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Micro-CTMicro-CT是一项集成像无创与高分辨于一体的技术。能对小鼠，大鼠等进行全身性的检查；还可以对选定的关注区域进行扫描，比如，在小鼠和大鼠中，头部，脊柱，前腿，后腿等等；还可以对离体样本材料进行扫描，比如小鼠或大鼠的股骨、胫骨、颅骨、牙齿、四肢，以及生物支架材料，电子元件，建筑材料，植物土壤，植物种子，昆虫等各种需要对其内部结构进行扫描的材料进行扫描，该技术可对活体动物进行高分辨率的局部成像，如对活体老鼠进行高分辨率的股骨成像，且无需对活体动物进行解剖取标本，可对活体老鼠进行高分辨率的成像，且可对活体老鼠进行高分辨率的成像。
在本篇文章中，我们将和大家介绍一些在Micro-CT骨分析应用中常见的参数，分享一些 Micro-CT在骨研究分析中的应用案例。
PART.1骨分析参数介绍
骨是由骨质，骨膜，骨髓，血管，淋巴管，以及骨的神经组成的。micro-CT能更好地观察到骨组织骨组织各部位的形态学特征。骨密质：骨密质主要分布在骨骼的表层，又被称为皮质骨；骨松质是指骨小梁在骨骼中的排列方式，骨小梁的排列方式与骨骼的受力、拉力方向相吻合，骨髓腔和松质间隙内充填有骨髓。
1.1 通用参数 利用图像处理软件，对Micro-CT扫描图像中的目标区域（ROI）进行阈值化等运算，实现对皮层骨与松质骨的分离，并对其提取到不同的组织区域里，进而对皮层骨与松质骨（骨小梁）的形态学特征进行研究与分析，获得能够反映骨骼生长发育程度的指标。
1.2 骨小梁分析参数 骨小梁是指皮层骨在松质骨中的一种延伸，也就是与皮层骨相连，形成一种不规则的立体网络，就像丝瓜络或者海绵一样，对血液有一定的支撑作用。由骨小梁构成的网格状多孔结构，按照应力分布规律分布，呈现出各向异性特征，从而提高了骨的强度，其微观结构与骨的质量有着紧密的联系。所以，对骨小梁进行微观结构的研究是骨骼分析的一个关键环节。Micro-CT可以实现对骨小梁微观结构的无创三维成像，并可以直观地显示其微观结构，为研究骨小梁微观结构提供了新思路。
1.3 皮质骨分析参数 相对于骨小梁而言，对于皮质骨的研究较少。但有研究表明，在发生骨质疏松的时候，皮质骨会承担更多的强度负荷，皮质骨本身的内在性质及孔隙度影响着骨强度的变化。应力作用下，骨皮质变化晚于骨小梁，起初皮质骨宽度增加，厚度变薄且分层，进而疏松化，最终可呈细线状，相应的骨密度检测也证实了这一点。因此，皮质骨的参数分析也有利于全面地了解骨生长和骨疾病中的情况。
PART.2应用案例一款集离体扫描和活体扫描于一体的Micro-CT，最高分辨率可达4um。最大扫描范围可达到75mm*210mm，可对不同部位的骨扫描结果进行可视化骨参数分析。
2.1 股骨分析① 小鼠股骨分析
▲图1 小鼠股骨头扫描分析图
60kv，130uA，10um分辨率，Hiscan XM Micro-CT
② 大鼠股骨分析
在本公司的Micro-CT扫描下的正常大鼠的股骨头与骨质疏松的大鼠的股骨头的对比。
▲图2 正常大鼠股骨头扫描分析图
80kv，100uA，25um分辨率，Micro-CT
▲图3 骨质疏松大鼠股骨头扫描图
80kv，100uA，25um分辨率， Micro-CT
③ 人体股骨分析
Micro-CT扫描下的正常人体的松质骨与骨质疏松的人体的松质骨的对比。
▲图4 正常人体股骨头扫描分析示意图
60kv，134uA，50um分辨率，Micro-CT
▲图5 骨质疏松的人体股骨头扫描分析示意图
60kv，134uA，50um分辨率， Micro-CT
2.2 其他部位骨骼分析① 小鼠关节分析 通过Micor-CT对小鼠关节进行扫描，通过三维重建图可以明显观察到关节炎引起的骨损伤，结合分析软件可以定量分析其骨表面积与骨体积比值（BS/BV）和骨矿物质密度（BMD）。
▲图6 正常大鼠股骨头扫描分析示意图
60kv，134uA，50um分辨率， Micro-CT
② 人体颈椎骨分析
选择特定的ROI区域，分析不同疾病类型对骨密度及骨小梁结构参数的影响。
▲图7 人体枢椎三维重建图
80kv，100uA，50um分辨率， Micro-CT
▲图8 人体寰椎三维重建示意图
80kv，100uA，25um分辨率，Micro-CT
③ 大鼠颅骨分析
采用Micor-CT对缺损颅骨修复试验的大鼠颅脑进行扫描，并将其在一个月之后进行3D重建,定量分析其骨表面积（BS）、骨体积（BV）和骨矿物质密度（BMD）的变化。
▲图9 大鼠颅骨损伤修复前后三维重建分析图
60kv，130uA，25um分辨率， Micro-CT
④ 骨化参数分析 植入骨骼生长材料在大鼠的跟腱部位，在Micro-CT的三维重建上观察一段时间的大鼠的跟腱部位出现骨化现象的发展情况。分析得到骨化部位骨密度（BMD）和骨体积（BV）的变化情况。
▲图10 大鼠跟腱骨化实验三维重建分析图
60kv，130uA，50um分辨率， Micro-CT
2.3 骨支架分析① 钛合金支架分析
▲图11 钛合金植入
90kv，90uA，25um分辨率，Micro-CT
▲图12 钛合金植入
90kv，90uA，25um分辨率， Micro-CT
PART.3总结Micro-CT是一项非常有效的影像手段，能够准确反映骨结构、精骨密度的数量性指标，对组织工程、基因工程等科研具有重要的指导意义，已经成为一项非常成熟的技术，可以增强或取代组织学检测。Micro-CT技术在各个领域的广泛应用，将会给各个领域带来新的发展机会。
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文章链接：Micro-CT在骨组织的应用分析