A microtomografia 3D por raio-X proporciona medidas quantitativas e tridimensionais da estrutura do calo e essas medidas podem potencialmente estar relacionadas com a resistência do calo. A avaliação quantitativa do reparo ósseo por meio de novas metodologias tem importante aplicação nas pesquisas experimentais relacionadas a tecnologias invasivas e não invasivas para a estimulação do mesmo. O objetivo desse estudo foi avaliar o reparo ósseo por meio da \'mü\'CT em defeito ósseo em fêmur de rato. Trinta ratos machos da classe Wistar com peso médio de 300g foram divididos em grupos experimentais de 10 animais em cada grupo. Os animais foram anestesiados e um furo com 1,2 mm de diâmetro foi realizada na porção medial do fêmur utilizando-se uma broca odontológica. No 7º, 14º e 21º pós-cirúrgico, os animais dos grupos experimentais 1, 2 e 3, respectivamente, foram sacrificados e o fêmur esquerdo excisado. Os fêmures foram envolvidos em gaze e mergulhas em solução PBS e armazenados em um saco plástico em freezer a -20º até a análise microtomográfica. Os fêmures foram escaneados pelo microtomógrafo 1172 (SkyScan, Bélgica). Os softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo, foram utilizados para as seguinte análises: a) análise visual das reconstruções microtomográficas dos fêmures através de secções transversais, coronais e sagitais; b) segmentação do calo ósseo nas reconstruções através de algoritmo de processamento de imagem para quantificação dos parâmetros volume total do calo ósseo (TV), volume do calo ósseo mineralizado (BV), relação BV/TV e densidade mineral óssea volumétrica do calo ósseo (BMD); c) visualização 3D do calo ósseo. A análise estatística dos parâmetros medidos utilizou o teste t de Student com um nível de significância p<0,05. Houve um aumento estatisticamente significante nos valores dos parâmetros BV/TV e BMD na comparação entre os grupos experimentais 1 e 2. A comparação entre os grupos 3 e 4 não apresentou significância estatística. Os resultados são coerentes com dados encontrados na literatura sobre a fisiologia óssea, porém o algoritmo de processamento de imagem utilizado necessita aprimoramento em alguns de seus procedimentos para se obter melhor resultado de segmentação do calo ósseo na região de interesse. / X-ray microtomography (uCT) provides quantitative and three dimensional measurements of the callus structure and these measurements could potentially be related to callus strength. The assessment of bone repair through new methodologies has important application in animal investigations regarding invasive or non invasive technologies for the stimulation of bone healing. The aim of this investigation was the use of \'mü\'CT for the assessment of bone repair in a rat femur bone defect. Thirty male Wistar rats weighting about 300g were divided in three experimental groups with 10 animals on each group. The animals were anesthetized and a circular hole with a 1.2 mm diameter was generated at the medial region of the left femur using a dental drill. At the 7th, 14th and 21st day after surgery the animals of experimental groups 1, 2 and 3, respectively, were sacrificed and the left femur excised. The femurs were wrapped in gauze immersed in phosphate-buffered solution and stored in a plastic bag at -20ºC until the analysis by microtomograph. The femurs were scanned by the 1172 microtomograph (SkyScan, Belgium). The softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, provided by the microtomograph manufacture, were used for the following assessments: a) visual examination of the femurs microtomographic reconstructions using transversal, coronal and sagittal sections; b) segmentation of the bone callus in the reconstructions using an image processing algorithm to quantify the parameters total bone callus volume (TV), volume of the mineralized bone callus (BV), the ratio BV/TV and the volumetric bone callus mineral density (BMD); c) 3D rendering of the bone callus. The statistical analysis of the measured parameters was performed by the Student t test with a level of significance p<0,05. There was a statistically significant increase in the mean values of the parameters BV/TV and BMD in the comparison of experimental groups 1 and 2. The comparison between groups 2 and 3 was not statistically significant. Results are according to bone physiology data from literature although the image processing algorithm used needs some adjustments to get better results in bone callus segmentation in ROI.

