基于同步辐射显微CT技术研究冻干口腔崩解片的精细结构

采用低温冰颗粒直压冻干法制备口腔崩解片,与模制冻干法相比较,以同步辐射显微CT技术(SR-μCT)观测片剂内部的精细结构,得到显示内部结构差异的切片图,构建三维模型,确定灰度阈值后,提取片剂子结构,定量分析子结构,同时测定片剂的崩解性质和脆碎特征,研究片剂内部精细结构与其药剂学性质的关系。SR-μCT观测结果显示,不同制备工艺、处方所得的口腔崩解片的精细结构存在显著的差异,模制冻干法得到一体化致密网状结构,而低温冰颗粒直压冻干法得到松散聚集状态颗粒结构,这些结构特征合理地解释了低温冰颗粒直压法所得冻干口腔崩解片崩解迅速的机制,其微观子结构决定了片剂结构力学的宏观性质。结果显示,SR-μCT表征制剂内部精细结构的研究对阐明速释制剂的崩解特征有重要意义。

同步辐射在显微CT中的应用

计算机X射线断层成像技术(CT)是利用X射线的穿透能力对物体进行扫描,所得信号经过反投影的算法而得到物体二维分布的一种成像方法,已经在医学诊断、工业探伤等领域广泛应用。但是由于实验室光源的低通量,光源点大小及其单色性等限制了其向高分辨发展,通常其分辨率在0.5mm左右。利用微焦点X射线源作为光源的显微CT分辨率可以达到微米量级,但是由于其光通量低且为非单色光,对不同样品有不同程度的束线硬化,影响了其真实分辨率。同步辐射作为一种新兴的光源有高亮度、高光子通量、高准直性、高极化性、高相干性及宽的频谱范围的特点,配合高分辨的X射线探测器,可以发展同步辐射显微CT,其分辨率可达10μm以下。利用同步辐射的高空间相干性开展位相衬度显微CT的研究,对低吸收物质也可以清晰三维成像。新建的上海光源的X射线成像及生物医学应用线站开展了三维显微CT方面的研究,经过初步试验,得到了较好的结果。

同步辐射显微CT的人关节软骨三维成像研究

目的:探讨同步辐射显微CT(SR-μCT)相位对比技术成像研究人软骨细微组织结构的可行性。方法:3例直径约1 mm,高度约4 mm的圆柱状离体人软骨(正常1例,轻度损伤1例,重度损伤1例)样本,经4%甲醛溶液固定后行SR-μCT扫描,扫描后将原始投影图像相位恢复,切片重构及三维重建,而后与病理图片对照,对比分析SR-μCT图像的细胞形态,大小及排列方式;比较正常标本与软骨损伤标本的胶原原纤维网的改变。结果:SR-μCT重建图像可以清楚显示软骨细胞、软骨陷窝及排列方式,与病理切片高度吻合。经MIP重建,可以显示软骨基质内的胶原原纤维网,正常软骨呈垂直于软骨下骨面的平行排列,其横截面呈拱形网状,轻度软骨损伤标本纵向呈弯曲状排列,其横截面可见轻度塌陷,重度软骨损伤表现为横截面明显塌陷,纵切面纤维排列紊乱。结论:SR-μCT可实现软骨细胞水平的成像,经合适阈值处理,可以显示胶原原纤维网三维结构。

基于同步辐射显微CT的肾结石微观结构特征研究

肾结石是全球的泌尿系统常见病、多发病,且复发率高居不下。一般认为,尿中结石晶体的盐类呈超饱和状态,以及尿中抑制晶体形成物质不足是肾结石产生的主要因素。肾结石病因较复杂,目前提出了多种有关肾结石病因的学说,主要是从人体种族遗传、疾病、代谢和饮食习惯等方面研究结石病因,来推测其导致不同的种类的产生,再针对性制定治疗方案,但临床上肾结石内科治疗效果仍欠佳。积极探索肾结石形成和生长机制,无疑能对科学治疗肾结石有积极的意义。直观观察到结石的内部结构,并根据这些结构特征推测出结石的形成和成长轨迹,是研究肾结石形成和生长机制的重要一环。传统的研究手段难以无损获得结石的内部结构,目前未见肾结石微观结构相关报道。高分辨率显微CT特别是同步辐射X射线显微CT的出现,无疑能为这一研究提供先进的检测手段。上海同步辐射光源作为第三代优质同步辐射光源,具有高光子通量、高准直性、高极化性、高相干性及宽频谱范围等特点,其配合高分辨的X射线探测器可实现精确、灵敏的组织结构信息的快速、无损检测,在保持标本完整性的前提下,清晰再现样品内部的三维显微结构,从而克服了传统的二维切片技术存在破坏组织结构的完整性、无法准确获得组织结构的三维空间信息和基质成份等局限性。利用上海同步辐射光源X射线显微CT技术,对32例肾结石患者的结石微观结构进行了解析。实验结果表明肾结石内部结构差异明显,可归纳为6种类型:Ⅰ两相密实型;Ⅱ结晶型;Ⅲ连续多层沉积型;Ⅳ非连续多层沉积型;Ⅴ镶嵌式多孔型;Ⅵ复合型。研究结果有助于进一步深入揭示肾结石生长机制,也为肾结石更为精准治疗提供了新的科学视角和依据。

