Micro-CT(micro computed tomography)-微计算机断层扫描技术,又称微型CT、显微CT

Micro-CT原理及应用2010-3-5 来源：北京力途科技有限公司 >>进入该公司展台Micro-CT原理及应用1895年，Wilhelm C. Roentgen发现了X射线，并为夫人拍下了世界上第一张X片——戴戒指的手掌照片。

1967年，Godfrey N. Hounsfield发明了第一台CT设备，能够从多个角度摄片，采集被摄物体的三维信息，在不破坏物体的情况下观察其内部结构。

1970年代，医院开始使用CT诊断疾病。

数十年来，这一伟大技术已经广泛应用于各种领域，例如医学（组织器官、生理代谢过程成像）、药学（药效检测、新药开发）、材料学（新材料的开发）、工业（各种器件的质检和探伤）、农业（木材和种子的质检和分析）、工程（建筑材料内部孔隙度、连通度和渗透性分析）、珠宝（真伪识别和最佳切割方案设计）、考古（化石的结构和成分分析）等领域。

（更多CT应用……）最为人们所熟知的CT是应用于临床检查的医学CT，第一幅CT图片显示的就是头颅影像。

经过40多年的发展，Hounsfield发明的速度极慢的平移式笔形束CT已经发展成为种类繁多的CT家族，例如螺旋CT、64 排容积CT、定量CT。

（更多CT技术背景……）CT设备的基本分类（离体）和in vivo（活体）两类，前者用于骨骼等标本，后者用于活体小动物扫描。

CTM0.01-0.5cm0.1-10μmCT显微镜（X-Ray Computerized Tomography Microscopy），采用同步加速器产生的平行X线成像。

分辨率最高，达到亚微米级，但是FOV极小。

单能谱X线，成像质量高。

1980年代，由于普通CT无法满足科学研究对分辨率的苛刻要求，学术界开始研发显微CT，即MicroCT。

MicroCT（也称为显微CT、微焦点CT或者微型CT）采用了与普通临床CT不同的微焦点X线球管，分辨率高达几个微米，仅次于同步加速X线成像设备的水平，具有良好的“显微”作用。

microct 骨小梁分离度摘要：1.引言2.骨小梁分离度的概念3.微ct 在骨小梁分离度测量中的应用4.骨小梁分离度与骨密度之间的关系5.骨小梁分离度在临床上的应用及意义6.总结正文：1.引言骨小梁分离度是指骨小梁之间相互分离的程度，它反映了骨组织的微结构特征。

骨小梁是骨的基本结构单位，起着支撑和保护骨骼的作用。

近年来，随着医学影像学技术的发展，微ct（micro-computed tomography）被广泛应用于骨小梁分离度的测量，为临床诊断和治疗提供了有力的依据。

2.骨小梁分离度的概念骨小梁分离度是指在微ct 图像中，相邻骨小梁之间的最小距离。

它可以通过图像处理技术进行测量，包括阈值分割、骨小梁追踪等方法。

骨小梁分离度的大小反映了骨组织的弹性和抗压缩性能，与骨密度、骨强度等指标密切相关。

3.微ct 在骨小梁分离度测量中的应用微ct 具有高分辨率、无创性等优点，可以清晰地显示骨小梁的微观结构。

在微ct 图像中，骨小梁呈现出类似网状的结构，通过计算机算法可以自动识别和追踪骨小梁，实现精确的分离度测量。

此外，微ct 还可以对不同区域的骨小梁分离度进行定量分析，为临床研究提供丰富的信息。

4.骨小梁分离度与骨密度之间的关系骨密度是反映骨组织矿物质含量的指标，与骨强度密切相关。

研究发现，骨小梁分离度与骨密度之间存在一定的相关性。

在一定范围内，骨密度越高，骨小梁分离度越大；但当骨密度过高时，骨小梁分离度可能减小。

这表明，骨小梁分离度在评估骨强度时具有局限性，需要结合其他指标进行综合分析。

5.骨小梁分离度在临床上的应用及意义骨小梁分离度在临床上的应用主要集中在以下几个方面：（1）骨折风险评估：骨小梁分离度增大可能导致骨骼抗压缩性能降低，增加骨折风险。

