Lugol's iodine增强Micro-CT成像评估口腔鳞状细胞癌切缘状态的研究

目的:本研究拟使用Lugol's iodine增强Micro-CT成像三维评估口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)切缘状态。方法:本研究共收集68例人OSCC组织样本,所有样本经3%Lugol's iodine染色12 h后行Micro-CT扫描(层厚为50μm)。随后将经Lugol's iodine染色后的样品行常规苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色切片(厚度为4μm),制作数字化病理切片。分别测量影像图像和病理图像的黏膜切缘(mucosal margin,MM)和深部切缘(deep margin,DM)。结果:Lugol's iodine增强Micro-CT成像可以在三维空间中清晰区分肿瘤边界,且Micro-CT成像相较于二维病理切片,可以更准确地测量MM和DM,发现阳性切缘及临界切缘。结论:Lugol's iodine增强Micro-CT成像可以全面评估OSCC切缘,提供更全面、更清晰的肿瘤边缘信息,指导临床治疗方案选择和预后评估。

宽场光学相干断层成像系统的三维显微成像

宽场相干断层成像技术(WFOCT)具有提高OCT系统的扫描速率和实现高分辨率的三维显微技术等优点,成为当前研究的热点。本文阐述了WFOCT的基本原理,利用八步移相法重建出玻璃物体微细结构的断层图像,研究了宽场OCT系统对玻璃材料的纵向分辨率和探测深度,其中探测深度可达3.3mm。在获得多幅断层图像的基础上,利用VC6.0和OpenGL混合编程,采用移动立方体(MC)算法重建出玻璃物体微细结构的三维图像。实验结果表明,WFOCT系统不但能够在生物组织检测等医学方面得到应用,而且对反射率较高的物体能够完成三维形貌显微成像探测和深度探测。

基于投影补偿的显微计算机断层成像空间分辨率增强

显微计算机断层成像(CT)可以通过提高投影放大比来提高成像空间分辨率,但是对于一定尺寸的工件,随着放大比的增大容易引起投影截断,导致投影数据不完备,重建的图像存在伪影和衰减系数漂移。提出了一种投影补偿的方法来补全截断的投影数据。该方法对工件执行高放大比和低放大比两次扫描成像,其中低放大比下的投影数据没有被截断。在低放大比下执行低分辨率图像重建,将重建的CT图像数字放大并重投影以得到与高放大比下投影数据相匹配的截断投影的估计值。将估计出的截断投影与高放大比下的投影组合并进行滤波反投影重建,得到空间分辨率局部增强的显微CT图像。仿真结果和实验结果均验证了该方法的有效性。

同步辐射显微断层成像监测口腔骨植入材料置入体内后的生物相容性及定量分析:随机对照动物实验方案

背景:目前骨缺损修复的主要方式是在缺损区充填骨替代材料,为了解骨缺损修复效果,需深入了解骨替代材料植入后骨缺损微细结构改变。同步辐射显微断层成像技术(SR-μCT)可以在不用切片、染色的情况下,进行高衬度分辨率、高空间分辨率的显微三维成像,有极高的科研及临床应用价值。目的:探讨在口腔医学检查中应用SR-μCT对骨结合微米级检查的可行性。方法:实验为随机对照动物实验,在中国天津,天津市第五中心医院完成。取24只雄性新西兰大白兔制备下颌骨缺损模型,随机分为4组,分别在缺损区植入自体骨、Bio-oss骨粉、β-磷酸三钙骨粉,阴性对照组不植入任何材料。术后2,4,8周取材(包括缺损区及周围部分正常骨组织),行SR-μCT检查,之后制成组织切片行组织病理学检查,从多角度观察不同种类骨移植材料的骨修复情况。实验方案经天津市第五中心医院伦理委员会批准。新西兰大白兔的实验操作和取材遵循《关于善待实验动物的指导性意见》规定,并与美国国立卫生与健康研究院的指南一致。结果与结论:实验证实了SR-μCT能在不破坏样品的情况下,完成对骨结合及新生骨微观的观察,得到骨体积、骨小梁数目及骨密度等的更准确的定量数据。因此,通过SR-μCT能全面分析骨植入材料置入体内后的生物相容性反应,深入了解不同种类骨移植材料在骨缺损处微米级结构改变,可为提高骨缺损愈合的效果提供实验依据。