运用同步辐射显微CT揭示红壤团聚体内孔隙形态与空间分布

团聚体内部复杂的孔隙系统及其空间分布决定土壤团聚体的主要功能,以及发生在团聚体内的各种物理、化学和生物学过程。应用同步辐射X射线显微成像技术(SR-mCT),对第四纪红土发育的红壤团聚体内部孔隙形态、连通性、各向异性、大小分布和空间分布进行了研究。结果表明,红壤团聚体内部的孔隙形态、孔隙生长方向、大小分布存在明显差异。稳定性较好的团聚体表现为团聚体孔隙含有较多大孔隙、孔隙形态各异、各向异性、多联通孔隙等特征,团聚体内>30mm大孔隙分布比较均匀,中心部位较高,呈中间向圆周减小趋势;反之,稳定性较差的团聚体中,孔隙以小孔隙为主,分布密集,孔隙生长方向均匀,团聚体孔隙空间分布为大孔隙,主要分布在团聚体外围,中心部分分布较少。团聚体内部孔隙的空间分布模式能够很好地解释土壤团聚体结构和稳定性差异的原因。同步辐射显微CT结合图像处理技术能够系统地表征团聚体内孔隙的多样性和空间变异规律,为预测土壤团聚体中各种物理过程提供新途径。

同步辐射X射线三维显微成像

本文介绍了利用同步辐射进行X射线三维成像的工作原理及进展状况 ,详细论述了X射线三维成像的两种方法 ,X射线全息及CT技术 ,以及通过两者的结合 (HCT)进行高分辨率三维成像的有关理论与实验技术 ;介绍了同轴全息中消除“双生像”噪声的数字方法 ,讨论了影响分辨率的各种因素 ;

同步辐射成像比较两种不同骨修复材料修复兔股骨缺损的效果

背景:Bio-oss骨粉、奥邦骨修复材料均为常用的骨修复材料,但其对兔股骨缺损后修复效果的系统性评价鲜有报道。目的:利用同步辐射显微断层成像技术和组织病理学染色相结合,系统评价Bio-oss骨粉和奥邦骨修复材料修复骨缺损的效果。方法:采用随机数表法将32只大白兔随机分为对照组(n=12)与实验组(n=20),均于一侧股骨体部外侧面建立2个大小为4 mm(洞空直径)×6 mm(洞孔深度)的洞穿型骨膜骨质缺损,对照组填充生理盐水,实验组其中一个骨缺损部位植入Bio-oss骨粉,另一骨缺损部位植入奥邦骨修复材料。术后8周,通过大体观察、影像学、组织病理学检测评价2种材料修复材料的修复效果。结果与结论:①大体观:术后8周,实验组骨损伤修复区伤口愈合良好,未见感染、化脓等症状,动物行动能力显著优于对照组;②影像学检查:术后8周同步辐射显微断层成像,Bio-oss骨粉植入后骨粉周围存在大量的新生骨组织,骨缺损空腔较大,未被新生骨组织完全填充;奥邦修复材料植入后可见骨缺损腔内围绕修复材料形成了大量的新生骨组织;三维重建显示,两种骨填充材料都能与局部骨创面组织接触,促进周围成骨分化成新生骨组织和血管形成,达到骨修复效果,其中奥邦骨修复材料周围新生骨与周围骨组织连接更紧密。256 iCT扫描显示,奥邦骨修复材料侧术后8周CT值高于Bio-oss骨粉侧(P<0.05);③组织病理学:术后8周苏木精-伊红染色显示,Bio-oss骨粉侧骨粉周围可见新生骨组织,奥邦骨修复材料侧材料周围可见由骨基质形成的骨组织,新生骨组织完整、连贯,已有部分新生骨侵入到奥邦骨粉材料内部;④结果表明,奥邦骨修复材料能促进新生骨的生成和损伤修复;同步辐射显微断层成像技术与传统的苏木精-伊红染色相呼应,是评价骨粉修复成效的良好方法。

