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Bioactive Materials 2022年第2期7卷 210-219页

作者： Kyung-Ah Kwon Daniel V.Bax Jennifer H.Shepherd Ruth E.Cameron Serena M.Best Cambridge Centre for Medical Materials Department of Materials Science and MetallurgyUniversity of CambridgeCambridgeUnited Kingdom School of Engineering University of LeicesterLeicesterUnited Kingdom

X-ray micro-computed tomography(μ-CT)can be used to provide both qualitative and quantitative information on the structure of three-dimensional(3D)bioactive scaffolds.When performed in a dry state,μ-CT accurately reflects the structure of collagen-based scaffolds,but imaging in a wet state offers challenges with radiolucency.Here we have used phosphotungstic acid(PTA)as a contrast agent to visualise fully hydrated collagen scaffolds in a physiologically relevant environment.A systematic investigation was performed to understand the effects of PTA on the results of μ-CT imaging by varying sample processing variables such as crosslinking density,hydration medium and staining duration.Immersing samples in 0.3% PTA solution overnight completely stained the samples and the treatment provided a successful route forμ-CT analysis of crosslinked samples.However,significant structural artefacts were observed for samples which were either non-crosslinked or had low levels of crosslinking,which had a heterogeneous interior architecture with collapsed pores at the scaffold periphery.This work highlights the importance of optimising the choice of processing and staining conditions to ensure accurate visualisation for hydrated 3D collagen scaffolds in an aqueous medium.

关键词： microct crosslinking qualitative

Micro-CT分析跟骨内骨小梁分布及结构特征

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中国组织工程研究 2024年第24期28卷 3885-3889页

作者：张凤珍孙瑞芬李梓瑜王星李琨李志军张少杰内蒙古医科大学基础医学院内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学第二附属医院内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010110

背景:跟骨位于足的后下部,受力较大。跟骨外形复杂且不规则,外周有较薄的皮质骨包绕,内部充满大量的骨小梁,探讨骨小梁的微观结构、走行及分布特征有助于提高对跟骨骨折的认识。目的:采用微计算机断层扫描仪(Micro-CT)扫描跟骨标本获得... 详细信息

背景:跟骨位于足的后下部,受力较大。跟骨外形复杂且不规则,外周有较薄的皮质骨包绕,内部充满大量的骨小梁,探讨骨小梁的微观结构、走行及分布特征有助于提高对跟骨骨折的认识。目的:采用微计算机断层扫描仪(Micro-CT)扫描跟骨标本获得其影像资料,对其内部骨小梁结构进行分析,探讨跟骨内骨小梁的形态、分布及结构特征。方法:采用Micro-CT连续扫描干燥成人跟骨标本,扫描后获得影像图像,将其以DICOM格式存储。导入影像资料到Hiscan Analyzer软件,显示清晰完整的成人跟骨矢状面、冠状面、水平面的图像,逐层观察骨小梁的走行,依据骨小梁走行特点将跟骨矢状面分为6个部分,在以7 mm为标准的相同厚度下,每个部分选择1个49 mm2等面积的兴趣区,三维重建后获得跟骨及骨小梁的立体微观结构,二值化后运用软件计算感兴趣区域内骨小梁的体积分数、表面密度、骨小梁厚度、骨小梁间隙和骨小梁数量参数。结果与结论:①跟骨表面皮质层很薄,内部充满大量骨松质,在Gissane角的骨皮质明显增厚;②跟骨上部的骨小梁体积分数大于跟骨下部前端、中和三角区、跟骨下后部、跟骨结节部、跟骨底部,跟骨结节部的骨小梁体积分数大于跟骨下部前端、中和三角区、跟骨下后部、跟骨底部;跟骨结节部的骨小梁表面密度大于跟骨下部前端、中和三角区、跟骨底部,跟骨上部、跟骨下后部的骨小梁表面密度大于中和三角区;跟骨上部的骨小梁厚度大于跟骨结节部;中和三角区的骨小梁间隙大于跟骨上部、跟骨结节部;跟骨结节部的骨小梁数量大于中和三角区;③中和三角区主要分布杆状骨小梁,骨小梁表面密度最小、体积分数较小、骨小梁间隙最大;该部位骨质较疏松,受到高冲击力时抗压缩能力差,骨小梁最先发生断裂,是易发生骨折的部位。