基于X射线相衬显微断层成像的真皮纤维架构表征

越来越多的研究表明,皮肤中的组织液可以沿纤维轨道长程流动。这种以纤维丝为轨道的液体流动与真皮层和皮下组织层的纤维骨架有关,而其中的三维纤维骨架结构尚未得到表征。利用上海同步辐射光源BL13W1线站的X射线相衬显微断层成像技术,得到了真皮层和皮下组织层内部的三维纤维骨架结构,结合计算机图形处理技术,成功表征了人体皮肤中的三维纤维骨架结构,发现真皮层中的纤维骨架具有长程有序且与真皮深度紧密联系的分布特征。为理解皮肤中组织液的长程流动现象提供了一种高分辨率的表征方法。

同步辐射X线显微断层成像在兔膝骨关节炎软骨及软骨下骨三维成像中的应用研究

目的:探讨同步辐射X线显微断层成像(synchrotron radiation X-ray microtomography,SR-μCT)技术在兔骨关节炎(osteoarthritis,OA)模型软骨-软骨下骨复合体成像分析中的应用价值,探讨OA进展过程中的软骨和软骨下骨变化。方法:将10只健康的6个月龄雄性新西兰大白兔随机分为实验组(改良Hulth法建立OA模型)和对照组(只打开关节腔不作任何处理)2组,每组5只,12周后处死,取膝关节胫骨内侧平台负重区软骨-软骨下骨复合体标本,经甲醛溶液固定、乙醇梯度脱水后行SR-μCT扫描,扫描后将原始投影图像行相位恢复、切片重构及三维重建后分析SR-μCT软骨细胞图像,观察比较软骨下骨形态结构和骨小梁微结构形态测量学指标。结果:SR-μCT重建图像可以清晰显示软骨细胞、软骨陷窝及其排列方式。对照组软骨细胞排列整齐,分布均匀;软骨表面光滑;实验组软骨细胞排列紊乱,可见软骨下裂隙,软骨表面毛糙、纤维化。对照组软骨下骨结构完整,骨小梁分布均匀;实验组软骨下骨小梁变薄,局部剥脱。骨小梁微结构形态测量学指标表明,实验组的骨体积分数(bone volume fraction,BVF)及骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)[(26.64±1.64)%及(80.55±5.51)μm]均小于对照组[(39.00±2.28)%及(102.12±8.02)μm],差异有统计学意义(P<0.05)。结论:SR-μCT检查可在细胞层面上对软骨-软骨下骨复合体进行观察分析,而软骨退变及软骨下骨重塑在在OA进展中均有重要作用。

锥形束显微CT技术在颞骨成像中的应用及发展

颞骨及其内部中、内耳结构细小复杂,各种颞骨疾病如先天性中耳畸形或中耳炎症等都可能导致不同程度的听力损失,认识颞骨内结构的精细解剖是疾病诊疗的第一步。显微计算机断层成像技术是一种新兴影像技术,分辨率达微米量级,可得到颞骨活体或标本的中、内耳结构,较目前临床CT观察到更加精细的中、内耳结构以及复杂的毗邻关系,尤其为认识中耳生理、病理传声机制提供帮助。

共焦扫描显微成象的光学断层平面分辨率与信噪比之间的关系

在 Fried的一维分辨度理论的基础上 ,系统地讨论了光学成象系统两维分辨率与信噪比之间的定量关系 ,并以反射式共焦显微成象为例 ,建立了实际显微成象系统分辨率的定量计算方法 .

快速三维荧光显微成像技术的研究进展(特邀)

荧光显微成像具有高分辨率、高灵敏度、高分子特异性以及非介入性的优点,可以在微米乃至纳米尺度下表征样本的形态学与分子功能学信息,成为了生命科学研究的重要工具。随着微观生物学研究的不断深入,荧光显微成像被期待能够动态且立体地观测微观生物结构与分子事件。文中系统性地梳理了近年来快速三维荧光显微成像技术的研究进展,包括点扫描式成像、宽场成像与投影断层成像在提高成像速度、拓展成像维度以及增强成像质量等方面的主要技术手段、改进策略与代表性研究成果,并展望了快速三维荧光显微成像技术的未来挑战与发展前景。

