兔下肢淋巴水肿模型微米级三维成像:基于同步辐射类同轴技术的可行性

背景:目前国内外应用类同轴相位衬度技术对生物组织的成像多为多血管成像,很少有对淋巴管的成像研究.另外对淋巴水肿常规影像学检查的分辨率为毫米级,不利于早期诊断,而类同轴相位衬度成像技术可以实现对软组织的微米级成像.目的:利用类同轴相位成像技术实现对兔下肢淋巴水肿模型的微观成像,以观察早期水肿的病变程度.设计、时间及地点:样本于2009-05/06在首都医科大学医学图像实验室制作完成,成像实验于2009-06在上海光源BL13W1线站完成.材料:采用5只新西兰兔制备下肢淋巴水肿模型.方法:利用淋巴结根治术实现实验动物的下肢淋巴水肿,应用类同轴相位衬度CT实现对实验样本的投影成像.对所得投影数据利用滤波反投影法、表面绘制技术进行三维重建.主要观察指标:淋巴管的病变程度,管壁厚度变化.结果:利用同步辐射光相位衬度成像技术得到的下肢淋巴水肿三维衬度图像可以明显的观察到淋巴管道有扩张、弯曲、变形现象发生,并可清晰地观察到淋巴管和静脉血管为促进淋巴回流所支生的细小侧支.结论:利用同步辐射类同轴相衬成像可以实现对淋巴水肿模型的微米级成像,并可观察到样本的早期病变,对临床诊断有一定的意义.     

衍射增强技术应用于医学成像的实验研究

目的本实验通过各类样品的DEI成像，获得衬度及分辨率，并与常规吸收成像比较，对衍射增强成像（DEI）方法进行分析和评价。方法在北京高能物理研究所同步辐射装置（BSRF）形貌站（4W1A束线）上，取人及动物脏器在摇摆曲线上进行扫描，并与常规吸收像进行比较，通过显微放大法获得分辨率。结果不同组织之间存在不同的衍射增强，DEI均显示较好的衬度和分辨率，图像分辨率达到微米级，并且扫描位置对图像显示具有较大影响。结论DEI从相位衬度角度进行成像，极大地改进了成像质量，理论上来说是安全的，有望运用于临床。     

同步辐射技术应用于冠状动脉成像的实验初探

目的比较衍射增强成像（DEI）和单色光成像两种方法冠状动脉成像效果,评价同步辐射方法在冠状动脉成像上的意义。方法DEI装置及白光成像装置下,分别对大鼠心脏进行成像,在DEI成像时,采用离体心脏样品;在单色光成像时,采用活体大鼠,并静注60%碘造影剂1ml,迅速采集图像,以图像衬度和空间分辨率作为评价指标。结果两种方法均能显示大鼠的冠状动脉。虽然DEI不用造影剂,从成像效果上来说稍差于单色光技术效果,但两种成像方法获得的图像没有显著性差异。结论DEI用于冠状动脉成像是可行的,但受成像条件和方法的限制,同步辐射的优良特性尚未得到充分利用。     

同步辐射装置(BSRF)上的衍射增强医学成像实验

目的：利用衍射增强成像（DEI）技术成像机制的特异性，进行医学样品的成像研究，并进行分析评价。方法：使用衍射增强成像（DEI）技术对肝、肾样本进行成像，通过显微放大法获得图像分辨率，并对摇摆曲线上的不同位置成像结果进行分析，与病理和常规吸收像图像进行比较。结果：获得的成像具有较高的分辨率、可以显示更多的微细结构，摇摆曲线上的不同位置对成像具有较大的影响。结论：DEI对样品，尤其是弱吸收组织（软组织）显示具有较强的特异性，可望在临床上具有广阔的应用前景。     

兔股骨头软骨缺损同步辐射X线相衬成像研究

目的采用同步辐射X线相衬成像技术进行兔股骨头软骨组织缺损的观察.方法取新西兰大白兔双侧股骨头,一侧制成软骨缺损,对侧股骨头未缺损作为对照.以同步辐射宽带光对股骨头进行类同轴全息相衬成像.所有标本行普通X线成像以对比观察.结果同步辐射相衬X线成像技术可见清晰的50 μm左右软骨微缺损.结论同步辐射相衬X线成像技术可检测到普通X线成像技术无法检测到的软骨微缺损,并可进一步分析病变的细微结构.     

