显微计算机断层扫描系统(Micro-CT)1980年代初面世,不久之后被用于骨组织研究。随着技术的发展,现代Micro-CT不仅能够呈现骨骼内部三维微观结构,还可实现骨体积分数,骨小梁厚度等定量数据的测量;凭借其无损检测和高分辨率成像的优势,Micro-CT在骨质疏松研究、植入物评估等方向获得广泛应用。
为了对Micro-CT骨分析中骨小梁的常见指标进行说明,本文尝试用图示辅助理解。
BS/TV: 骨表面积和组织体积的比值,单位是 1/mm。
Tb.Sp: 骨小梁分离度(Trabecular separation):是指骨小梁之间的髓腔平均 宽度,单位是mm。Tb.Sp 增加,提示骨吸收增加,可能发生骨质疏松。
Tb.sp:最大球体拟合算法示意
Tb.Th: 骨小梁厚度(Trabecular Thickness),是指骨小梁的平均厚度,单位是mm。 发生骨质疏松时,Tb.Th 值减小。
Tb.sp:Tb.th:最大球体拟合算法示意
Tb.N: 骨小梁数量(Trabecular Number,Tb.N),是指给定长度内骨组织与非骨组织的交点数量,单位是 1/mm。发生骨质疏松时,Tb.N 的值减小。
Tb.sp:Tb.th:TbN:给定长度内骨组织与非骨组织的交点数量
TBPf: 骨小梁模式因子(Trabecular Bone Pattern factor),描述骨小梁连接性的反向指标,单位是 1/mm。连接较多时,TBPf值变小;发生骨质疏松时破损骨小梁较多, TBPf 值增加。
骨小梁破损后,Tb.pf增加
SMI: 结构模型指数(Structure Model Index,SMI),衡量骨小梁板状(plate-like)和杆状(rod-like) 的程度。通常认为,伴随老龄化或相关疾病的出现,骨小梁会发生从板状到杆状的转变。理想的板状骨小梁和杆状骨小梁的 SMI 数 值分别为 0 和 3。在实际应用中,随着板状和杆状骨小梁数量占比的变化,SMI值多在0-3之间,但有时为负数。
板状骨小梁(绿色)、杆状骨小梁(红色)、结点(蓝色)
在具体研究中,不同的部位的样本有自身的特点,并非所有的骨小梁参数都有意义;需参考相关研究和经验进行判断。