A fratura é uma descontinuidade óssea que pode ser produzida cirurgicamente ou causada por um impacto que excede a resistência mecânica do osso dando início a uma sequência de eventos sistêmicos e específicos de resposta do tecido. Exames radiológicos são comumente realizados na clínica e em experimentos com animais para o monitoramento do reparo ósseo dando informações sobre o alinhamento dos fragmentos e da evolução de reparo. Outras técnicas de monitoramento qualitativas e quantitativas podem ser utilizadas em experimento animal (histologia e ensaios mecânicos) e em experimento animal e clínico (tomografia computadorizada por raio X, ressonância magnética, ultra-sonografia). A microtomografia 3D por raio X é uma nova técnica de monitoramento para uso em experimento animal e com grande potencialidade. A quantificação do reparo ósseo com novas metodologias tem larga aplicação em investigações sobre técnicas invasivas e não-invasivas de tratamento de fraturas utilizando-se experimento animal. O objetivo dessa investigação foi a utilização da microtomografia 3D por raio X policromático (\'mü\'CT) para a avaliação do reparo ósseo em defeito ósseo na tíbia direita de rato macho da raça Wistar com peso aproximado de 280 g. O defeito foi produzido por uma broca odontológica com alta rotação. Foram estabelecidos quatro grupos experimentais caracterizados pela utilização ou não utilização do tratamento do defeito por ultra-som pulsado de baixa intensidade (LIPUS, 30 mW/\'CM POT.2\') e pela duração do experimento. No grupo 1 o tratamento por ultra-som teve a duração de 14 dias, 5 sessões de tratamento por semana. No grupo 2 não houve tratamento por ultra-som e a duração foi de 14 dias. No grupo 3 o tratamento por ultra-som teve a duração de 21 dias, 5 sessões de tratamento por semana. No grupo 4 não houve tratamento por ultra-som e a duração foi de 21 dias. Nos grupos 1 a 4 foram utilizados 10 animais para a avaliação por CT. O defeito ósseo da tíbia direita nos animais dos grupos 1 e 3 foi tratado com ultra-som de baixa intensidade. A avaliação por CT foi realizada através dos softwares NRecon, Data Viewer , CT-Analyzer e CT-Vol fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo (Skyscan, Bélgica). Não foi observada diferença estatísticamente significante na quantificação do reparo ósseo dos defeitos dos grupos 1 e 2 e dos grupos 3 e 4. / Fracture is a bone discontinuity that can be surgically produced or caused by an impact that exceeds the mechanical strength of bone by initiating a series of systemic events and specific tissue response. Radiological tests are commonly performed in clinical and animal experiments for monitoring the bone healing by providing information about the alignment of the fragments and the evolution of repair. Other techniques for monitoring quality and quantity can be used in experimental animals (histology and mechanical tests) and in animal experiments and clinical studies (computed tomography X-ray, MRI, ultrasound). The 3D microtomography by X-ray is a new monitoring technique for use in animal experiment and with great potential. The quantification of bone repair with new methods has wide application in research on invasive and noninvasive treatment of fractures using animal experiment. The goal of this research was to use the 3D microtomography by non monochromatic X-ray (\'mü\'CT) to evaluate the bone healing in bone defect in the tibia of Wistar male rat weighing approximately 280 g. The defect was produced by a dental drill with high speed. It was established four experimental groups characterized by the use or non use of low intensity pulsed ultrasound (LIPUS, 30 mW/\'CM POT.2\') for the bone defect treatment as well as the duration of the experiment. In group 1 the LIPUS treatment last 14 days, 5 treatment sessions per week. In group 2 the LIPUS treatment was not used and the duration was 14 days. In group 3 the LIPUS treatment last 21 days, 5 treatment sessions per week. In group 4 the LIPUS treatment was not used and the duration was 21 days. In groups 1 to 4, 10 animals were used for evaluation by CT. The evaluation was conducted by CT through software NRecon, Data Viewer, CT-Vol and CT-Analyzer supplied by the microtomography manufacturer (SkyScan, Belgium). No significant statistical differences were found between the results of groups 1 and 2 as well as the results of groups 3 and 4.