比较同步辐射衍射增强与同轴技术小鼠肾脏成像

目的 通过评价同步辐射相位衬度成像技术在小鼠肾脏微细结构的成像过程,比较同轴成像技术(IOXI)与衍射增强成像(DEI)的差异,探索相位成像技术的应用价值。方法 在北京同步辐射装置(BSRF)形貌站4W1A和上海光源(SSRF)成像线站BL13W上,分别对小鼠肾脏进行成像,以组织衬度与空间分辨力作为评价指标。结果 肾脏微细结构在IOXI与DEI中均得以显示,尤其是IOXI可显示肾小球。通过显微放大法获得的图像空间分辨力达10 μm。结论 包括IOXI与DEI在内的相位衬度成像技术在软组织及血管结构的显示中均具有较高的应用价值。IOXI由于获得成像信息更多,且光路较为简单、图像可直接获得,在生物医学应用研究中的价值可能更高。     

衍射增强成像(DEI)动物实验研究

目的通过动物样品的衍射增强成像(DEI),获得衬度及分辨率,并与常规吸收成像比较,对DEI方法进行分析和评价。方法在北京高能物理研究所同步辐射装置(BSRF)形貌站(4W1A束线)上,取大鼠脏器在摇摆曲线上进行扫描,并与常规吸收像进行比较,通过放大法获得分辨率。结果大鼠的肝脏、肾脏样本的DEI均显示较好的衬度和分辨率,并且扫描位置对图像显示具有较大影响。结论DEI从相位衬度角度进行成像,是一种有望开发运用于临床的先进成像技术。     

弹性成像技术在肾脏疾病中研究进展

近年来,一种以生物组织特性为成像基础的弹性成像技术成为临床研究热点。生物组织的弹性或硬度与病灶的宏观与微观结构紧密相关,因此,弹性成像技术已广泛应用于研究甲状腺、乳腺、肝脏等疾病,但在肾脏疾病上的研究较少。本文就近年弹性成像技术在肾脏疾病中研究进展作一综述。     

同步辐射微血管成像技术在动物模型中的应用初探

目的:利用同步辐射光源成像技术,探索并建立有效、直观的活体大鼠脑微血管高分辨率动态成像体系。方法:采用体重为300~350 g的SD大鼠,经颈动脉插管,注入2种不同对比剂(碘或硫酸钡对比剂)进行成像,调整成像参数,实现在体及活体观察处于正常生理状态下的大鼠脑部微血管结构,确立成像所需的实验条件。结果:硫酸钡适用于大鼠在体血管的观察,非离子型碘对比剂可用于大鼠活体实时脑血管成像。通过实验,基本确立了大鼠活体成像所需参数;采用时间减影法可降低背景及骨骼等对图像的影响。结论:非离子型碘对比剂适用于活体大鼠脑部微血管成像。同步辐射光源是研究活体实验动物脑微血管结构的高分辨率成像手段,将为有效进行活体动物脑部微血管结构观察提供新的方法和途径。     

同轴X射线位相衬度成像实验研究

目的研究利用类点光源的同轴X射线位相衬度成像技术。方法在北京同步光源4W1A光束线上,分别利用白光束X射线和14keV单色X射线,采用同轴方式开展生物样品的位相衬度成像实验。结果位相衬度图像比吸收衬度的图像分辨率更高、衬度更好。结论对于X射线吸收很弱的样品,位相衬度成像能够得到更好衬度和更高分辨率的图像。利用类点源X射线同轴相位衬度成像技术相对比较容易地被用于临床。     

