血管造影在micro-CT中(zhōng)的檢測
顯微 CT 空間分(fēn)辨率可(kě)達到 1～100μm[1]，其作(zuò)為(wèi)一種無損的檢測手段，可(kě)以在保持組織完整性的同時進行組織學(xué)分(fēn)析。通過顯微 CT 可(kě)以對小(xiǎo)動物(wù)的器官或者組織進行三維成像，可(kě)以在形态及功能(néng)上研究一些疾病模型中(zhōng)各種表型特征的變化。本文(wén)将介紹顯微 CT 在小(xiǎo)動物(wù)心、腦等涉及血管形态、功能(néng)變化及形成方面的應用(yòng)現狀和廣闊前景。
1 基于顯微 CT 的離體(tǐ)血管三維成像
1.1 離體(tǐ)血管三維成像的特點：
①掃描過程限制少，操作(zuò)時可(kě)以通過調整時間和X射線(xiàn)的劑量等方法使得信噪比大化，實現微米級分(fēn)辨率。
②其次，離體(tǐ)标本處于靜态，可(kě)避免運動及采集時間窗的影響，簡化掃描方案。
1.2 離體(tǐ)心、肺等器官血管成像
由于心跳、呼吸及血流速度的影響，會形成運動僞影及流空效應，對灌注鑄型後離體(tǐ)标本血管狀态恒定，無需控制掃描時間窗來達到精(jīng)确的圖像采集，避免僞影形成。以下為(wèi)對離體(tǐ)标本灌注後在顯微 CT 下經過長(cháng)時間掃描獲得的小(xiǎo)鼠肺、大腦、心髒和腎血管網絡的三維成像，血管直徑從 140 μm 逐漸顯影至 50 μm，與活體(tǐ)相比提高了 SNR，減少僞影形成。[2]
圖 1 (A) 成年小(xiǎo)鼠腎髒，數字阈值設置為(wèi)隻突出主要血管，矢狀視圖。(B) 成年小(xiǎo)鼠腎髒，數字阈值設置為(wèi)突出細小(xiǎo)血管，矢狀視圖。(C-D) 成年小(xiǎo)鼠腎髒血管在冠狀面 (C) 和矢狀面 (D) 的觀察。
圖 2 綜合分(fēn)析阈值處理(lǐ)的 MIP 和體(tǐ)積渲染的數據，可(kě)以更好地理(lǐ)解血管網絡。所有(yǒu)圖像都是同一個 Microfil 灌注的成年小(xiǎo)鼠肝髒血管。(A)MIP 和 (B) 體(tǐ)積渲染的血管，突出主要血管。(C)MIP 和 (D) 體(tǐ)積渲染的血管，顯示全部血管。
圖 3 使用(yòng)不透光的矽聚合物(wù)介質(zhì)灌注後通過顯微 CT 進行完整的全裝(zhuāng)标本血管成像。所有(yǒu)圖像來自同一個 Microfil 灌注的成年小(xiǎo)鼠數據集。(A-B) 骨架和灌注的血管的體(tǐ)積渲染灰度圖像。(C-D) 灌注血管（紅色）和骨骼（白色）的體(tǐ)積渲染的僞彩圖像。
圖 4 通過灌注的小(xiǎo)鼠器官脈管測量血管形态。每張圖像左側的色條表示相關的血管直徑。(A) 成年小(xiǎo)鼠肺部血管的僞彩圖像。(B) 成年小(xiǎo)鼠大腦冠狀動脈血管的僞彩圖像。(C) 成年小(xiǎo)鼠心髒脈管的僞彩圖像。(D) 成年小(xiǎo)鼠腎髒脈管的僞彩圖像。
1.3 離體(tǐ)微小(xiǎo)血管成像：
除此之外，顯微 CT 還可(kě)以對更加細小(xiǎo)的周圍神經微血管和骨内血管進行三維成像。圖 5 為(wèi)将 SD 大鼠坐(zuò)骨神經内微血管離體(tǐ)灌注後，進行顯微 CT 三維重建獲得坐(zuò)骨神經内微血管形态和分(fēn)布規律。[3]
圖 5 (a) 大鼠全身 CR 圖像 (b) microCT 橫截面圖（× 200）其中(zhōng)箭頭示顯影劑充盈部位 (c) 三維重建圖 P：神經近端 D：神經遠(yuǎn)端
2 基于顯微 CT 的活體(tǐ)血管三維成像
2.1 活體(tǐ)血管三維成像的特點：