显微CT技术研究下颌第二前磨牙分支根管的形态

目的:采用显微CT技术研究下颌第二前磨牙分支根管的形态特征。方法:收集100颗离体下颌第二前磨牙,通过显微CT扫描及三维重建技术筛选出含有分支根管的标本,并对分支根管的发生率、分布、及开口方向等特征进行定量分析。结果:共60颗下颌第二前磨牙含有分支根管,出现率为60%。分支根管分布在根尖1/3为82.35%,其开口在颊侧的发生率为20.59%,舌侧为16.67%。结论:下颌第二前磨牙根管系统复杂,了解其分支根管形态及规律,对提高根管治疗成功率具有重要意义。

20 Hz高时空分辨X射线单色光动态显微CT研究

与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素尺寸为5μm。为了构建具有更高时空分辨率的单色光X射线动态显微CT系统,基于上海光源快速X光成像线站(BL16U2)的高通量密度单色光,将高速转台与三镜头大数值孔径快速X射线成像探测器相结合,构建了实验系统。以速发型聚氨酯材料为研究对象进行了验证实验,在15 keV单色光下动态显微CT的时间分辨率达到了20 Hz,探测器有效像素尺寸为2.2μm。对气泡运动进行相关定量分析,证明该系统具有高时空分辨率和高对比度分辨率,可以对复杂运动系统进行四维时空定量分析,为BL16U2线站用户进行高时空分辨率的复杂原位研究提供了强大的实验平台。

采用高分辨显微成像技术从药物制剂结构角度分析盐酸特拉唑嗪片溶出度测定结果

目的:探究盐酸特拉唑嗪片溶出度测定结果不满足标准限度要求的原因。方法:利用高分辨率显微CT技术对盐酸特拉唑嗪片的内部微观结构进行观察分析。结果:对二者的内部三维结构进行对比发现,溶出度测定结果不满足标准限度要求的样品与参比制剂相比具有更大的孔隙率。结论:推测由于样品孔隙率过大,导致样品在常规溶出杯500 mL介质中产生了堆积效应,在主成分溶解前被辅料覆盖聚集于溶出杯底部,导致溶出度测定结果不满足标准限度要求。

显微CT技术在石油地质中的应用探究

显微CT技术在石油地质检测中具有很多方面的优点,能够对实体进行无损检测,通过对透视投影数据进行重建,可以直接表征出实物内部微观结构的三维立体信息,可以将实物更加直观地表现出来。这些优点使得显微CT技术有着广阔的应用前景。不仅可以应用在石油地质监测中,还可以对低原子序数的有机物和高原子序数的重金属进行检测。本文首先简要介绍了显微CT技术的特点,然后重点分析了该技术在石油地质中的应用。

锥形束CT和显微超声技术结合EDTA治疗钙化根管的临床应用

目的:评价锥形束CT(Cone beam computed tomography,CBCT),显微超声技术结合乙二胺四乙酸(EDTA)处理钙化根管的治疗效果。方法:选择需进行根管治疗的钙化根管患者80例患牙,前牙25颗,后牙55颗,共102例根管。采用CBCT扫描,结合EDTA行根管治疗术,统计成功率。结果:80颗患牙102例根管中,有95例管疏通并完成根管治疗,钙化根管再通成功率为93.1%,其中前牙再通成功率为96.0%,后牙再通成功率为92.2%,根管口及上段再通成功率为100%,中段再通成功率为96.0%,下段再通成功率为83.9%。结论:锥形束CT和显微超声技术结合EDTA是处理钙化根管行之有效的方法。

显微CT的锥束重建技术

显微CT技术一直是Iowa大学CT/显微CT实验室研究的焦点。这篇文章报告了我们在锥束显微CT方面最近取得的一些进展。我们利用Feldkamp类算法进行了多X光源和检测器偏置条件下的近似图象重建;解释了Grangeat精确重构框架下的图象伪影。最后重点介绍了最近有关一般分块迭代Landweber格式的收敛性结果;给出了模拟和实验结果,探讨了进一步的研究方向。

锥形束CT结合显微超声技术诊断治疗老年钙化根管的效果评价

目的评价应用锥形束CT联合显微超声技术在老年钙化根管中的诊断与治疗效果。方法选择2015年10月至2016年10月间于我院口腔科就诊的老年钙化根管86个,应用锥形束CT获取病变根管的形态和钙化的位置及长度,在口腔显微镜的导引下使用超声波器械疏通钙化的根管并统计疏通成功率。结果全部86个钙化根管均通过锥形束CT明确显示出根管钙化情况和根管入口,其中81个成功疏通(疏通成功率94.19%),5个完全钙化。结论应用锥形束CT联合显微超声技术诊断老年钙化根管可明确根管钙化情况和根管入口,有较高的疏通率,值得推广。

