骨MicroCT从入门到入门
不同物质对X射线的吸收各不相同,且骨组织和其它组织吸收差异很大,利用Micro-CT很容易的构建出动物体内骨组织结构。骨结构较为完整庞大,每个模型扫描的也不一定相同,不能直接进行比较。再此情况下,针对不同的动物模型都有一套或者多个通用的比较方法。例如骨质疏松分析骨小梁等结果,关节炎分析关节位置,骨缺损分析缺损修复,骨折分析骨折修复等。具体可以结合业内文献根据自己的模型进行筛选。
借助影像处理软件,可在Micro CT的扫描成像图上选择感兴趣区域(region of interest,ROI)做阈值分割等操作,可以将皮质骨和松质骨进行分割,分别提取到不同组织区域,从而对皮质骨和松质骨(骨小梁)的各种形态学特性进行研究和分析。
常用通用参数表:
指标名称 | 缩写 | 单位 | 释义 | |
通用参数 | 骨表面积 | BS | mm2 | 通过移动立体算法对骨组织进行三角测量计算骨组织表面积 |
组织体积 | TV | mm3 | ROI区域总体积,由研究者重点观察区所确定 | |
骨体积 | BV | mm3 | ROI区域骨组织体积 | |
骨体积分数 | BV/TV | % | 骨组织与组织体积比值,能够反映骨量变化 | |
骨矿物质密度 | BMD | g/cm3 | ROI中骨矿物密度 | |
等 | - | - | - |
骨小梁结构参数表:
指标名称 | 缩写 | 单位 | 释义 | |
骨小梁分析参数 | 骨小梁数目 | Tb.N | 1/mm | ROI中每mm中骨组织与非骨组织焦点数量的平均值 |
骨小梁厚度 | Tb.Th | μm | 骨小梁平均厚度 | |
骨小梁分离度 | Tb.Sp | μm | 骨小梁间髓腔平均宽度 | |
骨小梁模型因子 | Tb.Pf | 1/mm | 数值降低表示骨小梁由杆状向板状变化,增高表示由板状变化为杆状;用来衡量骨小梁连接度,有相对凹性或凸性。 | |
结构模型指数 | SMI | - | 描叙骨小梁结构中板层结构和杆状结构的比例。板层结构越多SMI接近于0,杆状结构越多,SMI接近于3 | |
等 | - | - | - |
骨由骨质、骨膜、骨髓、骨的血管、淋巴管和神经构成。在Micro CT中,可对骨质部分进行深入的形态学分析和研究。骨质分密质和松质:骨密质配布于骨的表面,也称皮质骨;骨松质由骨小梁排列而成,配布于骨的内部,骨小梁的排列与骨所承受的压力和张力的方向一致,因而能承受较大的重量。骨髓腔和松质间隙内充填有骨髓。骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分,即骨小梁与骨皮质相连接,在骨髓腔中呈不规则立体网状结构,如丝瓜络样或海绵状,起支持造血组织的作用。

骨关节炎(osteoarthritis, OA)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。建立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Micro 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Micro CT可以评估骨性关节炎进展中软骨下骨质的微小变化,评估骨密度以及软骨下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。

图:胶原诱导性关节炎而导致的大鼠关节炎模型,可观察到大鼠脚踝关节处发生了关节炎病变,骨密度、骨小梁数量也因病变而发生改变。
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