关键词： microct 跟骨骨小梁形态特征骨折

Effects of tissue heterogeneity on trabecular micromechanics examined by microct-based finite element analysis and digital volume correlation

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Medicine in Novel Technology and Devices 2021年第3期11卷 217-225页

作者： Jizhi Fu Haoye Meng Changhao Zhang Youjun Liu Duanduan Chen Aiyuan Wang Russell P.Main Haisheng Yang Department of Biomedical Engineering Faculty of Environment and LifeBeijing University of TechnologyBeijingChina Institute of Orthopedics Chinese PLA General HospitalBeijingChina School of Life Science Beijing Institute of TechnologyBeijingChina Musculoskeletal Biology and Mechanics Lab Department of Basic Medical SciencesPurdue UniversityINUSA Weldon School of Biomedical Engineering Purdue UniversityINUSA

Trabecular bone is natural material with heterogeneous tissue properties.The effect of tissue heterogeneity on the micromechanical behavior of trabecular bone is commonly evaluated by microct-based finite element(microFE)analysis.Results from prior work remain inconclusive and lack of experimental validation.To address these issues,we combined microFE analysis with mechanical testing and microct-based digital volume correlation(DVC),as a validation for the microFE approach.Porcine trabecular specimens were tested in compression as sequential microct scans were taken.DVC was performed to extract“realistic”boundary conditions that were applied to microFE models,and to measure microstructural deformation and strain of the trabecular specimens.Heterogeneous and homogeneous microFE models of each trabecular specimen were created and compared with the experimentally measured microstructural displacement and strains.Results showed strong correlations between DVC-measured and microFE-predicted trabecular displacement and strain fields(R^(2)>0.9,p<0.05),regardless of heterogeneous or homogeneous material assignments.The heterogeneous and homogeneous models predicted similar magnitudes for maximum or minimum principal strains(R^(2)=1,p<0.05).However,incorporation of tissue heterogeneity decreased more than 16.5%in the overall stress level of the trabecular tissues.Regardless,very strong correlations were found between the heterogeneous and homogeneous model-predicted principal strains or stresses.These results together suggest that tissue heterogeneity may have little effect on microFE modeling of typical elastic displacement and strains in the trabecular bone,suggesting that homogeneous material models might be sufficient to predict general trabecular micromechanics.

关键词： Trabecular bone Tissue heterogeneity Finite element analysis microct Digital volume correlation

microct下钩骨骨内微小动脉三维构筑的临床解剖学研究

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北京大学学报（医学版） 2018年第2期50卷 245-248页

作者：王鼎予李旭沈重成谷培良裴玉茹曾钢冷慧杰张卫光北京大学基础医学院解剖学与组织胚胎学系北京100191 北京大学信息科学技术学院北京100871 北京大学第三医院骨科北京100191

目的:获得钩骨内微小动脉三维构筑模型,为钩骨骨折后血供保护提供解剖学基础。方法:将红色氧化铅研磨至40μm以下,按铅丹和松节油1 g∶1.5 m L、1 g∶1 m L和1 g∶0.5 m L比例混匀制成铅造影剂。3个新鲜上肢肱动脉插管,灌注铅造影剂。... 详细信息