因此，通过测量骨小梁分离度，可以预测骨折风险，为骨折的预防提供依据。

（2）骨代谢性疾病诊断：骨小梁分离度与骨密度、骨转换标志物等指标相结合，有助于诊断和鉴别诊断骨代谢性疾病，如骨质疏松症、甲状旁腺功能亢进症等。

1. 微焦点CT（μCT）介绍一般的微焦点CT 系统主要由微焦点X 射线源、数字平板探测器、机械运动平台、控制计算机、系统软件等组成。

如图1所示。

探测器后端转台处理软件系统转台图1 一般的CT 系统构成射线源一般使用50kV-225kV 的微焦点X 光管，焦点尺寸一般为1微米-100微米，考虑到焦点尺寸越小，X 光管发出X 射线的强度越小，在大多数系统中，一般采用焦点5微米或大于5微米的X 光管。

同时，能量低于130kV 的射线管一般为封闭式管，性能稳定，维护方便，也是选择射线源时需要考虑的因素之一。

数字平板探测器主要的生产厂家有瓦里安、滨松和铂金艾尔默等，主要的性能参数有：像素大小，灰度级别和像素数目。

像素大小是指单个探测器单元的尺寸，一般为50微米-400微米。

灰度级别分为12bit，14bit 和16bit 的， 12bit 表示探测器输出的最大值为4096，14bit 表示探测器输出的最大值为16384，16bit 表示探测器输出的最大值为65536。

较大的灰度级别一般具有更高的密度分辨能力。

机械运动平台用于控制光源、探测器和样品的运动，使用户可以改变扫描区域、放大倍数等扫描参数。

机械运动平台的精度对系统的精度有直接的影响，一般要求其误差要小于系统分辨率。

控制计算机用于X 光机、数字平板探测器和控制机械运动平台的运行，协调各部分按照预定指令完成扫描操作。

系统软件包括图像采集软件和图像重建软件。

图像采集软件是进行CT 扫描时的人机界面，是用户了解系统工作状态、控制系统的窗口。

图像重建软件的作用是对采集中获得的各个角度的投影进行重建运算，获得与工件转动轴垂直的断面上的图像。

图2所示为典型的CT 系统几何结构布局，X 射线源和探测器分别置于转台的两侧，锥状射线束穿过放置在转台上的样品后被探测器接收，工件可以进行横向、纵向平动和垂直升降运动，以改变扫描几何。

当工件纵向移动时，距离X 射线源越近，放大倍数越大，工件上的细节被放大，图像更清晰，但可探测的范围减小，相反，工件距离探测器越近，放大倍数越小，图像变得模糊，但可探测的范围增大。

Micro-CT原理及应用2010-3-5 来源：北京力途科技有限公司 >>进入该公司展台Micro-CT原理及应用1895年，Wilhelm C. Roentgen发现了X射线，并为夫人拍下了世界上第一张X片——戴戒指的手掌照片。

1967年，Godfrey N. Hounsfield发明了第一台CT设备，能够从多个角度摄片，采集被摄物体的三维信息，在不破坏物体的情况下观察其内部结构。

1970年代，医院开始使用CT诊断疾病。

数十年来，这一伟大技术已经广泛应用于各种领域，例如医学（组织器官、生理代谢过程成像）、药学（药效检测、新药开发）、材料学（新材料的开发）、工业（各种器件的质检和探伤）、农业（木材和种子的质检和分析）、工程（建筑材料内部孔隙度、连通度和渗透性分析）、珠宝（真伪识别和最佳切割方案设计）、考古（化石的结构和成分分析）等领域。

（更多CT应用……）最为人们所熟知的CT是应用于临床检查的医学CT，第一幅CT图片显示的就是头颅影像。

经过40多年的发展，Hounsfield发明的速度极慢的平移式笔形束CT已经发展成为种类繁多的CT家族，例如螺旋CT、64 排容积CT、定量CT。

（更多CT技术背景……）CT设备的基本分类（离体）和in vivo（活体）两类，前者用于骨骼等标本，后者用于活体小动物扫描。

CTM0.01-0.5cm0.1-10μmCT显微镜（X-Ray Computerized Tomography Microscopy），采用同步加速器产生的平行X线成像。

