Micro-CT在血管中(zhōng)的應用(yòng)案例
血管是人類生命活動的關鍵器官。當人衰老時，血管會收到高血脂、高血壓、吸煙、糖尿病、肥胖等多(duō)種危險因素的影響，從而引起血管内皮損傷，形成動脈硬化斑塊，從而造成血管狹窄或阻塞，如冠心病和腦梗死等。
Micro-CT由于其極高的空間分(fēn)辨能(néng)力和對比劑的不斷發展，已經成為(wèi)一種有(yǒu)效的活體(tǐ)檢測手段。
那Micro-CT如何研究人體(tǐ)内如此繁雜的血管結構呢(ne)？現在就随小(xiǎo)編一起了解一下吧！
準備動物(wù)模型
對比劑的制備首先需要注射對比劑，根據其對X射線(xiàn)的吸收程度，可(kě)以将對比劑分(fēn)為(wèi)正對比劑和負對比劑。近年來，在小(xiǎo)動物(wù)CT研究中(zhōng)也逐漸使用(yòng)了新(xīn)的對比劑。與目前使用(yòng)的常規碘對比劑相比，該類造影劑具(jù)有(yǒu)持續時間長(cháng)、與周圍組織反差打等優點，可(kě)在活體(tǐ)動物(wù)體(tǐ)内進行成像及持續觀測，如金屬納米粒子造影劑等。
接下來就是注入造影劑，以小(xiǎo)鼠尾靜脈注射為(wèi)例介紹一下穿刺時有(yǒu)哪些注意事項。
在老鼠的尾巴上有(yǒu)三根靜脈，在左邊和右邊各有(yǒu)一根很(hěn)淺的靜脈，便于穿刺；中(zhōng)間那根比較深，不好找，試着不要選。此外，穿刺的部位最好是尾尖中(zhōng)1/3-1/2這裏的皮膚比較薄，可(kě)以用(yòng)酒精(jīng)或者溫水進行松弛，然後用(yòng)幹燥的棉花(huā)球将其從上到下刺入。穿刺完畢後，在穿刺除反折的尾部用(yòng)紗布壓迫止血，這樣才能(néng)有(yǒu)效的防止血管受損。
動物(wù)模型制作(zuò)好後可(kě)以立即進行實驗，也可(kě)以放好留着以後使用(yòng)。利用(yòng)Micro-CT技(jì )術，在小(xiǎo)鼠體(tǐ)内注射對比劑，增強了對比度，能(néng)夠清晰觀察到血管的結構。為(wèi)是人們對Micro-CT的成像效果有(yǒu)一個直觀的認識，現将對其做一個簡單的說明。
圖2.1 Micro-CT的兩個應用(yòng)實例：（A）小(xiǎo)鼠降動脈中(zhōng)的動脈粥樣硬化斑塊和血管滋養管的分(fēn)布情況，以及（B）小(xiǎo)鼠腎髒的血管樹分(fēn)布情況
圖2.2 無胸腺小(xiǎo)鼠側腹部的胰腺腫瘤血管分(fēn)布的三維重建圖
圖2.3 小(xiǎo)鼠心髒内部血管分(fēn)布圖
圖像分(fēn)析主要包括配準、分(fēn)割和定量研究是三個部分(fēn)。
影像配準通常功能(néng)影像與結構影像的配準，例如Micro-PET、Micro-SPECT等，能(néng)夠在活體(tǐ)上獲得生化、生理(lǐ)學(xué)、藥理(lǐ)學(xué)等多(duō)項功能(néng)影像，但其成像分(fēn)辨率較低，且無法獲得完整的血管結構。由于Micro-CT影像具(jù)有(yǒu)較高的空間分(fēn)辨能(néng)力，故本項目拟将Micro-CT影像與Micro-CT影像的功能(néng)性信息相結合，實現影像配準。
圖像分(fēn)割就是把一個特定的圖像區(qū)域和其它圖像分(fēn)開。它既可(kě)以在原圖像上進行分(fēn)割，也可(kě)以在可(kě)視化和體(tǐ)繪制兩種情況下進行，也可(kě)以是人工(gōng)進行，也可(kě)以是自動化的。在眼底影像[2]中(zhōng)，血管分(fēn)割的結果如圖3.2所示。
定量分(fēn)析主要有(yǒu)形态學(xué)和分(fēn)形兩個方面，常用(yòng)的形态參數如體(tǐ)積、面積、連通性、厚度、角度等，評價骨小(xiǎo)梁微結構的重要指标，也被用(yòng)于對血管進行定量。小(xiǎo)鼠下肢全動脈的血管成像如圖3.3所示[1]。
圖3.1 Micro和PET的結合圖像，圖像配準前的效果圖（左）以及圖像配準後的效果圖（右）
圖3.2 眼底血管分(fēn)割效果圖，原始圖像（左），血管分(fēn)割後圖像（右）
圖 3.3 小(xiǎo)鼠後肢高分(fēn)辨率 Micro-CT 的三維重建圖。
左圖顯示了分(fēn)辨率為(wèi) 24μm 的血管系統。
右圖顯示了血管樹與骨架系統重疊後它們之間的三維空間位置關系
骨骼Micro CT圖像 骨小(xiǎo)梁Micro CT圖像
大鼠颌骨損傷修複
對大鼠颌骨颚側做一缺損，使用(yòng)骨科(kē)修複材料進行修複，根據修複時間不同，通過CT圖像三維重建之後明顯可(kě)以觀察到缺損的修複進展。
原始缺損 | 修複一個月後 | 修複三個月後 | |
缺損部位體(tǐ)積 | 0.350050mm^3 | 0.29621mm^3 | 0.09738mm^3 |
缺損修複部位骨密度 | 1.56497g/cm^3 | 1.698971g/mm^3 |
原始缺損 修複一個月後 修複三個月後
活體(tǐ)局部高分(fēn)辨成像
可(kě)以實現在活體(tǐ)小(xiǎo)鼠身上做股骨、胫骨等部位的局部高分(fēn)辨率掃描，無需處死小(xiǎo)鼠，可(kě)以動态觀察疾病及治療。
活體(tǐ)小(xiǎo)鼠局部高分(fēn)辨率掃描（股骨）
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1、最新(xīn)的組織透明成像技(jì )術
2、關于MicroCT名(míng)詞解釋
3、雙能(néng)X線(xiàn)動物(wù)骨密度及身體(tǐ)成分(fēn)分(fēn)析系統
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