目的:获得钩骨内微小动脉三维构筑模型,为钩骨骨折后血供保护提供解剖学基础。方法:将红色氧化铅研磨至40μm以下,按铅丹和松节油1 g∶1.5 m L、1 g∶1 m L和1 g∶0.5 m L比例混匀制成铅造影剂。3个新鲜上肢肱动脉插管,灌注铅造影剂。钩骨取材,使用micro CT扫描钩骨,扫描设置为Binning 1,系统分辨率为highmed,重建设置为Down sample factor 2,图像最终分辨率为27.30μm。最终获得钩骨周围与钩骨内血管在各个切面的图像,重建形成钩骨内微动脉分支分布的三维构筑。结果:钩骨表面血管分布密集,主要分布在钩骨周围的韧带和肌腱内。钩骨表面主要有4大血管分布区域,分别位于钩骨体掌侧平台、钩骨背侧、钩骨尺侧和钩骨钩顶端。钩骨钩接受了来自钩骨钩顶端、钩骨体掌侧平台和钩骨尺侧动脉网的骨内分支,钩骨体接收了钩骨掌侧平台、钩骨背侧和钩骨尺侧的动脉骨内分支,并且骨内动脉相互吻合。结论:钩骨体和钩骨钩的骨内微小动脉各自存在多个来源并有丰富的吻合,出现缺血性钩骨坏死的概率较小,钩骨钩骨折后骨折不愈可能是由于对线不良等其他原因造成的。

关键词：钩骨骨内血管 microct

周围神经microct图像中神经束区域的自动分离

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应用科学学报 2019年第3期37卷 359-368页

作者：李芳钟映春戚剑罗鹏广东财经大学信息学院广州510300 广东工业大学自动化学院广州510006 中山大学附属第一医院显微外科广州510085 深圳市第六人民医院骨科深圳518000

针对经过饱和氯化钙染色的四肢周围神经microct扫描图像,提出了一种自动分离神经束区域的方法. 1)手工标注第1幅扫描图像中的神经束轮廓和非轮廓区域;2)采用稀疏自动编码机方法提取神经束轮廓和非轮廓的特征并训练神经网络,进而自动识... 详细信息

针对经过饱和氯化钙染色的四肢周围神经microct扫描图像,提出了一种自动分离神经束区域的方法. 1)手工标注第1幅扫描图像中的神经束轮廓和非轮廓区域;2)采用稀疏自动编码机方法提取神经束轮廓和非轮廓的特征并训练神经网络,进而自动识别分离第2幅图像中神经束区域;3)将第2幅图像中的神经束轮廓作为标注样本去训练新的神经网络;4)不断循环该过程直至序列图像全部处理完成.实验结果表明,所提出的神经束轮廓自动分离方法可以达到手工分离精度的84.7%,处理完成522幅图像需要花费0.3~0.4 h.此外,该方法不仅能快速准确地分离出序列图像中的单根神经束,而且还能分离出分裂与合并阶段的神经束轮廓,具有比较强的适应性.

关键词：周围神经神经束 microct 深度学习稀疏自动编码机

microct扫描正常月骨的显微形态学研究

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中华手外科杂志 2015年第6期31卷 455-459页

作者：肖滋润熊革陶剑峰杜传超王海华张友乐北京积水潭医院手外科 100035 清华大学第一附属医院骨科

目的应用microct对正常月骨进行扫描和三维重建，分析正常月骨骨小梁的显微结构特点。方法使用microct对5例新鲜的正常月骨标本进行扫描，以DataViewer软件对扫描图像进行三维重建，确定并统计滋养孔。以CTAnalyser软件对横断面图像进... 详细信息

