显微CT旋转步长对牛腰椎松质骨重建图像及数据的影响  

The effect of micro-CT rotating step on reconstructed image and data of bovini lumbar cancellous bone

作　　者：陶剑锋[1] 赵丹慧[1] 吴成爱[1] 綦慧[1] 王宏刚[1] 王娜[1] 

机构地区：[1]北京市创伤骨科研究所,北京市新街口东街31号100035

出　　处：《中国脊柱脊髓杂志》2012年第9期829-834,共6页Chinese Journal of Spine and Spinal Cord

基　　金：北京骨科疾病临床数据和样本资源库建设(编号:D090507046410009)

摘　　要：目的：探讨显微CT对牛腰椎松质骨扫描时不同旋转步长对扫描时间、磁盘占用、重建图像质量及骨形态计量学数据的影响，为松质骨扫描设定旋转步长提供实验依据。方法：取牛同一腰椎的8块矩形离体松质骨，尺寸为4X2X2mm，依次设定旋转步长为0．25°、0．30°、0．40°、0．50°、0．75°、1．0°、1．5°、2．0。进行显微CT扫描，将步长0．25。设为对照组，比较其他7个步长组的三维重建图像质量、扫描时间、占用磁盘空间情况；分析骨体积（bonevolume，BV）、骨表面积（bonesurface，BS）、骨表面积密度（bone surface／volume ratio，BS／BV）、板状骨小梁厚度[trabecular thickness（platemodel），Tb．Th（p1）]、板状骨小梁分离度[trabecular separation（platemodel），Tb．Sp（p1）]、板状骨小梁数量[trabeeularnumber（platemodel），Tb．N（p1）]、杆状骨小梁直径[trabecular diameter（rodmodel），Tb．Dm（rd）1、杆状骨小梁分离度[trabecular separation（rod model），Tb．Sp（rd）]、杆状骨小梁数量[trabecularnumber（rodmodel），Tb．N（rd）1、骨小梁模式因子（trabecular bone pattern factor，TBPf）共10项骨形态学参数的统计学差异。结果：与步长0．25。组比较：（1）步长0-30。1．5。的6组三维重建图像质量有不同程度的降低，但骨小梁结构清晰可辨，仍可较好反映松质骨标本的解剖学特征，而步长2．0。组骨小梁结构模糊，图像质量明显下降；（2）随着旋转步长的增大扫描时间、磁盘占用均呈线性降低；（3）骨形态计量学10项数据分析表明，步长0．30°、0．40°组各项数据与步长0．25°组比较均无统计学差异（P〉0．05），BV值自步长2．0。组出现统计学差异（P〈0．05），Tb．Sp（rd）、TBPf值自步长O．50。组出现统计学差异（P〈0．05），BS、BS／BV、Tb．Th（p1）、Tb．Sp（p1）、11）．N（p1）、Tb．Dm（rd）、TbObjectives： To explore the effects of rotation steps on the scanning time, disc occupation and the image reconstruction of micro computed tomography（micro-CT） under the same scanning distinguishability and to investigate the extent of this effect on the data of bone morphometry after image reconstruction. Methods： 8 fresh isolated lumbar cancellous bones from bovini with the same size were selected, the rotation steps of 0.25°, 0.30°, 0.40°, 0.50°, 0.75°, 1.0°, 1.5°, 2.0° were chosen under the same scanning distinguishability, 0.25° was used as reference control and compared with the other rotation steps with respect to 3D images of bone trabecula, scanning time and disc occupation, statistical analysis on bone morphology. The parameter data included： bone volume（BV）, bone surface（BS）, trabecular thickness（plate model）[Tb.Th（pl）], trabecular separa- tion（plate model）[Tb.Sp（pl）], trabecular number（plate model） [Tb.N（pl）], trabecular diameter（rod model）lTb.Dm （rd）], trabecular separation（rod model）[Tb.Sp（rd）], trabecular number（rod model）[Tb.N（rd）], trabecular bone pattern factor（TBPf）. Results： Rotation step of 0.25° was the control group. （1）The image quality was decreased from 0.30° to 1.5°, but the structure of trabecula was still well captured, and the characters of cancellous bone were also clearly observed. When the rotation step increased to 2.0°, the structure of the trabecula could not be clearly captured. （2）With the increasing of rotating steps, scanning time and disc occupation showed linear decline. （3）The data of bone morphometry indicated as following： no significant differences were noted between 0.30° and 0.25°（P〉0.05）, or between 0.40° and 0.25°（P〉0.05）; but for all results： significant difference was found for BV from 2.0°（P〈0.05）, for Tb.Sp（rd） and TBPf from 0.50°（P〈0.05）, and for BS, BS/BV, Tb.Th（pl）, Tb.Sp（pl）, Tb.N（pl）, Tb.Dm（rd） and Tb.N（rd

关 键 词：显微CT 旋转步长 三维重建图像 骨形态计量数据 牛 

分 类 号：R681.5[医药卫生—骨科学] R814.42[医药卫生—外科学]