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显微CT在骨成像及定量分析方面的应用
点击次数:1806 发布日期:2019-6-4  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负
 骨质疏松研究
 
显微CT成像对骨质疏松症的研究尤为重要,特别是疾病进展和治疗效果,因为它是少数能够提供骨矿物质含量和密度信息的成像技术之一。通过高分辨率的显微CT测量这些变化,有助于开发治疗剂并理解控制这些过程的分子机制。
 
在骨质疏松的动物研究中,雌性鼠双侧卵巢摘除是一个较成熟的模型,可以成功建立模拟雌激素缺乏而导致的骨质疏松症状。
 
例:有A-F编号的6个实验大鼠离体股骨样本,其中A是正常对照组,B到F为骨质疏松组(去卵巢造模)使用不同抗骨质疏松药物干预。分割处理如图1所示;感兴趣区骨小梁的展示如图2;ROI骨小梁和ROI皮质骨的相关骨参数计算如表1.
 
 
图1:三视图及3D对感兴趣区的位置选取展示
 
 
图2:3D透视展示;对感兴趣区的骨小梁和皮质骨的分割提取
 
 
图3:A-F组中,正常组与不同药物干预下的骨小梁表现的差异性展示
 
表1: 对ROI骨小梁位置(生长板以下1.5mm处,2mm长)、ROI皮质骨位置(生长板以下5mm处,2mm长)的进行骨参数计算
 
 
骨再生材料研究
 
有关材料植入物的骨骼研究中,通常的目标是检查骨整合,即植入物周围的骨骼状态。显微CT可以提供植入物和周围骨骼的3D图像数据,并提供相关分析。
 
 
图4:对同一只大鼠的两侧颅骨开孔进行不同处理下的修复效果。开孔后,一侧加骨生成材料(图上侧),对侧作为对照侧不加任何材料(图下侧);经一段时间的饲养和颅骨的生长修复后,用显微CT对大鼠的颅骨扫描成像,观察两侧的颅骨修复情况,可观察到加了骨生成材料侧的颅骨恢复情况好于对照侧。
 
 
 
 
 
 
图5:通过Avatar软件对骨生成材料和新生骨进行分割处理
 
表2:材料侧和对照侧的新生骨分析
 
 
骨关节炎研究
 
建立骨关节炎(OA)动物模型是寻找关节炎疾病有效治疗措施的重要途径。因显微CT可探测骨髓和骨皮质的微小结构改变,与其他影像学方法相比,在评估小关节中有很大的优势。利用显微CT可以评估骨性关节炎进展中软骨骨质的微小变化,评估骨密度以及软骨骨化情况来研究骨性关节炎的病理生理,以及软骨中的钙质沉积变化。
 
骨关节炎是以关节软骨下骨硬化或囊性变,关节边缘骨质增生,滑膜增生,关节间隙变窄为主要特征。
 
 
图6:同一只大鼠的两侧膝关节对比。上侧为骨关节炎造模,下侧是正常对照侧。通过一定药物干预后,采用了显微CT来研究关节软骨修复和关节炎进展,着重关注关节面及半月板平整程度及关节腔的容积变化。
 
 
图7:如本例,由于关节边缘骨质增生,膝关节腔体体积变大。由Avatar软件分割并计算,可得图(左)(红色,关节炎),腔体体积为42.7mm^3; (右)(绿色,正常对照组)腔体体积为:23.3 mm^3。
 
实验设备:VENUS® Micro-CT 
            中文名:桌面型高分辨显微CT
            型号:VNC-100
 
 
影像软件:Avatar 1.3 (平生医疗科技)
来源:平生医疗科技(昆山)有限公司
联系电话:0512-55151000-6058
E-mail:info@pingseng.com

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