锥形束CT结合显微超声技术诊治老年钙化根管的应用

目的:评价锥形束CT(CBCT)结合显微超声技术诊断治疗老年钙化根管的临床效果。方法:选择我院60例老年患者的108个钙化根管作为研究对象,均因传统根管治疗不能成功疏通根管,应用CBCT技术检查判断根管口的位置,根管走向及位置,再应用显微超声技术去除髓腔内及根管内钙化组织,探查并疏通根管,统计根管疏通成功率。结果:108个钙化根管中,95个根管成功疏通,成功率87.9%,根颈1/3钙化根管疏通率98.5%,根中1/3钙化根管疏通率80.0%,根尖1/3钙化根管疏通率53.8%。结论:锥形束CT与显微超声技术联合使用,对疏通钙化根管具有明显效果,为老年钙化根管提供了有效的诊治方法。

锥形束CT结合显微超声技术诊治老年钙化根管的研究

目的评价锥形束CT结合显微超声技术诊治老年钙化根管的临床效果,为老年人钙化根管治疗提供参考。方法选择我院60例老年患者,经常规根管治疗不能疏通的108根钙化根管作为研究对象,应用CBCT技术检查判断根管口的位置、根管走向及位置,再应用显微超声技术去除髓腔内及根管中、上段钙化组织,探查并疏通根管,统计根管疏通成功率。结果 108根钙化根管中,95根根管成功疏通,成功率87.9%;根颈1/3钙化根管疏通率为98.5%,根中1/3钙化根管疏通率80.0%,根尖1/3钙化根管疏通率53.8%。结论锥形束CT与显微超声技术联合使用对疏通钙化根管具有明显效果。

基于显微CT技术的碳纤维复合材料体孔隙率测量

提出了一种基于显微CT技术的碳纤维复合材料体孔隙率测量的新方法,分析了采用显微CT技术测量孔隙率的实验原理,对实验结果进行了图像处理,并统计体孔隙率。实验结果表明,显微CT技术是一种行之有效的碳纤维复合材料体孔隙率测量技术,通过图像灰度进行阈值分割可以清晰地分辨材料内部基体与孔隙,且测量过程中应选择足够大的试样体积,测量值才能真实反映材料内部的体孔隙率。

显微超声技术结合锥形束CT治疗前磨牙复杂变异根管效果分析

目的分析锥形束CT(CBCT)结合显微超声技术治疗前磨牙复杂变异根管的效果。方法回顾性选取2018年1月至2020年1月本院前磨牙复杂变异根管患者100例(100颗牙),依据根管治疗方法分为2组,CBCT结合显微超声技术治疗组(CBCT组),50例(50颗牙),X线片结合显微超声技术治疗组(X线片组),50例(50颗牙),统计分析2组患者的发现、疏通根管情况、临床疗效。结果CBCT组患者的根管发现率98%(49/50)、根管疏通率94%(47/50)均显著高于X线片组76%(38/50)、66%(33/50),差异有统计学意义(P<0.05)。CBCT组患者的治疗成功率94%(47/50)显著高于X线片组66%(33/50),差异有统计学意义(P<0.05),治疗失败率6%(3/50)显著低于X线片组34%(17/50),差异有统计学意义(P<0.05)。结论CBCT结合显微超声技术治疗前磨牙复杂变异根管的效果较X线片结合显微超声技术治疗好。

320排CT在脑膜瘤显微外科手术中的应用

随着影像技术和显微外科技术发展，两者相结合应用于脑部肿瘤的手术取得了良好效果。某些位于特殊解剖部位的颅内肿瘤常常与其周围的血管有着密切的联系，因此术前了解肿瘤与周围血管的关系对于手术的成功及患者的预后是非常重要的。

颞骨显微CT

颞骨内含听觉和平衡觉的终末器官、人体最小的独立骨骼(听骨链),又有面神经等脑神经及颈内动脉穿越,且为侧颅底的重要组成部分,因此颞骨是人体最为复杂的骨骼之一。研究其精细解剖具有重要的临床、教学及科研价值。显微CT的分辨率(micro-CT:5~80μm)位于高分辨率CT(HRCT:~500μm)和CT显微镜(CTM:0.1~10μm)。其成像具有半组织学特点(分辨率高),可对标本反复扫描,不破坏组织结构,在生物材料、骨骼、牙齿等研究应用广泛。研究应用显微CT扫描及三维重建技术对颞骨微细结构进行了详细观察、重建。