脊椎骨里的“笑脸表情包”

2021-07-16 15:13:36, ZZ 天津三英精密仪器股份有限公司

为了让课程通俗易懂，四川农业大学《动物解剖及组织胚胎学》的授课老师黄超，将课程内容与生活中的细节相联系，还向同学们展示人类颈椎表情图。其中有“寰椎的惊讶”、“枢椎的憨笑”、“第五颈椎的微笑”、“第七颈椎的坏笑”……

（图片来自网络）

小编很好奇在micro CT扫描中，这些笑脸会是什么样子？我们选择了一段羊的脊椎骨放入CT设备中进行扫描，在得到的几百张切片图中，挑选出一张“萌萌的大笑脸”。

羊脊椎骨的micro CT扫描切片图

在骨骼的研究中，micro CT的应用比较普遍，我们选择小尺寸的CT数据介绍数据分析的流程：

Step1. 获得CT三维体数据

骨骼CT三维渲染图

骨骼CT切片图

（局部放大）

Step2. 对图像进行二值化处理，区分出骨组织和髓腔

切片图二值化处理

Step3. 进行骨骼相关参数的计算

BV：Bone Volume，骨体积，是指感兴趣区域内，被定义为骨组织的体积，通常单位是mm³

TV：Total/Tissue Volume，总体积，是指感兴趣区域的总体积，通常单位是mm³

BS：Bone Surface，骨表面积，是指骨组织的总表面积，通常单位是mm²

BV/TV：骨体积分数，可直接反应骨量变化情况，单位是%

BS/BV：表示单位体积骨组织的面积大小，单位是mm^-1

BS/TV：称为骨表面积密度，可间接反映骨量多少，单位是mm^-1

Tb.Th：Trabecular Thickness，骨小梁的平均厚度，单位是μm。当发生骨质疏松时，Tb.Th的数值减小。

骨小梁的厚度分布

Tb.Sp：Trabecular Separation/Spacing，骨小梁之间髓腔的平均宽度，单位是μm。当发生骨质疏松时，Tb.Sp的数值增大。

髓腔的宽度分布

DA：Degree of Anisotropy，各向异性的程度，用于评价骨小梁的方向性和对称性。在骨质疏松初期，承重骨小梁的DA通常增加，随着骨质疏松的加剧，DA会减小。

对我们选择的小尺寸骨骼区域，经过软件计算，骨骼参数数值如下：

目前，随着人口老龄化的加剧，骨质疏松症及其并发症已经成为危害人类健康重大疾病。骨质疏松导致骨强度下降的机制不仅是骨量下降，而且是骨小梁微结构破坏、皮质骨多孔性改变及总骨量降低等综合导致。micro CT不仅能够获得整体骨量的变化，还能获得骨骼内部骨小梁骨微结构的定量指标，进而将骨小梁微结构指标、皮质骨指标及骨量结合起来，综合评价骨强度和骨量在骨质疏松症发生和发展中的作用。