基于μMRI生物力学建模评估股骨近端微结构力学行为

目的建立并验证一种基于显微磁共振成像(micro-magnetic resonance imaging,μMRI)和微结构分割无创评估股骨近端微观力学行为的生物力学建模方法。方法首先,对股骨样本进行μMRI扫描,基于分区域图像处理的方法分割骨微结构,建立μMRI微有限元模型(μMRI模型),模拟侧向跌倒姿态进行有限元分析,计算应力和应变。其次,借助显微CT(μCT),验证μMRI图像分割骨微结构的准确性;基于μCT构建有限元模型(μCT模型),验证μMRI模型计算结果的准确性。最后,通过模拟侧向跌倒的离体力学加载实验和应变片测量,验证μMRI模型计算骨表面应变的准确性。结果μMRI与μCT模型计算得到的骨微结构参数BV/TV显著相关(r=0.89,P<0.05),μMRI模型和μCT模型计算得到的最大和最小主应力/主应变百分位数高度相关(R^(2)>0.9)。μMRI模型计算得到的应变与力学实验测量的应变高度相关(R^(2)=0.82)。结论基于μMRI分割骨微结构建立的股骨近端微有限元模型可较为准确地表征股骨近端微观力学行为,研究结果为在体无创评估髋部股骨微结构退变和骨质疏松性骨折风险提供了重要工具。

《口腔显微成像技术》出版发行

内容简介:口腔医学实验技术指导系列丛书由四川大学口腔疾病研究国家重点实验室专家教授编写,邀请了国内外该领域的学者参与。本套丛书一共6册,分别是《口腔微生物学实验技术指导》《口腔分子生物学实验技术指导》《口腔免疫学实验技术指导》《牙颌面发育与再生实验技术指导》《口腔疾病动物模型复制技术指导》《口腔显微成像技术指导》。本书以口腔医学实验研究中涉及的实验技能、实验关键环节、需要注意的事项等为主要内容组织撰写,培养标准技术、规范操作,系统地介绍了现代口腔显微成像技术。全书分为10章,包括概论、数字图像处理基础、电子显微成像、X射线成像、计算机断层成像、磁共振成像、放射性核素成像、化学发光成像、3D打印成像、显微成像分析系统等。

《口腔显微成像技术》出版发行

书籍名称:《口腔显微成像技术》主编:廖玍、于海洋出版社:人民卫生出版社出版时间:2022年6月内容简介:口腔医学实验技术指导系列丛书由四川大学口腔疾病研究国家重点实验室专家教授编写,邀请了国内外该领域的学者参与。本套丛书一共6册,分别是《口腔微生物学实验技术》《口腔分子生物学实验技术》《口腔免疫学实验技术》《牙颌面发育与再生实验技术》《口腔疾病动物模型复制技术》《口腔显微成像技术》。《口腔显微成像技术》以口腔医学实验研究中涉及的实验技能、实验关键环节、需要注意的事项等为主要内容组织撰写,培养标准技术、规范操作,系统地介绍了现代口腔显微成像技术。全书分为10章,包括概论、数字图像处理基础、电子显微成像、X射线成像、计算机断层成像、磁共振成像、放射性核素成像、化学发光成像、3D打印成像、显微成像分析系统等。

不同牙体修复材料与Ⅱ类洞龈壁适合性的显微CT观察

目的:使用显微CT观察不同牙体修复材料用于Ⅱ类洞充填修复时材料与龈壁的适合性。方法:选择人离体前磨牙18颗,制备邻牙合面Ⅱ类洞,随机分为6组进行分层充填。使用6种材料作为龈壁层材料,包括4种注射式充填材料:Beautifil Flow Plus F00(F00)、Beautifil Flow F10(F10)、Filtek Z350 Flowable(Z350F)和FujiⅡLC CAPSULE(Fuji),以及2种膏体状填压式充填材料:BeautifilⅡ(BF)和Filtek Z350(Z350)。将充填修复后离体牙进行显微CT扫描和三维重建,分析龈壁层充填体-牙齿界面孔隙体积和分布。孔隙体积采用Jonckheere-Terpstra非参检验方法进行统计分析。结果:龈壁层充填体-牙齿界面孔隙体积(mm3)由小到大依次为:Z350F(0.000 15)、F10(0.000 39)、F00(0.012)、Fuji(0.070)、Z350(0.16)和BF(0.20),Z350F/F10组与Fuji/Z350/BF组差异具有统计学意义(P<0.05)。孔隙分布结果显示,绝大多数孔隙位于窝洞的点线角。结论:龈壁层充填体-牙齿界面孔隙主要位于窝洞点线角,高流动注射式充填材料可以有效减少界面孔隙的产生。

