显微CT旋转步长对牛腰椎松质骨重建图像及数据的影响

• 作者: 吴成爱 王娜 王宏刚 綦慧 赵丹慧 陶剑锋
• 来源期刊: 中国脊柱脊髓杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 显微CT 旋转步长 三维重建图像 骨形态计量数据 牛
• 年，卷（期）: 2012,（9）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 829-834
• 分类号: R681.5|R814.42
• 字数: 5058字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-406X.2012.09.13

摘要

目的:探讨显微CT对牛腰椎松质骨扫描时不同旋转步长对扫描时间、磁盘占用、重建图像质量及骨形态计量学数据的影响,为松质骨扫描设定旋转步长提供实验依据.方法:取牛同一腰椎的8块矩形离体松质骨,尺寸为4×2×2mm,依次设定旋转步长为0.25°、0.30°、0.40°、0.50°、0.75°、1.0°、1.5°、2.0°进行显微CT扫描,将步长0.25°设为对照组,比较其他7个步长组的三维重建图像质量、扫描时间、占用磁盘空间情况；分析骨体积(bone volume,BV)、骨表面积(bone surface,BS)、骨表面积密度(bone surface/volume ratio,BS/BV)、板状骨小梁厚度[trabecular thickness(plate model),Tb.Th(pl)]、板状骨小梁分离度[trabecular separation(plate model),Tb.Sp(pl)]、板状骨小梁数量[trabecular number (plate model),Tb.N(pl)]、杆状骨小梁直径[trabecular diameter (rod model),Tb.Dm (rd)]、杆状骨小梁分离度[trabecular separation (rod model),Tb.Sp (rd)]、杆状骨小梁数量[trabecular number(rod model),Tb.N(rd)]、骨小梁模式因子(trabecular bone pattern factor,TBPf)共10项骨形态学参数的统计学差异.结果:与步长0.25°组比较:(1)步长0.30°～1.5°的6组三维重建图像质量有不同程度的降低,但骨小梁结构清晰可辨,仍可较好反映松质骨标本的解剖学特征,而步长2.0°组骨小梁结构模糊,图像质量明显下降；(2)随着旋转步长的增大扫描时间、磁盘占用均呈线性降低；(3)骨形态计量学10项数据分析表明,步长0.30°、0.40°组各项数据与步长0.25°组比较均无统计学差异(P＞0.05),BV值自步长2.0°组出现统计学差异(P＜0.05),Tb.Sp(rd)、TBPf值自步长0.50°组出现统计学差异(P＜0.05),BS、BS/BV、Tb.Th(pl)、Tb.Sp(pl)、Tb.N(pl)、Tb.Dm(rd)、Tb.N(rd)7组数据自步长0.75°组出现统计学差异(P＜0.05).结论:对牛腰椎松质骨进行显微CT扫描时,旋转步长0.4°扫描时,在保证重建图像清晰、数据精确的前提下,扫描时间最短、磁盘空间占用最低,适用于精确分析椎体骨形态计量学三维数据；1.5°扫描时,虽数据结果存在误差,但扫描时间快,磁盘占用低,且重建图像清晰、骨小梁完整,适用于快速观测椎体骨小梁影像学信息；2.0°扫描时,图像模糊、数据误差显著,不推荐选用.