР-1, а также

1130321

15

25

35

45

его можно. проводить по масштабной сетке с экрана видеоконтрольного устройства или же топографическим планиметром.

Полученные цифровые данные обрабатывают, например, путем построения гистограммы распределения плотностей костной структуры. Наличие у исследователя цветовой гаммы,отображающей плотность исследуемых костей и величин, количественно характеризующих присутствие соответствующего цвета в гамме, позволяет количественно провести сравнительный анализ цветов и таким образом осуществить сравнительную оценку плотности костной структуры.Т.е. впервые разработан способ, обеспечивающий возможность, во-первых, проанализировать плотности всего объема кости, а, во-вторых, основанный на объективных критериях, где сравниваемые величины выражены количественно, Для качественной визуальной оценки структурных различий костей сравниваемых животных предпочтительно пользоваться аналоговым режимом работы УАР-1. В этом режиме амплитуда черно-белого видеосигнала рентгенограммы преобразуется в семь цветов с плавными переходами между ними: синий, пурпурный, 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 параллельным одновременным просмотром сравниваемых костей с последующей фиксацией цветовой гаммы на фотографических отпечатках.

П р .и м е р. Для исследования избраны бедренные кости норки клеточного содержания и дикой, обитающей в природных биоценозах. Просвечивание рентгеновским излучением костей проводят на айпарате ТУР-60 при следующих условиях:

Ч 30 кВ

I 15 мА 55

t 1,5-2 мин

Излучение, прошедшее через кость, фиксируют на пленку микрат-300.

В аналоговом режиме работы цвето» вого дешифратора УАР-! 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

f аналоговой раскраски отчетливо видно, 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 треть его латеральной поверхности.

При этом зоны кости с пониженной плотностью у клеточньж животных имеют неправильную форму и нечеткие контуры. Бедренная кость норки дикой имеет правильную грациальную форму с четкой дифференцировкой головки, шейки, вертелов и диафиза. При срав"1 нительной оценке этих отделов от» четливо проявляется деформация эпиметафизарных участков у особей клеточного содержания.

Дешифрование рентгенограмм прово-, 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 ценность полученных при этом данных состоит в возможности проведения количест30321

Составитель И. Тареева

Редактор Е. Лушникова . Техред Л.Коцюбняк

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 9476/8 /Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП ° ""Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 11 венных оценок. Особенно отчетливо проявляются дифференцированные участки нарушения гармоничной архитектоники 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 дискрет но раскрашенных рен 1генограмм дикой и клеточной норок показывает досто-. верные различия в структуре бедренных костей. У дикой норки доминирующими явились участки, окрашенные в менее плотные цвета (желтый, синий, лимонный, белый J. Зоны кости, окрашенные в сиреневый, голубой, красный цвета гармонично возрастают от красного к сиреневому, при этом количественно голубой цвет составляет 1955 усл.ед. площади, соответ-. ственно сиреневый 270, красный 110, зеленый 72. Гистограмма кости клеточной норки Свидетельствует об общем разрежении костной структуры и выравнивании плотностей между губчатым и компактным веществами кости. Площадь участков, окрашенI Hblx B 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, равный 312 усл.ед.площади.

Предлагаемый способ, включающий визуальную и количественную обработку .рентгенограмм, позволяет полу чить принципиально .новые данные о дифференцировке структуры костей животных, обитающих в природных биоценозах и находящихся в условиях индустриального звероводства.

Технико-экономическая эффектив.ность предлагаемого способа определения плотности и структуры костей животных обеспечивает возможность

10 объективного количественного и качественного определения структурных особенностей костной ткани дифферен цированно для эпифизов, метафизов и диафивов, что имеет особенно важ15 ное значение для выяснения влияния на опорно-двигательный аппарат животных различных факторов внешней среды (условий содержания обитания, кормления и др.). рц Надежное и объективное определение количественных значений для основных структурных компонентов костного вещества позволяет проводи1 ь сравнительную рентгенограмметрир 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

35 затраты на рентгенологические иссле1цования, в сравнении с известными способами, в несколько раз ниже.

Способ позволяет получить интраскопиыескую информацию о костном вещест- ве без нарушения его целостности.