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。

共聚焦激光显微内镜在上消化道疾病中的应用新进展

近年来内镜的发展得到了很大的提升，其中共聚焦激光显微内镜（confocal laser endomicroscopy，CLE）是目前国际上最新的内镜技术之一。它在传统电子内镜的基础上集成了共聚焦激光显微成像系统，可将内镜图像放大1000倍左右。同时，它可对黏膜进行一定深度的断层扫描成像，观察腺体、细胞核微血管的显微结构，有助于内镜下作出组织学诊断并指导靶向活检。

活体光学投影断层成像系统与应用

光学投影断层成像（Opticalprojectiontomography，OPT）技术可以对1—10mm尺度的低散射生物样本进行激发成像，具有微米级的空间分辨率、无辐射、成本低等特点，为小尺寸生物样本的高分辨率三维成像提供了一种新的手段．OPT最早通过对离体生物组织如小鼠胚胎、小鼠器官等成像，进行药物疗效评估、基因表达等研究，但是离体成像不能动态、完整地反映生物组织的变化，因此活体成像技术逐渐成为OPT领域的研究热点．本文详细介绍了我们自主研发的活体OPT系统，该成像系统以准直激光器为光源单元，高精密移动和旋转电控平台为样本定位单元，低温电子倍增fElectronmultiplying，EM）CCD探测器为采集单元，实现了针对果蝇蛹等小模式动物的活体三维成像．该系统的空间分辨率优于10肛m，成像视野1～10mm，扫描时间小于2min，重建时间小于5S．最后，本文通过果蝇蛹的三维活体成像实验展示该系统的操作流程、成像结果和初步的生物应用．

基于Micro-CT光机X射线源的单晶LaB_6阴极的制备及其性能研究

本文采用电化学腐蚀方法和聚焦离子束技术制备了单晶LaB_6针尖,借助电子扫描电镜对针尖进行微观形貌分析。在此基础上,研制热解石墨径向夹持直热式单晶La B6阴极,对其发射性能及其在Micro-CT应用进行研究。研究表明,单晶LaB_6阴极能够产生高亮度的电子束,提高了X射线亮度,提升了Micro-CT图像质量。

经乙状窦后入路三叉神经微血管减压术125例临床分析

目的总结微血管减压术治疗三叉神经痛的临床经验。方法术前对125例三叉神经痛患者进行磁共振断层血管成像(MRTA)检查,手术时经乙状窦后锁孔入路,在神经出脑干区寻找责任血管,进行神经、血管的充分游离减压,血管与脑干间置入Teflon棉。结果术后125例三叉神经痛患者中,121例术后疼痛消失或明显减轻;4例术后症状无明显改善,经射频治疗后疼痛消失。121例随访1￣7年,2例两年后复发,总有效率95.2%,其余均无疼痛发作。术后2例出现颅内感染,无永久性并发症出现。结论头颅MRTA检查有助于术前判断责任血管与神经的关系,手术时在神经出脑干区发现责任血管并进行充分游离减压是手术成功的关键。

透射式微焦点X射线源钨-金刚石靶材的制备及其性能研究

本文采用磁控溅射镀膜技术制备了钨-金刚石透射靶材,借助电子扫描电镜对靶材的钨薄膜进行微观形貌分析。同时借助YXLON光机,研究自制靶材在X射线出射率及其产生X射线所需消耗功率和寿命等性能,并与YXLON原带靶材进行性能比较。研究表明,采用磁控溅射制备的钨薄膜与YXLON靶材上的钨薄膜具有相似的表面形貌;在YXLON光机相同工作条件下,自制靶材的X射线出射率略高于YXLON原带靶材的X射线出射率的1%,二者辐射X射线所需的功率相差无几,自制靶材的寿命要长于YXLON靶材的。这表明自制钨-金刚石靶材能够满足微焦点射线源所需的高质量靶材的应用要求。