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1、基于MicroCT图像豚鼠颖骨三维重建【摘要】目的：通过对豚鼠颖骨的三维重建，并测量其听骨链、耳蜗及半规管等结构，为相关实验研究提供一定的解剖依据。方法：应用MicroCT对豚鼠颖骨的扫描，图像导入mimics软件，三维重建其颖骨解剖结构，并测量。结果：通过三维重建及其测量的结果，获得更多、更精确的实验数据。结论：该方法具备不破坏样本并比传统方法更能减少样本失真，获得等精确的实验数据，三维重建更能反应三维空间特性，对颖骨可视化解剖、动物模型的制作很有意义。【关键词】额骨；MicroCT；mimics；三维重建【中图分类号】R76【文献标识码】A【文章编号】1004-7484(2013)
2、04-0060-01前言豚鼠是耳科学方面实验研究最常用的动物模型之一，目前国内外对于豚鼠颖骨解剖都局限在中耳显微手术研究其解剖结构，其空间位置及周围结构的比邻关系都只是大致的描述，且常规的连续冰冻切片技术不同程度地导致组织的收缩或破损，为了三维重建，每样本必须被拍到，对齐，导入到软件；而磁共振(MR)成像大，并需要有特殊的固定剂，近年来广泛应用的MicroCT弥补了这些缺点。本实验旨在通过对豚鼠颖骨进行MicroCT的扫描，予mimics软件三维重建其听骨链、耳蜗及半规管等结构，并测量，为相关实验研究提供一定的解剖依据。1材料与方法1.1材料标本由广西医科大学动物中心提供的健康白化豚鼠
3、5只（10耳）（二级），标准环境饲养，体重300〜400g,,雌雄不拘，耳廓反射灵敏，鼓膜完整、标志清楚，头颈无病变。麻醉后快速断头取得颅骨并制作成骨标本，于4%多聚甲醛溶液中保存备用。1.2设备与软件1.3方法1.3.1扫描数据MicroCT球管实验前预热时间3min,预热后设置各项参数［管电压：60kvp（kilovoltpeak,千伏峰值）；功率：30W；电流：0.5mA；扫描层厚：20um；探测器叠加模式：6帧叠加，中视野扫描］,对设备进行空扫和暗电流扫描，将颅骨标本进行MicroCT高精度扫描，扫描时保持颅骨左右径与检查平台垂直，开启X-ray开关开始采集数据，用时28min
4、,扫描完成后用MicroCT自带处理软件对数据进行处理，调整窗宽、窗位，主要保留听泡区域，数据保存为标准DIC0M格式文件，获取图像509张。1.3.2三维重建将获得的标准DIC0M格式序列文件导入mimics软件，Thresholding（域值）功能采集灰度，由软件自动生成Mask（蒙板），调整域值，阈值分割、区域增长，逐张比对原图像并修改噪点，重复逐层编辑蒙板、计算轮廓线，保证Mask边缘与各结构边缘的一致，完成图像分割，分别三维重建，调整光顺参数，进行三维图像光顺化处理。修整模型时，选择水平位、冠状位和矢状位结合观察的方式。1.3.3数据测量所得数据采用均数土标准差（土S）表不O
5、2结果2.1听骨链的三维重建2.2耳蜗及半规管三维重建的耳蜗及半规管（图3）。由于MicroCT无法清晰分辩软组织结构，前庭膜无法清晰辨认，所以前庭阶与鼓阶组合在一起，作为一个单一的流体空间。豚鼠耳蜗约4.2回，耳蜗长度是蜗顶到前庭窗的螺旋长度，约22.39mmo耳蜗总的容积约11.37mm3,表面积约55.54mm2o半规管的曲率半径R这么计算[1]：R=[0.5*（高+宽）/2],半规管的高度是前庭窗与半规管弧上离前庭窗最远距离的那个点（半规管腔中心）的直径，而宽度则是垂直于高度测得的半规管的直径。三个半规管中曲率半径最小是水平半规管约3.16mm,其次是上半规管约4.25mm,最
6、长的是后半规管约3.57mm。半规管周长：前庭窗延半规管弧所测得的长度。从前庭窗沿半规管弧测得总长度，虽然这条线不会产生一个完美的圆，我们用这个测量结果做半规管的圆周长度，周长最长的是后半规管约13.28mm,其次是上半规管约11.21mm,最短的是水平半规管约10.03mm。计算每一个半规管腔的横截面面积的均值是沿半规管取每1.0毫米测横截面积的总的平均值计算所得，水平半规管、后半规管和上半规管横截面积分别约0.12mm2.0.09mm2.0.16mm2,三个半规管的平均横截面积相差不大。半规管与前庭部分总的容积约7.51mm3,而此部分的表面积约41.48mm2o3讨论豚鼠由于其颖
7、骨结构与人类相似，广泛应用于耳科实验中，常用来作以下动物模型：半规管阻塞、前庭药物毒性实验、内淋巴水肿、分泌性中耳炎、病理生理研究、不张性中耳炎等。在本实验中，本文研究结果进一步完善了豚鼠颖骨解剖数据，可以帮助和指导准确定位豚鼠颖骨结构，这些数据及可视化三维形态学可以构建更多的动物模型，为进一步研究豚鼠耳科学动物模型提供三维解剖学参考。参考文献：[1]Spoor,F.,Zonneveld,F,Comparativereviewofthehuma