分辨率最高，达到亚微米级，但是FOV极小。

单能谱X线，成像质量高。

1980年代，由于普通CT无法满足科学研究对分辨率的苛刻要求，学术界开始研发显微CT，即MicroCT。

MicroCT（也称为显微CT、微焦点CT或者微型CT）采用了与普通临床CT不同的微焦点X线球管，分辨率高达几个微米，仅次于同步加速X线成像设备的水平，具有良好的“显微”作用。

microct 骨小梁分离度
摘要：
1.微CT 技术简介
2.骨小梁分离度的定义和意义
3.微CT 在测量骨小梁分离度方面的应用
4.骨小梁分离度与骨质疏松症的关系
5.微CT 技术在骨质疏松症诊断和治疗中的重要性
正文：
一、微CT 技术简介
微CT（Micro-Computed Tomography）技术是一种非侵入性、高分辨率的三维成像技术，可以在微观层面对物体进行详细观察。

微CT 技术在医学领域有着广泛的应用，如骨骼、软组织、血管等结构的成像和分析。

二、骨小梁分离度的定义和意义
骨小梁分离度是指骨小梁结构在三维空间中的分离程度，是评价骨密度和骨微观结构的重要参数。

骨小梁分离度可以反映骨的质量和强度，对骨质疏松症的诊断和研究具有重要意义。

三、微CT 在测量骨小梁分离度方面的应用
微CT 技术具有高分辨率和精确度，可以清晰地显示骨小梁的细微结构，因此被广泛应用于骨小梁分离度的测量。

通过对骨小梁分离度的定量分析，可以对骨质疏松症进行早期诊断和病情评估，为临床治疗提供有力支持。

四、骨小梁分离度与骨质疏松症的关系
骨小梁分离度与骨质疏松症密切相关。

正常情况下，骨小梁紧密排列，相互支撑，维持骨的强度和稳定性。

而在骨质疏松症患者中，骨小梁分离度增加，导致骨密度下降，骨的强度和稳定性受到影响，容易发生骨折等并发症。

五、微CT 技术在骨质疏松症诊断和治疗中的重要性
微CT 技术在骨质疏松症的诊断和治疗中发挥着重要作用。

通过测量骨小梁分离度，可以对骨质疏松症进行早期诊断，提高诊断准确性。

同时，通过对骨小梁分离度的监测，可以评估治疗效果，为临床治疗提供依据。

Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2023, 13(8), 13534-13539 Published Online August 2023 in Hans. https:///journal/acm https:///10.12677/acm.2023.1381889Micro-CT 的工作原理及在骨微结构研究的应用 马志豪1*，王 威2#1内蒙古医科大学内蒙古临床医学院，内蒙古 呼和浩特 2内蒙古自治区人民医院急诊科，内蒙古 呼和浩特收稿日期：2023年7月23日；录用日期：2023年8月16日；发布日期：2023年8月23日摘要 Micro-CT (Micro Computed Tomography ，微计算机断层扫描技术)是一种非破坏性的三维成像技术，分辨率可达到微米(μm)级别，其广泛应用于骨骼、牙齿、生物材料等诸多领域，特别是在骨骼中的应用对于骨微结构及力学特征研究具有重要意义。

本研究综述了Micro-CT 的工作原理及其在骨微结构研究中的应用。

关键词Micro-CT ，骨小梁，骨微结构The Working Principle of Micro-CT and Its Application in the Study of Bone MicrostructureZhihao Ma 1*, Wei Wang 2#1Inner Mongolia Clinical Medical College, Inner Mongolia Medical University, Hohhot Inner Mongolia 2Department of Emergency, Inner Mongolia Autonomous Region People′s Hospital, Hohhot Inner Mongolia Received: Jul. 23rd , 2023; accepted: Aug. 16th , 2023; published: Aug. 23rd , 2023AbstractMicro Computed Tomography is a non-destructive three-dimensional imaging technology, the resolution can reach micron (μm) level, it is widely used in bone, teeth, biomaterials and many *第一作者#通讯作者马志豪，王威other fields, especially the application in bone is of great significance to study bone microstruc-ture and the mechanical cha racteristics. This study reviewed the working principle of Micro-CT and its application in the study of bone microstructure.KeywordsMicro-CT, Bone Trabecula, Bone MicrostructureThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言1895年，德国物理学家伦琴[1]首先发现了X射线，并拍摄出了全球第一部X片。

