MicroCT扫描服务 -扫描研究中心

简介
Micro-CT(micro computed tomography,微计算机断层扫描技术),又称微型CT、显微CT,是一种非破坏性的3D成像技术,可以在不破坏样本的情况下清楚了解样本的内部显微结构。它与普通临床的CT最大的差别在于分辨率极高,可以达到微米(μm)级别,Scanco最高分辨率可以达到0.5μm,具有良好的“显微”作用。Micro-CT可用于医学、药学、生物、考古、材料、电子、地质学等领域的研究。
原理
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CT成像的原理是当X-射线透过样本时,样本的各个部位对X-射线的吸收率不同。X-射线源发射X-射线,穿透样本,最终在X-射线检测器上成像。对样本进行360°以上的不同角度成像。与临床CT普遍采用的扇形X线束不同的是,Micro-CT通常采用锥形X线束。采用锥形束不仅能够获得真正各向同性的容积图像,提高空间分辨率,提高射线利用率,而且在采集相同3D图像时速度远远快于扇形束。通过计算机软件,将每个角度的图像进行重构,还原成在电脑中可分析的3D图像。通过软件:观察样本内部的各个截面的信息;对样本感兴趣部分进行2D和3D分析;还可以制作直观的3D动画等。

名词解释
CT值:CT值(CT number)是以水的CT值为零,而相对于其他物质X线的衰减值。例如,空气的CT值为 -1000,而骨密质的CT值为 +1000,人体除骨密质和肺以外,CT值基本在 -100~+100之间。CT值的标准单位是 HU(Hounsfield)。组织密度越大,CT值越高。如果某一组织发生病变而致密度改变,则会影响到CT值的改变,这对CT诊断有很大价值。 BMC:骨矿含量或骨矿物质含量(Bone Mineral Content,BMC),单位是g。 BMD:骨密度或骨矿物质密度(Bone Mineral Density,BMD),2D BMD的单位是g/cm^2,3D BMD 的单位是mg/cc。 BMP:骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Protein,BMP)是转化生长因子β超家族成员之一,具有诱导未分化的间充质干细胞向成软骨细胞和成骨细胞定向分化与增殖的能力,能促进新骨形成。 BS:骨表面积(Bone Surface,BS),单位是mm^2 BS/BV:骨表面积和骨体积的比值,单位是1/mm。 BS/TV:骨表面积和组织体积的比值,单位是1/mm。 BV:骨体积(Bone Volume),单位是mm^3。 BV/TV:相对骨体积或骨体积分数,单位是%。 Conn.D.:连接密度(Connectivity Density,Conn.D.),单位是1/mm^3 Ct.Ar:皮质骨面积(Cortical bone Area,Ct.Ar),单位是mm^2。 Ct.Th:皮质骨厚度(Cortical bone Thickness,Ct.Th),单位是μm。 Ct.Wi:皮质骨宽度(Cortical bone Width,Ct.Wi),单位是μm。 DA:各向异性的程度(Degree of Anisotropy,DA),是ROI平均截距长度椭圆中长径和短径的比值。在骨质疏松初期,承重骨小梁的DA通常增加,随骨质疏松加剧,DA会减小。 FOV:视野或检查野(Field of View,FOV),是CT等成像设备的重要性能参数之一 ,用于衡量成像设备能够进行有效成像的空间尺寸。 HA:羟基磷灰石(Hydroxyapatite,HA),是组成骨骼的主要物质 。目前,通常在体模内置入已知密度的 HA,用于校准 CT 值。 HU:HU(Hounsfield Units)是CT值的单位,以 CT 的发明人Godfrey Newbold Hounsfield 的名字命名,念作“胡”。 IPL:图像处理语言(Image Processing Language,IPL)是 SCANCO 的 MicroCT 设备软件中的高级图像处理语言,由 SCANCO 的专家 Andres Laib 编写。 MAR:骨矿化沉积率(Mineral Apposition Rate。MAR),单位是μm/天。 MIL:平均截距长度(Mean Intercept Length,MIL)是定量分析骨小梁的方法之一,该方法可以计算测试线在 ROI 内部的截距长度。MIL能够测定样品表面积与体积的比率(BS/BV),进而估计Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp。MIL分布能够确定MIL椭圆体的方向和各向异性的程度(Degree of Anisotropy)。该方法的详细内容参见:Distribution of membrane thickness determined by lineal analysis. J Microsc. 1978; 113:27-43. MTF:调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF),用于评估成像设备(例如CT机) 物理分辨率。与像素分辨率(Normial Resolution)或检测能力(Detectability)不同,以 MTF 表示的物理分辨率是真实衡量CT等成像设备空间分辨率的客观指标,表示为 8μm@10%MTF(10%MTF水平时的物理分辨率为 8μm)。
ROI:感兴趣区(Region of Interest,ROI)是使用软件工具在图像中定义得到的封闭区域,该区域通常具有相似的特性。3D图像中定义的 ROI 也称为 VOI(Volume of Interest)。 sham:假手术(sham-operated),模拟卵巢摘除手术的过程,但是保留卵巢,作为OVX动物模型的阴性对照。 SMI:结构模型指数(Structure Model Index,SMI),定义骨小梁板状(plate-like)和杆状(rod-like)的程度,板状骨小梁和杆状骨小梁的SMI数值分别为0和3。发生骨质疏松时,骨小梁从板状向杆状转变,SMI数值增加。   STL:STL格式最初出现于1988年美国3DSYSTEMS公司生产的 SLA 快速成形机中,STL就是StereoLithography(立体印刷术)的缩写,它是将三维模型的表面近似表达为小三角形平面的组合,非常相似于 有限元分析中的三结点平面单元。 Tb.N:骨小梁数量(Trabecular Number,Tb.N),是指给定长度内骨组织与非骨组织的交点数量,单位是1/mm。发生骨质疏松时,Tb.N 的值减小。 TBPf:骨小梁模式因子(Trabecular Bone Pattern factor,TBPf),衡量骨小梁凸面和凹面的程度,单位是1/mm。。低TBPf值提示骨小梁由杆状向板状变化,发生骨质疏松时TBPf值增加。 Tb.Sp:骨小梁分离度(Trabecular Separation/Spacing,Tb.Sp),是指骨小梁之间的髓腔平均宽度,单位是μm。Tb.Sp增加,提示骨吸收增加,可能发生骨质疏松。 在多孔材料中,Tb.Sp 即可理解为孔隙率。 Tb.Th:骨小梁厚度(Trabecular Thickness,Tb.Th),是指骨小梁的平局厚度,单位是μm。发生骨质疏松时,Tb.Th 值减小。 在多孔材料中,Tb.Th 即可理解为孔壁厚度。




扫描中心微型CT基本信息
μCT100
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