A microtomografia 3D por raio-X proporciona medidas quantitativas e tridimensionais da estrutura do calo e essas medidas podem potencialmente estar relacionadas com a resistência do calo. A avaliação quantitativa do reparo ósseo por meio de novas metodologias tem importante aplicação nas pesquisas experimentais relacionadas a tecnologias invasivas e não invasivas para a estimulação do mesmo. O objetivo desse estudo foi avaliar o reparo ósseo por meio da \'mü\'CT em defeito ósseo em fêmur de rato. Trinta ratos machos da classe Wistar com peso médio de 300g foram divididos em grupos experimentais de 10 animais em cada grupo. Os animais foram anestesiados e um furo com 1,2 mm de diâmetro foi realizada na porção medial do fêmur utilizando-se uma broca odontológica. No 7º, 14º e 21º pós-cirúrgico, os animais dos grupos experimentais 1, 2 e 3, respectivamente, foram sacrificados e o fêmur esquerdo excisado. Os fêmures foram envolvidos em gaze e mergulhas em solução PBS e armazenados em um saco plástico em freezer a -20º até a análise microtomográfica. Os fêmures foram escaneados pelo microtomógrafo 1172 (SkyScan, Bélgica). Os softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo, foram utilizados para as seguinte análises: a) análise visual das reconstruções microtomográficas dos fêmures através de secções transversais, coronais e sagitais; b) segmentação do calo ósseo nas reconstruções através de algoritmo de processamento de imagem para quantificação dos parâmetros volume total do calo ósseo (TV), volume do calo ósseo mineralizado (BV), relação BV/TV e densidade mineral óssea volumétrica do calo ósseo (BMD); c) visualização 3D do calo ósseo. A análise estatística dos parâmetros medidos utilizou o teste t de Student com um nível de significância p<0,05. Houve um aumento estatisticamente significante nos valores dos parâmetros BV/TV e BMD na comparação entre os grupos experimentais 1 e 2. A comparação entre os grupos 3 e 4 não apresentou significância estatística. Os resultados são coerentes com dados encontrados na literatura sobre a fisiologia óssea, porém o algoritmo de processamento de imagem utilizado necessita aprimoramento em alguns de seus procedimentos para se obter melhor resultado de segmentação do calo ósseo na região de interesse. / X-ray microtomography (uCT) provides quantitative and three dimensional measurements of the callus structure and these measurements could potentially be related to callus strength. The assessment of bone repair through new methodologies has important application in animal investigations regarding invasive or non invasive technologies for the stimulation of bone healing. The aim of this investigation was the use of \'mü\'CT for the assessment of bone repair in a rat femur bone defect. Thirty male Wistar rats weighting about 300g were divided in three experimental groups with 10 animals on each group. The animals were anesthetized and a circular hole with a 1.2 mm diameter was generated at the medial region of the left femur using a dental drill. At the 7th, 14th and 21st day after surgery the animals of experimental groups 1, 2 and 3, respectively, were sacrificed and the left femur excised. The femurs were wrapped in gauze immersed in phosphate-buffered solution and stored in a plastic bag at -20ºC until the analysis by microtomograph. The femurs were scanned by the 1172 microtomograph (SkyScan, Belgium). The softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, provided by the microtomograph manufacture, were used for the following assessments: a) visual examination of the femurs microtomographic reconstructions using transversal, coronal and sagittal sections; b) segmentation of the bone callus in the reconstructions using an image processing algorithm to quantify the parameters total bone callus volume (TV), volume of the mineralized bone callus (BV), the ratio BV/TV and the volumetric bone callus mineral density (BMD); c) 3D rendering of the bone callus. The statistical analysis of the measured parameters was performed by the Student t test with a level of significance p<0,05. There was a statistically significant increase in the mean values of the parameters BV/TV and BMD in the comparison of experimental groups 1 and 2. The comparison between groups 2 and 3 was not statistically significant. Results are according to bone physiology data from literature although the image processing algorithm used needs some adjustments to get better results in bone callus segmentation in ROI.

