顯微CT

顯微CT

顯微CT(micro computed tomography,微計算機斷層掃描技術),又稱微型CT、小動物CT,是一種非破壞性的3D成像技術,可以在不破壞樣本的情況下清楚了解樣本的內部顯微結構。它與普通臨床的CT最大的差別在於解析度極高,可以達到微米(μm)級別,因此具有良好的“顯微”作用。小動物CT可用於醫學、藥學、生物、考古、材料、電子、地質學等領域的研究。

簡介

顯微CT(microcomputedtomography,微計算機斷層掃描技術),又稱微型CT、小動物CT,是一種非破壞性的3D成像技術,可以在不破壞樣本的情況下清楚了解樣本的內部顯微結構。它與普通臨床的CT最大的差別在於解析度極高,可以達到微米(μm)級別,因此具有良好的“顯微”作用。小動物CT可用於醫學、藥學、生物、考古、材料、電子、地質學等領域的研究。

原理

CT利用了的原理是當X-射線透過樣本時,樣本的各個部位對X-射線的吸收率不同。X-射線源發射X-射線,穿透樣本,最終在X-射線檢測器上成像。對樣本進行180°以上的不同角度成像。通過計算機軟體,將每個角度的圖像進行重構,還原成在電腦中可分析的3D圖像。通過軟體:觀察樣本內部的各個截面的信息;對樣本感興趣部分進行2D和3D分析;還可以製作直觀的3D動畫等。

結構造型

樣品靜止,X線球管和探測器運動:這種結構和臨床螺旋CT一致,球管繞樣品旋轉。掃描速度快,射線劑量小,空間解析度較低。
樣品運動,X線球管和探測器固定:樣品在球管和探測器之間自旋,並可做上下和前後移動。掃描速度較慢,射線劑量大,空間解析度高,目前中科愷盛的Micro-CT採用的也正是這種結構,不但可以進行活體樣本掃描也能進行離體樣品的掃描。

套用領域

能夠在不破壞樣品的情況下,對活體小動物(如小鼠、大鼠、兔子等)、骨骼、牙齒和各種生物材料進行高解析度X射線成像。既可對活體小動物進行如腫瘤等軟體組織的動態觀察,也可對小動物進行骨骼疾病方面的研究。中科愷盛的骨參數數據分析軟體中包括多達16項(如BMC、TMD、BV、Yb.N、Tb.Th等)的骨參數分析,還可用於各類藥效評價與新藥開發。
 骨骼。骨骼是MicroCT最主要的套用領域之一,其中骨小梁又是主要研究對象。骨松質和骨皮質的變化與骨質疏鬆、骨折、骨關節炎、局部缺血和遺傳疾病等病症有關。目前,MicroCT技術在很大程度上取代了破壞性的組織形態計量學方法。
 牙齒及牙周組織。能夠從3D整體結構出發,對根管形態改變、齲齒破壞、牙組織密度變化、牙槽骨結構和力學特性的變化等情況進行研究。
生物材料
 生物材料。例如,分析體外製備仿生材料支架的孔隙率、強度等參數,最佳化支架設計;掃描需要置換的組織樣品,獲取三維圖像後輸出為STL檔案進行快速成形(CAD/CAM),等等。
 疾病機制研究。例如,研究不同基因或信號通路對骨骼的數量或質量的影響,疾病狀態對骨骼發育/修復的影響,評價高脂血症對心臟瓣膜鈣化的影響,細胞因子對骨折後組織修復時血管生長的影響,等等。
 新藥開發。例如,研究新的骨質疏鬆藥物藥物及療效評價,MicroCT已經稱為一種重要的臨床前檢測技術。
 其它。微型器件的質檢和探傷,建築材料內部孔隙度、連通度和滲透性分析,珠寶的真偽識別和最佳切割方案設計,以及化石結構分析等。

實驗圖片

山羊腰椎骨顯微CT掃描
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腫瘤轉移顯微CT掃描
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