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micro CT在骨骼研究中的檢測方案

來源:天津三英精密儀器股份有限公司   2021年08月16日 10:56  

         為了讓課程通俗易懂,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)《動物解剖及組織胚胎學(xué)》的授課老師黃超,將課程內(nèi)容與生活中的細(xì)節(jié)相聯(lián)系,還向同學(xué)們展示人類頸椎表情圖。其中有“寰椎的驚訝”、“樞椎的憨笑”、“第五頸椎的微笑”、“第七頸椎的壞笑”……

 

 


羊骨111.jpg

(圖片來自網(wǎng)絡(luò))

 

         小編很好奇在micro CT掃描中,這些笑臉會是什么樣子?我們選擇了一段羊的脊椎骨放入CT設(shè)備中進(jìn)行掃描,在得到的幾百張切片圖中,挑選出一張“萌萌的大笑臉”。

image.png

羊脊椎骨的micro CT掃描切片圖


 


        在骨骼的研究中,micro CT的應(yīng)用比較普遍,我們選擇小尺寸的CT數(shù)據(jù)介紹數(shù)據(jù)分析的流程:


Step1. 獲得CT三維體數(shù)據(jù)

 

1626328125312141.png
骨骼CT三維渲染圖

 

1626328151314813.png

骨骼CT切片圖

(局部放大)

 


 



Step2. 對圖像進(jìn)行二值化處理,區(qū)分出骨組織和髓腔

1626328174420749.png

     切片圖二值化處理

 


Step3. 進(jìn)行骨骼相關(guān)參數(shù)的計算

BVBone Volume,骨體積,是指感興趣區(qū)域內(nèi),被定義為骨組織的體積,通常單位是mm3

TVTotal/Tissue Volume,總體積,是指感興趣區(qū)域的總體積,通常單位是mm3

BSBone Surface,骨表面積,是指骨組織的總表面積,通常單位是mm2

BV/TV骨體積分?jǐn)?shù),可直接反應(yīng)骨量變化情況,單位是%

BS/BV表示單位體積骨組織的面積大小,單位是mm-1

BS/TV稱為骨表面積密度,可間接反映骨量多少,單位是mm-1

Tb.ThTrabecular Thickness,骨小梁的平均厚度,單位是μm。當(dāng)發(fā)生骨質(zhì)疏松時,Tb.Th的數(shù)值減小。


1626328203652568.png

骨小梁的厚度分布

 

 Tb.SpTrabecular Separation/Spacing,骨小梁之間髓腔的平均寬度,單位是μm。當(dāng)發(fā)生骨質(zhì)疏松時,Tb.Sp的數(shù)值增大。


1626327857229347.png

髓腔的寬度分布

 

DADegree of Anisotropy,各向異性的程度,用于評價骨小梁的方向性和對稱性。在骨質(zhì)疏松初期,承重骨小梁的DA通常增加,隨著骨質(zhì)疏松的加劇,DA會減小。

 

對我們選擇的小尺寸骨骼區(qū)域,經(jīng)過軟件計算,骨骼參數(shù)數(shù)值如下:

image.png


 


        目前,隨著人口老齡化的加劇,骨質(zhì)疏松癥及其并發(fā)癥已經(jīng)成為危害人類健康重大疾病。骨質(zhì)疏松導(dǎo)致骨強(qiáng)度下降的機(jī)制不僅是骨量下降,而且是骨小梁微結(jié)構(gòu)破壞、皮質(zhì)骨多孔性改變及總骨量降低等綜合導(dǎo)致。micro CT不僅能夠獲得整體骨量的變化,還能獲得骨骼內(nèi)部骨小梁骨微結(jié)構(gòu)的定量指標(biāo),進(jìn)而將骨小梁微結(jié)構(gòu)指標(biāo)、皮質(zhì)骨指標(biāo)及骨量結(jié)合起來,綜合評價骨強(qiáng)度和骨量在骨質(zhì)疏松癥發(fā)生和發(fā)展中的作用。


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