Оценка изменений плотности тканей почек у крыс с гиперлипидемией методом микро-КТ

Введение. Компьютерная рентгеновская микротомография (микро-КТ) позволяет получать трёхмерные изображения микроскопических структур без их разрушения, благодаря чему метод нашел широкое применение в биомедицине. Что касается применения микро-КТ в ветеринарии, то на сегодняшний день потенциал метода для оценки морфологических изменений внутренних органов животных при патологиях использован не полностью. В частности, недостаточно данных о возможностях микротомографии при изучении патологических процессов в почках животных. Цель исследования — оценить патологические изменения плотности и морфологии тканей почек лабораторных крыс с гиперлипидемией с помощью микро-КТ.

Материалы и методы. В эксперименте, проведенном в ДГТУ в период с 2021 по 2024 гг., использовались самцы крыс линии Wistar (n=40), разделенные на 5 групп — 4 опытные и 1 контрольную. Опытные группы в ходе эксперимента были переведены на гиперлипидемическую диету; контрольная группа получала только обычный корм. После декапитации животных на 30-е, 120-е, 150-е и 180-е сутки проводился забор почек и подготовка образцов для сканирования на микротомографе Zeiss Xradia Versa 520 при 80 кВ и размере вокселя 20 мкм. Эффективность микро-КТ оценивали по качеству 3D-реконструкции и выявлению изменений в плотности и морфологии тканей почек на разных стадиях гиперлипидемии.

Результаты исследования. Микротомограммы почек крыс, участвовавших в эксперименте, позволили детально визуализировать морфологию органа, включая корковое и мозговое вещество, а также сосудистую сеть. Получены количественные данные по изменению плотности тканей, выявлены различия в структуре почек при норме (контрольная группа) и патологии (опытные группы с гиперлипидимией разной степени).

Заключение и обсуждение. Метод микро-КТ продемонстрировал высокую точность и информативность при анализе состояния тканей почек крыс, доказав его эффективность для ранней диагностики патологических изменений и динамического мониторинга заболеваний этих внутренних органов у животных. Среди ограничений метода — высокая стоимость оборудования, низкая чувствительность к мягким тканям без контрастирования и необходимость специальных навыков для интерпретации снимков.

1. Li H, Zhang H, Tang Z, Hu G. Micro-computed Tomography for Small Animal Imaging: Technological Details. Progress in Natural Science. 2008;18(5):513–521. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2008.01.002

2. Ashton JR, West JL, Badea CT. In Vivo Small Animal Micro-CT Using Nanoparticle Contrast Agents. Frontiers in Pharmacology. 2015;6:256. https://doi.org/10.3389/fphar.2015.00256

3. Yu Z, Zhang L, Han D. Comparison Between Micro-CT and High-Resolution CT Scan of Temporal Bone. In book: Micro-CT of Temporal Bone. Yu Z, Zhang L, Han D (Eds.). Singapore: Springer; 2021. P. 169–183 https://doi.org/10.1007/978-981-16-0807-0_10

4. Бурда А.Н., Рутковская А.С. Диагностика скрытого кариеса с помощью рентген-диагностики BITEWING. Современная стоматология. 2020;(3(80)):86–90.

5. Keklikoglou K, Arvanitidis C, Chatzigeorgiou G, Chatzinikolaou E, Karagiannidis E, Koletsa T, et al. Micro-CT for Biological and Biomedical Studies: A Comparison of Imaging Techniques. Journal of Imaging. 2021;7(9):172. https://doi.org/10.3390/jimaging7090172

6. Heath J, Poggel C (Eds.). An Overwiew of 3D X-ray Microscopy. Zeiss. Xradia 520 Versa 3D X-ray Microscope User Manual. UK, Chichester: John Wiley & Sons Ltd; 2020. 41 p. https://manualzz.com/doc/57135760/zeiss-xradia-520-versa-3d-x-ray-microscope-user-manual (accessed: 14.11.2025)

7. Sasai H, Iwai H, Fujita D, Seto E, Izumi Y. The Use of Micro-computed Tomography in the Diagnosis of Dental and Oral Disease in Rabbits. BMC Veterinary Research. 2014;(10):209. https://doi.org/10.1186/s12917-014-0209-4

8. Мужикян А.А., Макарова М.Н. Применение компьютерной томографии при оценке состояния органов и тканей лабораторных животных. Международный вестник ветеринарии. 2015;(4):73–80.

9. Hutchinson JC, Shelmerdine SC, Simcock IC, Sebire NJ, Arthurs OJ. Early Clinical Applications for Imaging at Microscopic Detail: Microfocus Computed Tomography (Micro-CT). British Journal of Radiology. 2017;90(1075):20170113. https://doi.org/10.1259/bjr.20170113

10. Fitzpatrick N, Garcia TC, Daryani A, Bertran J, Watari S, Hayashi K. Micro-CT Structural Analysis of the Canine Medial Coronoid Disease. Veterinary Surgery. 2016;45(3):336–346. https://doi.org/10.1111/vsu.12449

11. Eberspächer-Schweda MC, Schmitt K, Handschuh S, Fuchs-Baumgartinger A, Reiter AM. Diagnostic Yield of Micro-Computed Tomography (micro-CT) Versus Histopathology of a Canine Oral Fibrosarcoma. Journal of Veterinary Dentistry. 2020;37(1):14–21. https://doi.org/10.1177/0898756420926519

12. Ritman EL. Current Status of Developments and Applications of Micro-CT. Annual Review of Biomedical Engineering. 2011;13:531–552. https://doi.org/10.1146/annurev-bioeng-071910-124717

13. Jekl V, Brinek A, Zikmund T, Jeklova E, Kaiser J. Use of Micro-CT Imaging to Assess Ventral Mandibular Cortical Thickness and Volume in an Experimental Rodent Model with Chronic High-Phosphorus Intake. Frontiers in Veterinary Science. 2021;8:759093. https://doi.org/10.3389/fvets.2021.759093

14. Honkanen MKM, Mohammadi A, Te Moller NCR, Ebrahimi M, Xu W, Plomp S, et al. Dual-Contrast Micro-CT Enables Cartilage Lesion Detection and Tissue Condition Evaluation Ex Vivo. Equine Veterinary Journal. 2023;55(2):315–324. https://doi.org/10.1111/evj.13573

15. Szaluś-Jordanow O, Barszcz K, Mądry W, Buczyński M, Czopowicz M, Gierulski A, et al. Hydrops Fetalis Caused by a Complex Congenital Heart Defect with Concurrent Hypoplasia of Pulmonary Blood Vessels and Lungs Visualized by Micro-CT in a French Bulldog. BMC Veterinary Research. 2024;20(1):189. https://doi.org/10.1186/s12917-024-04060-5

16. Zelentsov VB, Sadyrin EV, Mitrin BI, Swain MV. Mathematical Tools for Recovery of the Load on the Fissure According to the Micro-CT Results. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2023;138:105625. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2022.105625

17. Jeong T, Shin HJ. An Approximation Technique for Real-Time Rendering of Phong Reflection Model with Image-Based Lighting. Journal of Korea Computer Graphics Society. 2014;20(1):13–19. https://doi.org/10.15701/kcgs.2014.20.1.13

18. Kogan MI, Popov IV, Kirichenko EY, Mitrin BI, Sadyrin EV, Kulaeva ED et al. X-ray Micro-computed Tomography in the Assessment of Penile Cavernous Fibrosis in a Rabbit Castration Model. Andrology. 2021;9(5):1467–1480. https://doi.org/10.1111/andr.13077