目的应用microct对正常月骨进行扫描和三维重建，分析正常月骨骨小梁的显微结构特点。方法使用microct对5例新鲜的正常月骨标本进行扫描，以DataViewer软件对扫描图像进行三维重建，确定并统计滋养孔。以CTAnalyser软件对横断面图像进行重建，分别选取9个兴趣区（200×200×40，pixel^3），计算各兴趣区内骨小梁骨组织密度（BV／TV）、骨组织表面积（BS）、骨面积体积比（BS／BV）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁分离度（Tb．sp）、结构模型指数（SMI）、异向度（DA）等参数，分析骨小梁结构特点。结果microct扫描数据经过三维重建后能够清晰显示正常月骨骨小梁的显微结构，我们发现冠状面上月骨骨小梁由远端向近端呈放射状分布，垂直于桡月关节面与头月关节面。放射状骨小梁为板层状，通过横形与斜形棒状骨小梁组成复杂的网状结构。头月关节面软骨下骨小梁为平行于关节面的板层状结构，十分致密，并向掌、背侧延伸，通过一处移行带转化为网状骨小梁。该结构与掌、背侧远极骨小梁的B、r／Tv、BS／BV、SMI、DA值差异均有统计学意义（P〈0．05）、Tb．Th值差异无统计学意义（P〉0．05），该结构与掌侧远极Tb．Sp值差异无统计学意义（P〉0．05），而与背侧远极11）．Sp差异有统计学意义（P〈0．05）。本组月骨标本的掌侧滋养孔平均为（2．80±0．84）个，平均直径（1．87±0．21）mm；背侧滋养孔平均（1．60±1．52）个，平均直径（1．27±0．21）mm。掌、背侧滋养孔直径差异有统计学意义（P〈0．05），但掌、背侧滋养孔数目差异无统计学意义（P〉0．05）。结论应用microct可以获得正常月骨骨小梁的精细显微图像，并可用于分析月骨的滋养孔，正常月骨远侧关节面的掌、背侧骨小梁结构明显弱于中央部位。

关键词：月骨骨小梁 microct

基于microct的隐匿性牙根纵裂离体牙裂纹的评价

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基于microCT的隐匿性牙根纵裂离体牙裂纹的评价

Echotracking联合microct评价可降解支架植入后动脉弹性改变

中华口腔医学会口腔颌面放射专业委员会第21次全国学术会...

作者：曹丹彤林梓桐南京大学医学院附属口腔医院

目的通过对临床上发生隐匿性牙根纵裂的牙齿进行microct扫描并对裂纹形态评价分析。方法对临床上收集的20颗发生隐匿性牙根纵裂的离体牙进行microct的扫描,观察根管充填情况,裂纹的分布及走形,并测量最宽处的宽度。结果 20颗离体牙中,有... 详细信息

目的通过对临床上发生隐匿性牙根纵裂的牙齿进行microct扫描并对裂纹形态评价分析。方法对临床上收集的20颗发生隐匿性牙根纵裂的离体牙进行microct的扫描,观察根管充填情况,裂纹的分布及走形,并测量最宽处的宽度。结果 20颗离体牙中,有2颗牙未行根管充填,18颗经根管治疗的牙齿中,仅1颗牙稍欠充,其余均充填至根尖孔或超出根尖孔。19颗牙表现为完全折裂,仅一颗折裂纹局限于腭侧,所有折裂纹均通过根管腔。裂纹宽度分布不均,近一半患牙的裂纹最宽处位于根中区,宽度介于41.96～200微米之间。轴位上比较不同位点裂纹宽度,大部分无明显差别,少数外侧裂纹稍宽于内侧裂纹。结论牙根纵裂与根管治疗存在一定的关联,折裂纹往往经过根管腔,裂纹的宽度及走形尚有待进一步研究。

关键词：隐匿性牙根纵裂 microct 裂纹分布裂纹宽度

来源： cnki会议评论

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中国医学计算机成像杂志 2017年第2期23卷 191-196页

作者：陈莉谭晋韵元峰王涌裴佳余波袁广银张俊王怡复旦大学附属华山医院上海交通大学材料科学与工程学院复旦大学附属浦东医院

目的:通过建立可降解支架植入兔腹主动脉模型,探讨echotracking联合mircoCT在支架降解过程中动态观察动脉弹性改变的价值。方法:24只新西兰大白兔于DSA下在其腹主动脉随机植入一枚可降解镁合金支架(JDBM组,n=12)或镍钛合金支架(BMS组,n=... 详细信息

