Micro-CT实验技术
1.Micro-CT简介 微计算机断层扫描技术(micro computed tomography,Micro-CT)又称为显微CT。它是采用与普通临床CT不同的微焦点X线球管、图像放大器、二维探测器,对活体小动物或各种软硬组织进行扫描成像分析的技术。Micro-CT分辨率极高,可以达到微米(μm)级别。micro-CT最初的设计是应用于探测材料中的结构缺陷和金属中的应力缺陷,如今已经成为评价骨形态和骨微结构的“金标准”,是研究骨代谢组织生物学的重要研究方法(图18-6)。
2.Micro-CT实验步骤 不同型号的Micro-CT操作方法不尽相同但总体类似,步骤简述如下。
(1)实验方案的设定:标本目标部位、扫描协议的选择和过滤器的选择与设定。
(2)实验标本的准备:标本大小剪裁、选择合适的样品杯、定位与固定。
(3)预热与扫描:Micro-CT 开机预热后,选择合适的扫描程序及扫描区域进行扫描。(https://www.daowen.com)
(4)重建:对采集过程中捕获的系列二维投影进行计算,生成三维重建体积。
(5)测量与分析:图像及数据的后处理,得到如骨皮质、骨松质等表征骨骼生长和发育水平的参数。
3.Micro-CT计量学参数及其骨代谢研究中的意义
(1)骨密度(bone mineral density,BMD):表示选定区域骨组织中骨矿物密度的多少,单位为g/cm3。
(2)骨表面积(bone surface,BS):通过移动立方体算法对骨组织进行三角测量计算得出的骨组织表面积,单位为mm2。
(3)组织体积(tissue volume,TV):指设定观察区域的总体积,单位为mm3。
(4)骨体积(bone volume,BV):指设定观察区域中被定义为骨组织的体积,单位为mm3。
(5)骨表面积骨体积比(BS/BV)和骨表面积组织体积比(BS/TV):BS/BV 表示单位体积骨组织的面积大小,单位为1/mm;BS/TV 为骨表面积密度,可以间接反映骨量多少,单位为1/mm。
(6)骨体积分数(BV/TV):BV/TV表示骨组织体积与组织体积比值,单位为%,该指标为骨皮质和骨松质骨量评价的常用指标,该比值代表骨小梁骨量多少,当该比值增加时,说明骨形成代谢大于骨吸收代谢。
(7)骨小梁结构参数:骨小梁是骨皮质在骨松质内的延伸部分,在骨髓腔中呈现不规则的立体网状结构。骨小梁互相连接搭成网架,骨小梁数量(trabecular number,Tb.N,单位是1/mm)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th,单位是μm)和骨小梁分离度(trabecular separation,Tb.Sp,单位是μm)是评价骨小梁微结构的主要指标。在骨吸收代谢>骨形成代谢,如发生骨质疏松时,Tb.N和Tb.Th数值减少并伴随Tb.Sp数值增加。