随着對活體(tǐ)血管動态觀察的需求， 基于顯微 CT 活體(tǐ)的成像技(jì )術也不斷發展成熟。活體(tǐ)血管成像能(néng)盡量維持在某種特定生理(lǐ)或者病理(lǐ)狀态下觀察到血管的動态變化，且無需犧牲小(xiǎo)動物(wù)生命，可(kě)對同一個體(tǐ)或群體(tǐ)進行連續動态觀察，獲得數據的同質(zhì)性較好，能(néng)在縱向及橫向對比中(zhōng)減少誤差。
2.2 活體(tǐ)微小(xiǎo)血管成像
下圖顯示了使用(yòng)傳統造影劑（Iomerone 300，Bracco Altana）掃描時間為(wèi) 40 秒(miǎo)的小(xiǎo)鼠顱内和顱外血管的體(tǐ)内數據集。這些數據集不僅可(kě)以分(fēn)析小(xiǎo)鼠不同品系之間腦血管的解剖學(xué)差異，還可(kě)以評估缺氧和常氧之間的急性血管直徑變化。
圖 6 小(xiǎo)鼠腦血管數據集的大強度投影（MIP，A-C）和體(tǐ)積渲染（D)。圖像（A）顯示了大腦内部動脈（ICA）通過顱底和 Willis 圈的情況，其中(zhōng)包括大腦中(zhōng)動脈（MCA）和大動脈。大腦中(zhōng)動脈（MCA）和大腦前動脈（ACA），以彎曲的 MIP 形式呈現。圖片 (B) 是 BALB/c 小(xiǎo)鼠的 Willis 圈的橫向視圖，顯示了大腦後動脈（PCA）、小(xiǎo)腦上動脈（SCA）和後交通動脈（PcomA）。圖片 (C) 表示小(xiǎo)鼠腦血管的矢狀圖。小(xiǎo)鼠腦血管的矢狀面圖，可(kě)見舌周動脈（azPA）的小(xiǎo)分(fēn)支。D）顯示了小(xiǎo)鼠顱外血管的體(tǐ)積圖，其中(zhōng)包括頸總動脈（CCA）、顱外動脈（ACA）等動脈。
圖 7 圖片 A、B 顯示 BALB/c 小(xiǎo)鼠 Willis 圈的體(tǐ)積渲染數據集，C、D 顯示 C57BL/6 小(xiǎo)鼠可(kě)見的大腦前動脈（ACA）、大腦中(zhōng)動脈（MCA）、頸内動脈（ICA）、大腦後動脈（PCA）、小(xiǎo)腦上動脈（SCA）、後部交通動脈（PcomA）和基底動脈（BA）。在 BALB/c 小(xiǎo)鼠中(zhōng)，後循環主要由 PcomA 供應，而在 C57BL/6 小(xiǎo)鼠中(zhōng)，相關區(qū)域由 BA 和 SCA 供應，這可(kě)能(néng)導緻不同的梗死區(qū)域小(xiǎo)鼠卒中(zhōng)模型中(zhōng)不同的梗死區(qū)域與血管解剖結構的差異相對應。
3 顯微 CT 的血管評估應用(yòng)
顯微CT可(kě)以提供組織結構的定量分(fēn)析，通過專門的可(kě)視化和形态分(fēn)析軟件系統處理(lǐ)掃描數據，可(kě)以客觀地量化血管三維結構。通過定量指标的測量，可(kě)以客觀評價血管定量，更加精(jīng)确地描述血管在細微形态學(xué)中(zhōng)的變化。
小(xiǎo)鼠頸動脈的對比度增強微型 CT 成像：計算壁面剪切應力的新(xīn)方案[6]
壁面剪切應力（WSS）參與了動脈粥樣硬化的病理(lǐ)生理(lǐ)學(xué)。使用(yòng) WSS 操縱的動脈粥樣硬化小(xiǎo)鼠模型，可(kě)以調查 WSS 和動脈粥樣硬化之間的相關性。通過建立細節充分(fēn)的血管網絡三維幾何形狀，可(kě)以幫助确定 WSS。利用(yòng) eXIA 160 這種小(xiǎo)動物(wù)造影劑，在顯微 CT 上評估小(xiǎo)鼠血管網絡的充分(fēn)性，并基于局部阈值分(fēn)割算法對血管進行幾何分(fēn)割。