microct 骨小梁分离度摘要：1.微CT 技术简介2.骨小梁分离度的概念3.骨小梁分离度在临床上的应用4.影响骨小梁分离度的因素5.微CT 技术在骨小梁分离度研究中的优势正文：微CT 技术（Micro-Computed T omography）是一种非破坏性的三维成像技术，能够在微米级别对物体进行高分辨率成像。

在医学领域，微CT 技术被广泛应用于骨骼结构的研究和疾病诊断。

骨小梁分离度（Bone Trabecular Separation）是衡量骨骼结构的一个重要参数，对于了解骨密度、骨质量以及骨折风险等方面具有重要临床意义。

骨小梁分离度是指骨小梁之间的距离。

骨小梁是骨骼的基本结构单位，负责支撑骨骼和承受力学负荷。

随着年龄的增长，骨小梁会发生改变，如数量减少、直径变细、间距增宽等，这些变化与骨密度降低、骨折风险增加密切相关。

骨小梁分离度在临床上的应用主要体现在以下几个方面：（1）评估骨密度和骨质量：通过测量骨小梁分离度，可以了解骨骼的密度和质量，为骨质疏松症等疾病的诊断提供依据。

（2）预测骨折风险：骨小梁分离度的变化可以反映骨骼的力学性能，进而预测骨折风险。

（3）评估骨修复和治疗效果：在骨折治疗、骨修复等领域，通过观察骨小梁分离度的变化，可以评估治疗效果。

影响骨小梁分离度的因素包括年龄、性别、体重、骨代谢水平等。

年龄是骨小梁分离度变化的主要因素，随着年龄的增长，骨小梁数量减少、直径变细、间距增宽，导致骨小梁分离度增加。

性别和体重也会影响骨小梁分离度，女性和体重较轻的人群骨小梁分离度较高。

微CT 技术在骨小梁分离度研究中的优势在于其高分辨率，能够清晰地显示骨小梁的结构，精确测量骨小梁分离度。

此外，微CT 技术是非破坏性的，可以在不损伤样本的情况下进行多次测量，有利于研究骨小梁分离度随时间的变化。

综上所述，骨小梁分离度是反映骨骼结构变化的重要参数，对于评估骨密度、骨折风险等方面具有重要临床意义。

microct检测步骤
Micro-CT是一种用于无损检测和分析微观结构和材料的成像技术，其工作原理类似于医用CT技术。

以下是Micro-CT 检测的一般步骤：
样品准备：根据检测需求，选择合适的样品，并进行必要的预处理，以确保样品能够稳定地放置在Micro-CT设备中进行扫描。

设备设置：打开Micro-CT设备，并设置扫描参数，如电压、电流、像素大小、旋转角度等。

这些参数将直接影响扫描结果的分辨率和准确性。

放置样品：将准备好的样品放置在Micro-CT设备的旋转平台上，确保样品的稳定性和位置的准确性。

开始扫描：启动Micro-CT设备，开始扫描样品。

在扫描过程中，设备会通过X射线源产生一束平行的X射线束，穿透待测样本。

然后通过传感器探测并记录多个角度的X射线图像。

数据处理：扫描完成后，通过计算机软件对获取的图像数据进行处理，包括图像重建、去噪、增强等处理，以获得更清晰、更准确的图像。

结果分析：根据需要，对处理后的图像进行进一步的分析和处理，如测量孔隙大小、识别裂纹等，以得出检测结果。

保存数据：将获取的Micro-CT图像数据保存，以便后续的分析和处理。

需要注意的是，Micro-CT检测的具体步骤可能会因为不同的设备型号和实验条件而有所差异。

因此，在进行Micro-CT 检测时，应根据具体的设备和实验要求进行操作。

小动物CT在骨质疏松研究中的应用摘要：小动物CT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。

骨质疏松症( Os t e o p o r o s i s )是以骨量减少，骨的微观结构退化为特征的，致使骨的脆性增加以及易发生骨折的一种全身性骨骼疾病。