目的:通过建立可降解支架植入兔腹主动脉模型,探讨echotracking联合mircoCT在支架降解过程中动态观察动脉弹性改变的价值。方法:24只新西兰大白兔于DSA下在其腹主动脉随机植入一枚可降解镁合金支架(JDBM组,n=12)或镍钛合金支架(BMS组,n=12),分别于术前和植入术后即时、14天、30天、60天行echotracking获得支架处血管硬化参数β,并在术后第14天、30天、60天取材行micro CT评价支架降解情况。结果:(1)观察期间支架无移位或断裂,支架内血流通畅。(2)Micro CT提示BMS支架无明显变化,JDBM支架术后30天起已开始降解,观察期间支架基本保持原始结构,合金丝连续性完整。(3)术前及术后即时、第14天两组间β值无明显统计学差异(P>0.05),随植入时间的增加,JDBM组β值逐渐减小,BMS组β值逐渐增大;术后30天时JDBM组明显小于BMS组(P=0.036);术后60天时BMS组β值因支架处管壁无明显搏动无法获得。结论:Echotracking技术联合mirco CT可用于评价可降解镁合金支架植入后降解过程中血管弹性的改变情况。

关键词：可降解支架 Echotracking microct 血管弹性

应用microct技术对中药干预去卵巢小鼠骨组织微结构的分析

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中国骨质疏松杂志 2016年第1期22卷 18-23页

作者：张文明邓红敏张媛媛黄云梅黄美雅林燕萍福建中医药大学中西医结合研究院福州350108 河南省林州市中医院安阳456550 江西省新余市中医院新余338000

目的应用micro CT技术观察健骨颗粒对C57小鼠去卵巢骨质疏松模型骨组织骨量、骨微结构及生物力学的影响。方法将4周龄清洁级C57小鼠30只随机分为三组(假手术组10只、卵巢切除小鼠两组各10只),两组卵巢切除小鼠术后1周开始,分别用健骨颗... 详细信息

目的应用micro CT技术观察健骨颗粒对C57小鼠去卵巢骨质疏松模型骨组织骨量、骨微结构及生物力学的影响。方法将4周龄清洁级C57小鼠30只随机分为三组(假手术组10只、卵巢切除小鼠两组各10只),两组卵巢切除小鼠术后1周开始,分别用健骨颗粒和生理盐水进行灌胃,假手术组用生理盐水灌胃。2个月后,小鼠左胫骨行micro CT检测及图像分析、右胫骨行生物力学三点抗压最大载荷检测。结果与假手术组比较,去卵巢组BMC、BMD、Mean、BV、BS显著下降(P<0.01),TMC下降(0.01

关键词： microct 健骨颗粒去卵巢小鼠骨微结构骨生物力学中医中药

基于microct多孔材料图像的3D特征分析

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四川大学学报（工程科学版） 2011年第S1期43卷 228-232页

作者：左艳娇林江莉尹光福四川大学材料科学与工程学院生物医学工程系四川成都610065

多孔材料的微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素,对孔隙空间结构特征进行分析具有重要研究意义,然而传统方法却难以对3维孔隙结构进行定量表征。为了探讨有效、准确、客观地表征孔隙空间结构特征的方法,采用microct在不破坏样品的... 详细信息

多孔材料的微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素,对孔隙空间结构特征进行分析具有重要研究意义,然而传统方法却难以对3维孔隙结构进行定量表征。为了探讨有效、准确、客观地表征孔隙空间结构特征的方法,采用microct在不破坏样品的前提下获取多孔材料2维断层序列图,将Chan-Vese(C-V)水平集方法拓展到3D空间实现3D图像分割获取多孔材料3维分析模型,在此基础上提取多孔材料3D孔隙参数,如孔体积、孔表面积、孔径、孔隙率、连通率等空间孔隙结构参数。3维孔隙参数能客观准确地描述多孔材料的孔隙结构,为表征多孔材料孔隙结构提供了新的方法。

关键词：多孔材料 microct C-V水平集孔隙率孔径