大鼠皮肤创伤愈合瘢痕的三维重建和体积定量

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1、大鼠皮肤创伤愈合瘢痕的三维重建和体积定量作者：李幼忱，李志，刘杰，王德文，姜志国，马俊杰，高亚兵，左红艳，康悦【摘要】目的对大鼠皮肤创伤愈合形成的瘢痕进行三维重建和体积定量，探索其在创伤愈合实验研究瘢痕评价中的应用。方法m的圆形全层皮肤缺损。术后1个月取愈合区皮肤常规固定，制备等距连续石蜡切片（切片间距为200μm），HE染色。光镜下采集组织学照片，依据瘢痕的形态学特征圈定瘢痕图像。利用ImagingSur3D专用计算机软件对瘢痕进行三维重建和体积计算。结果每份标本获得含瘢痕组织的等距连续切片15～20张，经三维

2、重建得到愈合组织中瘢痕的立体形态，似呈残存树桩样，中央较大，周边呈不规则根状伸入正常真皮。瘢痕平均体积为4.292±1.009mm3。结论三维重建技术重现了皮肤创伤愈合中瘢痕的真实形态，获得的体积参数可作为创伤愈合实验研究中瘢痕评价的定量指标。【关键词】创伤愈合；瘢痕评价；三维重建；体积定量Abstract:ObjectiveThepurposeofthisstudyensional(3D)reconstructionandvolumequantitativeestimationofscarformedinexp

3、erimentalstudiesofskinmindiameter)onthafteroperation,samplesincludingscarbedded.Histologicalserialparaffinsections(200μmapart)agedusingamicroscopeanddigitalcameralinkedtoapersonalputer.ThescarimageagingSur3Dsofteestimation.ResultsFifteentoteachsampleeestimati

4、on.Thespatialarrangementofthescarlookedlikeastumpofatreealdermis.Theaveragevolumeofascarm3.ConclusionThisstudydemonstratesthe3Dshapesofthescarintheskinandprovidesquantitativevolumedataofscar,makingabetterscarassessmentscaleinexperimentalstudiesofskinent;three

5、dimensionalreconstruction;volumequantitation成体皮肤全层损伤最终以瘢痕愈合，不但带来美容问题，严重者可引起局部功能障碍。因此，如何减少皮肤创伤愈合中的瘢痕形成和对已有瘢痕的治疗研究是创伤愈合研究的重要组成部分，其方法和手段涉及物理（激光、放射）、化学（药物）和生物技术（生长因子、干细胞）等多项领域。如何准确地评价各种治疗方法的有效性，其中对瘢痕的定量评价至关重要［1］。目前使用较多、较为成熟的瘢痕评价方法是通过对瘢痕的色泽、厚度和韧性进行半定量评分或定量测量，以间接反映

6、瘢痕量，多用于临床研究［2，3］。有关瘢痕绝对定量的方法报道较少。本研究利用通过二维平面信息获得三维立体参数的体视学原理，以创伤愈合病理学所见为基础，结合计算机图像处理技术，对大鼠背部皮肤创面愈合中形成的瘢痕进行三维重建和瘢痕体积计算，旨在为创伤愈合实验研究寻找一项较为客观的瘢痕定量评价指标。1材料和方法[*2]1.1动物实验和组织切片的制备g/kg戊巴比妥钠腹腔注射麻醉，背部去毛。沿直径8mm的圆形边界剪切，致皮肤全层缺损，创面暴露，单笼饲养。术后一个月处死动物，切取含有完整愈合组织的全层皮肤，贴于滤纸上，置10

7、%中性福尔马林液固定，常规石蜡包埋。制片时从第一张含有完整皮肤组织切面的切片开始收集，每隔200μm获取一张，连续编号，至组织块完全切完为止。常规HE染色。1.2图像资料的获取光镜下（4倍物镜）拍摄HE染色组织学照片，视野中尽可能包含完整的愈合区域，如超过一个视野，通过平移视野连续拍摄数张。在Photoshop软件中，将同一切面中的所有视野准确对接，获得完整的皮肤愈合切面。通过瘢痕组织的病理学特点，勾画出切面中的瘢痕范围，剪切并另存获得一张完整的瘢痕图像。1.3三维重建和体积计算获得的等距连续瘢痕图像经北航图像分析

8、中心自主研发的ImagingSur3D三维重建软件处理，获得瘢痕的三维立体形态。根据体视学原理，将一个不规则物体平行切割，当分割间距达到足够小，每一单元可近似为柱体，单元体积为截面积乘以分割间距，则该不规则物体的体积为各单元体积之和，即所有截面面积之和乘以截面间距。根据此原理编写相应程序，利用上述获得的图像资料，计算出每一份皮肤愈合组织中的瘢痕体积量。2结