探索顯微計(jì)算機(jī)斷層掃描（Micro-CT）技術(shù)如何通過高分辨率三維成像,，為骨科研究和臨床應(yīng)用帶來突破,。了解Micro-CT在無損分析骨組織結(jié)構(gòu)、骨密度測量,、骨折和骨愈合研究中的應(yīng)用，以及如何通過Neoscan臺式顯微CT技術(shù),，實(shí)現(xiàn)對微小物體的高分辨率三維成像和分析,。獲取Neoscan N60,、N70,、N80系列產(chǎn)品的詳細(xì)信息，以及它們在骨質(zhì)疏松癥研究,、骨修復(fù)與再生研究中的專業(yè)應(yīng)用案例,。

PART 1 顯微 CT 技術(shù)概述

顯微 CT 技術(shù)利用 X 射線照射樣品,，通過探測器記錄透射的 X 射線強(qiáng)度分布,，再利用計(jì)算機(jī)算法重構(gòu)出樣品的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu),。能夠在非破壞的情況下,，提供高分辨率和三維圖像。

顯微 CT 結(jié)構(gòu)示意圖：射線源和探測器不動，樣品臺旋轉(zhuǎn)

在骨科研究中,，顯微 CT 技術(shù)可以無損地提供詳細(xì)的材料內(nèi)部信息,，包括：

結(jié)構(gòu)信息：骨小梁的三維結(jié)構(gòu),、厚度,、分離度,、數(shù)量和連接性,；骨皮質(zhì)的厚度和孔隙結(jié)構(gòu)；骨體積,、骨表面積等

密度信息：骨密度（BMD)分析,、骨組織成分分析

三維模型：創(chuàng)建骨結(jié)構(gòu)三維模型,；骨植入物和假體評估,；

PART 2 顯微 CT 技術(shù)在骨科研究中的應(yīng)用

目前顯微 CT 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于骨科學(xué)研究中,，與傳統(tǒng)的二維組織切片比較,，無論是數(shù)據(jù)還是圖像處理,，顯微 CT 擁有許多不可替代的優(yōu)勢,。

01  骨組織結(jié)構(gòu)分析

顯微 CT 技術(shù)可以清晰地展示骨的微觀結(jié)構(gòu),，包括皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨的骨小梁,、骨密度等,。這對于研究骨的生長,、發(fā)育,、疾病以及老化過程具有重要意義，常用于骨質(zhì)疏松癥研究和藥物治療效果評估,。

1 骨小梁結(jié)構(gòu)

顯微 CT 技術(shù)可以清晰地展示骨小梁的形態(tài),、分布和結(jié)構(gòu)特征以及厚度,、間距、數(shù)量等指標(biāo),。

 Neoscan 臺式顯微CT 掃描骨骼,，揭示內(nèi)部骨小梁結(jié)構(gòu)

假手術(shù)組(左)與去勢 4 個(gè)月組(中) 及去勢 12 個(gè)月 組(右) 腰椎松質(zhì)骨的三維重建圖像。圖片顯示,，去勢 12 個(gè)月組的骨小梁較其他兩組明顯稀疏,孔隙率增加,水平方向骨小梁減少,局部有較大的骨小梁空隙形成,。圖片源于文獻(xiàn)【1】。

假手術(shù)組(左)與去勢 4 個(gè)月組(中)及去勢 12 個(gè)月 組(右)股骨頸處松質(zhì)骨的三維重建圖像,。圖片顯示,去勢 12 個(gè)月后,股骨頸處松質(zhì)骨有空腔形成,骨小梁明顯變細(xì),皮質(zhì)骨壁變薄,。圖片源于文獻(xiàn)【1】。

2骨密度測量

與傳統(tǒng)的雙能 X 線吸收檢測法（DXA）相比,，顯微 CT 能夠提供更精確的體積骨密度測量,，判斷骨質(zhì)疏松的程度,。

股骨頭負(fù)重區(qū) STB 和 DTB 的 micro-CT 圖像,。（A）STB 橫切面 2D 圖像,。（B）STB 3D 圖像。（C）DTB 橫切面 2D 圖像,。（D）DTB 3D 圖像。彩色代表了松質(zhì)骨中的礦物質(zhì)密度分布情況：紅色,、綠色及藍(lán)色分別代表了低、中及高礦物質(zhì)密度,。圖片源于文獻(xiàn)【2】,。

02  骨修復(fù)與再生

顯微 CT 技術(shù)在骨修復(fù)和再生研究中有著重要作用,。通過對植入物和修復(fù)材料進(jìn)行三維成像，可以評估其在骨組織中的整合和效果,。

使用 NEOSCAN 臺式顯微 CT 以 20 微米尺寸掃描鈦合金髖關(guān)節(jié)植入物,，植入物長達(dá) 18.7 cm?？色@得無偽影的高質(zhì)量圖像,，清晰展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸大小。

03  骨折和骨愈合研究

顯微 CT 能夠精確檢測骨折的形態(tài)和位置,，提供清晰的三維圖像，有助于骨折的分類和診斷,。除此之外,，還可以動態(tài)監(jiān)測骨折愈合過程中的骨組織重建和礦化情況。這對于開發(fā)新的治療策略和評估治療效果具有重要意義,。

小鼠骨折后1,、２、３,、４Ｗ 股 骨 骨 痂 Ｍicro-CT 橫 斷 位 三維重建圖(A)及二維圖(B),。圖片源于文獻(xiàn)【3】。