A fratura é uma descontinuidade óssea que pode ser produzida cirurgicamente ou causada por um impacto que excede a resistência mecânica do osso dando início a uma sequência de eventos sistêmicos e específicos de resposta do tecido. Exames radiológicos são comumente realizados na clínica e em experimentos com animais para o monitoramento do reparo ósseo dando informações sobre o alinhamento dos fragmentos e da evolução de reparo. Outras técnicas de monitoramento qualitativas e quantitativas podem ser utilizadas em experimento animal (histologia e ensaios mecânicos) e em experimento animal e clínico (tomografia computadorizada por raio X, ressonância magnética, ultra-sonografia). A microtomografia 3D por raio X é uma nova técnica de monitoramento para uso em experimento animal e com grande potencialidade. A quantificação do reparo ósseo com novas metodologias tem larga aplicação em investigações sobre técnicas invasivas e não-invasivas de tratamento de fraturas utilizando-se experimento animal. O objetivo dessa investigação foi a utilização da microtomografia 3D por raio X policromático (\'mü\'CT) para a avaliação do reparo ósseo em defeito ósseo na tíbia direita de rato macho da raça Wistar com peso aproximado de 280 g. O defeito foi produzido por uma broca odontológica com alta rotação. Foram estabelecidos quatro grupos experimentais caracterizados pela utilização ou não utilização do tratamento do defeito por ultra-som pulsado de baixa intensidade (LIPUS, 30 mW/\'CM POT.2\') e pela duração do experimento. No grupo 1 o tratamento por ultra-som teve a duração de 14 dias, 5 sessões de tratamento por semana. No grupo 2 não houve tratamento por ultra-som e a duração foi de 14 dias. No grupo 3 o tratamento por ultra-som teve a duração de 21 dias, 5 sessões de tratamento por semana. No grupo 4 não houve tratamento por ultra-som e a duração foi de 21 dias. Nos grupos 1 a 4 foram utilizados 10 animais para a avaliação por CT. O defeito ósseo da tíbia direita nos animais dos grupos 1 e 3 foi tratado com ultra-som de baixa intensidade. A avaliação por CT foi realizada através dos softwares NRecon, Data Viewer , CT-Analyzer e CT-Vol fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo (Skyscan, Bélgica). Não foi observada diferença estatísticamente significante na quantificação do reparo ósseo dos defeitos dos grupos 1 e 2 e dos grupos 3 e 4. / Fracture is a bone discontinuity that can be surgically produced or caused by an impact that exceeds the mechanical strength of bone by initiating a series of systemic events and specific tissue response. Radiological tests are commonly performed in clinical and animal experiments for monitoring the bone healing by providing information about the alignment of the fragments and the evolution of repair. Other techniques for monitoring quality and quantity can be used in experimental animals (histology and mechanical tests) and in animal experiments and clinical studies (computed tomography X-ray, MRI, ultrasound). The 3D microtomography by X-ray is a new monitoring technique for use in animal experiment and with great potential. The quantification of bone repair with new methods has wide application in research on invasive and noninvasive treatment of fractures using animal experiment. The goal of this research was to use the 3D microtomography by non monochromatic X-ray (\'mü\'CT) to evaluate the bone healing in bone defect in the tibia of Wistar male rat weighing approximately 280 g. The defect was produced by a dental drill with high speed. It was established four experimental groups characterized by the use or non use of low intensity pulsed ultrasound (LIPUS, 30 mW/\'CM POT.2\') for the bone defect treatment as well as the duration of the experiment. In group 1 the LIPUS treatment last 14 days, 5 treatment sessions per week. In group 2 the LIPUS treatment was not used and the duration was 14 days. In group 3 the LIPUS treatment last 21 days, 5 treatment sessions per week. In group 4 the LIPUS treatment was not used and the duration was 21 days. In groups 1 to 4, 10 animals were used for evaluation by CT. The evaluation was conducted by CT through software NRecon, Data Viewer, CT-Vol and CT-Analyzer supplied by the microtomography manufacturer (SkyScan, Belgium). No significant statistical differences were found between the results of groups 1 and 2 as well as the results of groups 3 and 4.

Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (uCT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e à doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura há poucas investigações comparando as análises morfométricas 2D e 3D de osso trabecular. Nesta investigação amostras de osso trabeculares cilíndricas extraídas da cabeça femoral bovina foram utilizadas para a comparação dessas análises por \'mü\'CT. O software CT-Analyser foi utilizado para medidas em três direções (crânio-caudal, lateral-medial e anterior-posterior) de diversos parâmetros da microestrutura trabecular tais como espessura trabecular, separação trabecular, número trabecular e os autovalores do tensor de anisotropia (M). A comparação entre os valores dos parâmetros medidos por análises morfométricas 2D e 3D foi realizada pelo teste-t pareado com nível de significância p < 0,05 e por correlação linear de Pearson. Os autovalores da matriz M mostram que a microestrutura trabecular bovina tem uma tendência para a simetria transversalmente isotrópica. Os resultados obtidos mostram que a microtomografia tridimensional por raios-X é uma técnica de grande potencial para caracterização da qualidade óssea gerando bons parâmetros para o diagnóstico de doenças do metabolismo ósseo. / Trebecular bones have a porous microstructure and can be modeled as a linear elastic solid, heterogenous and anisotropic. The x-ray tridimensional microtomography (\'mü\'CT) has been worldwide used for the assessment of trabecular bone in investigations related to bone quality and aimed to the diagnostic of bone metabolic diseases such as osteoporosis. In the literature few investigations have compared the 2D and 3D morphometric analysis of trabecular bone. In this investigation cylindrical trabecular bone samples were harvested from bovine head femur to carry out that comparison by \'mü\'CT. The CT-Analyser software was used to measure in three directions (superior-inferior, lateral-medial and anterior-posterior) several microstructural trabecular parameters such as trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number and the eigenvalues of the fabric tensor (M). The comparison between the parameters values measured by 2D and 3D morphometric analysis was performed by the paired-sample t test with a level of significance p < 0,05 and the Pearson\'s linear correlation. The eigenvalues show that the bovine trabecular microstructure has a tendence to transverse isotropy symmetry. The results show that x-ray tridimensional microtomography (\'mü\'CT) is a technique of great potential for characterization of generating good bone quality parameters for the diagnosis of diseases of bone metabolism.

Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (uCT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e à doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura há poucas investigações comparando as análises morfométricas 2D e 3D de osso trabecular. Nesta investigação amostras de osso trabeculares cilíndricas extraídas da cabeça femoral bovina foram utilizadas para a comparação dessas análises por \'mü\'CT. O software CT-Analyser foi utilizado para medidas em três direções (crânio-caudal, lateral-medial e anterior-posterior) de diversos parâmetros da microestrutura trabecular tais como espessura trabecular, separação trabecular, número trabecular e os autovalores do tensor de anisotropia (M). A comparação entre os valores dos parâmetros medidos por análises morfométricas 2D e 3D foi realizada pelo teste-t pareado com nível de significância p < 0,05 e por correlação linear de Pearson. Os autovalores da matriz M mostram que a microestrutura trabecular bovina tem uma tendência para a simetria transversalmente isotrópica. Os resultados obtidos mostram que a microtomografia tridimensional por raios-X é uma técnica de grande potencial para caracterização da qualidade óssea gerando bons parâmetros para o diagnóstico de doenças do metabolismo ósseo. / Trebecular bones have a porous microstructure and can be modeled as a linear elastic solid, heterogenous and anisotropic. The x-ray tridimensional microtomography (\'mü\'CT) has been worldwide used for the assessment of trabecular bone in investigations related to bone quality and aimed to the diagnostic of bone metabolic diseases such as osteoporosis. In the literature few investigations have compared the 2D and 3D morphometric analysis of trabecular bone. In this investigation cylindrical trabecular bone samples were harvested from bovine head femur to carry out that comparison by \'mü\'CT. The CT-Analyser software was used to measure in three directions (superior-inferior, lateral-medial and anterior-posterior) several microstructural trabecular parameters such as trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number and the eigenvalues of the fabric tensor (M). The comparison between the parameters values measured by 2D and 3D morphometric analysis was performed by the paired-sample t test with a level of significance p < 0,05 and the Pearson\'s linear correlation. The eigenvalues show that the bovine trabecular microstructure has a tendence to transverse isotropy symmetry. The results show that x-ray tridimensional microtomography (\'mü\'CT) is a technique of great potential for characterization of generating good bone quality parameters for the diagnosis of diseases of bone metabolism.