単色放射光CTによる骨内局所潅流および骨微細構造の同時評価法の開発

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本課題の目的の一つである骨内局所灌流計測に関連して、18年度は1)放射光インビボCTによる骨梁ネットワーク構造解析さらに、2)CCD顕微鏡を利用した骨膜下の微小循環解析の手法を確立した。1)片後肢坐骨神経切断術を施したICRマウスを対象に、術後1週およびその4日後、10日後に、SPring-8放射光施設にてインビボCT計測(BL20B2、分解能12μm)を行った。マウスは自作の特殊ホルダーに固定し、膝関節部を計測対象とした。脛骨近位骨幹端の骨梁構造変化を経時的に捉えるため、取得画像の重ね合わせを相互情報量の最大化によって行った。これにより、骨梁の生成と吸収をともに評価することが可能となった。坐骨神経切断による廃用側と無処置側ともに骨梁数は減少し、骨梁幅は増加したが、廃用側では骨梁幅の増加は無処置側に比べ小さかった。また、骨吸収量/形成量ともに廃用側で低下傾向にあり、骨代謝回転の低下が推測された。2)片後肢の坐骨神経を切断したウィスターラットを対象に、麻酔下においてその両後肢の脛骨を露出させ、CCD生体顕微鏡の先端プローブを近接させ、骨膜下の微小循環イメージングを行った。赤血球流れのパターンを利用した血流速計測、血管径計測のアルゴリズムを作成し、その有用性を確認した。アセチルコリンおよびナイトロプルシドによる血行動態変化を観察することにより、坐骨神経切断による骨萎縮側では内皮依存性の血管拡張が低下していることが確認され、骨循環が骨形成に関与していることが示唆された。