本实验采用去卵巢大鼠作为实验模型。

去卵巢诱导的大鼠骨质疏松症能较好地模拟成年妇女雌激素缺乏而导致的骨质疏松症。

本次实验主要应用小动物CT研究某补肾阴药物（文章未发表不方便透露）对去卵巢大鼠骨质疏松症的作用。

通过小动物CT图像能够清楚地看到该补肾阴药物对去卵巢大鼠骨质疏松症具有防治作用。

关键词：小动物CT，骨质疏松，去卵巢大鼠小动物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，因此具有良好的“显微”作用。

小动物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。

目前国外有不少科研人员采用此项技术进行骨科领域的研究。

通过这项技术能够获得骨骼的多个常用而有重要意义的参数数据，而通过扫描图像能够直观地观察到骨的变化情况，包括骨小梁的形态结构变化。

骨质疏松症是老年人常见的多发病，以绝经后妇女为多见，病因病理学研究表明，绝经后妇女骨质疏松症主要是由于雌激素缺失引起的。

去卵巢诱导的大鼠骨质疏松症较好地模拟了成年妇女雌激素缺乏的反应，本实验利用此模型，研究某补肾阴药物对去卵巢骨质疏松大鼠的骨密度及血清生化指标的影响，以探讨其作用机制。

1.材料与方法1.1 药材及试剂某补肾阴药物；尼尔雌醇；血清Ca、P；碱性磷酸酶测定试剂盒；血清骨钙素、降钙素、雌二醇测定试剂盒。

1.2 仪器ZKKS-MCT-Sharp-V小动物CT（广州中科恺盛小动物活体CT）；1.3 实验动物3月龄，♀，SD大鼠。

MicroCT 也叫小动物CT，microCT可以对股骨的各项参数进行定量分析。

小动物CT（micro computed tomography，微计算机断层扫描技术）的应用不仅可以在活体上研究骨的微结构，更能够进行骨骼图像的三维重建，还可以定量分析骨的各项参数。

它与普通临床CT最大的差别在于分辨率极高，可达到微米um级别，能区分体内各种组织的密度并对其作定量测定。

同时由于其能消除前后组织的重叠，从而可以清楚地进行形态结构的造影，显示动物解剖结构和生理功能。

集中于骨领域研究，主要源于骨骼和空气及周围软组织之间良好的对比性。

1、最大的特点是microCT能够在不损毁样品的情况下，对活体小动物、骨骼、牙齿和各种生物材料进行高分辨率X射线成像。

数据分析软件中包括26项的骨参数分析。

2、直接显示三维结构图，比只能提供某个切面的二维图像的传统研究方法得到的骨结构数据更精确。

3、同时测量骨密度及骨微结构，实验中尽可能减少了实验动物的使用。

以往的骨结构研究主要是将骨组织进行切片，从而得到扫描图像，通过数学模型的建立以计算骨的各项指标。

对于大鼠氟骨症的诊断，需要正常群体的骨参数，本次研究以大鼠0mg/L组为对照。

男性是氟骨症的高发病人群，因此本研究以雄性大鼠股骨为研究对象，使用了microCT分析了股骨的皮质骨和骨小梁各项指标。

单独分析板状或杆状参数可以更好地在局部水平发现骨小梁的微观结构性能变化。

小动物microCT成像系统（名称，型号）指标：单位Tv：选取ROI体积，mm3BV：骨体积，mm3Bv/Tv：相对骨体积，%TS：选取RoI面积，mm2BS：骨表面积，mm2BS／BV：骨表面积和骨体积的比值，mm-1BMD：骨密度，g.cm-1BS／TV：骨表面积和组织体积的比值。

mm-1利用spss25.0软件进行统计分析，计算均值和标准差，采用单因素方差分析。

结果：1、皮质骨相对骨体积2、骨小梁相对骨体积3、骨表面积与组织体积比值4、骨密度图片：3D图，X线表格：三线表*表示差异有统计学意义骨关节炎患者软骨下骨BV/TV、TbTh、TbN值均明显升高，而TbSp和BS/BV均减少。