声辐射力脉冲成像技术对正常肾脏的定量研究

目的确定正常肾脏各部位弹性系数参考值范围并探讨其影响因素.方法选取380名健康体检者共760个正常肾脏,应用声辐射力脉冲成像技术(ARFI)于不同取样深度下测量正常肾脏皮质、髓质、肾窦剪切波传播速度(Vs)并进行比较,分析受试者性别、年龄、身高、体重、取样深度及取样角度对Vs值的影响.结果垂直取样时正常肾脏皮质、髓质、肾窦Vs值参考值范围分别为(3.33±0.56)、(2.29±0.20)、(1.06±0.19)m/s,且差异有统计学意义(F=29451.58,P<0.05);不同侧别、性别、年龄、体重指数(BMI)、健康体检者正常肾脏皮质、髓质、肾窦同一部位Vs值差异均无统计学意义;不同取样深度测量正常肾脏肾皮质Vs值差异也均无统计学意义;取样线与垂直方向呈30°角时测得正常肾脏皮质、髓质、肾窦Vs值分别为(3.01±0.51)、(2.03±0.21)、(0.96±0.15)m/s,各部位比较差异有统计学意义(F=16033.17,P<0.05);与垂直取样时比较差异也均有统计学意义(t值分别为7.588、2.821、3.946,P均<0.05).结论 ARFI技术可较客观地测量正常肾脏不同部位Vs值,且影响因素较少,可定量评价正常肾脏不同部位组织弹性顺应性.     

离体生物软组织同步辐射相衬CT成像

目的 探讨同步辐射相衬CT对离体生物软组织成像的可行性。方法 将手术切除人贲门标本3块、食管及食管癌标本各2块及自尸体标本提取的大脑中动脉组织2块固定并自然干燥,之后行同步辐射相衬CT成像,观察成像显示的软组织结构,并与病理结果进行对照。结果 同步辐射相衬CT图像清晰显示正常贲门及食管壁3层结构,即黏膜层、黏膜下层及肌层,黏膜面光整;在食管癌标本则显示癌组织浸润食管壁;对大脑中动脉组织可清晰显示脑动脉管壁及血管腔内状况。结论 同步辐射相衬CT成像能清晰显示离体生物软组织的细微结构。     

基于同步辐射吸收CT和相衬CT的大鼠上颌骨显微成像的初步研究

[摘要] 目的：本文比较了基于同步辐射的吸收CT (X-ray absorption-contrast CT, ACCT)和相衬CT (X-ray phase contrast CT, PCCT) 对大鼠离体上颌骨的成像特点，旨在探讨PCCT在牙周炎方面的应用价值。方法：本实验采用Sprague Dawley大鼠，建立其正常组和牙周炎组的上颌骨模型。 在上海光源BL13W1线站分别进行上颌骨的吸收CT (absorption-contrast CT, ACCT) 和PCCT扫描，分析ACCT与PCCT的影像学特点，并重建上颌骨的三维 (three-dimensional, 3D)3D结构，测量牙槽骨丧失量 (alveolar bone loss, ABL)。结果：(1) ACCT不能清晰完整地呈现牙髓，另外很难分辨牙周膜软组织。而PCCT能清晰地展现上颌骨软、硬组织的微观结构。(2) 基于PCCT的3D图像质量更好；与正常组相比，牙周炎组的ABL显著增大 (P<0.01)。结论：(1) 与ACCT相比，PCCT能同时实现软、硬组织微观结构细节显示，在牙周炎上颌骨成像方面具有较大的应用价值。 (2) 结合3D可视化技术，PCCT有望作为牙周炎诊断和研究的一种新的有效影像方法。     

In vivo assessment of myelination by phase imaging at high magnetic field

The present study evaluated the potential of using the phase of T₂* weighted MR images to characterize myelination during brain development and pathology in rodents at 9.4 T. Phase contrast correlated with myelin content assessed by histology and suggests that most contrast between white and cortical gray matter is modulated by myelin. Ex vivo experiments showed that gray-white matter phase contrast remains unchanged after iron extraction. In dysmyelinated shiverer mice, phase imaging correlated strongly with myelin staining, showing reduced contrast between white and gray matter when compared to healthy controls. We conclude that high-resolution phase images, acquired at high field, allow assessment of myelination and dysmyelination.