针对大段骨缺损中用户自定义感兴趣区域的纵向显微计算机断层成像分析

我们开发了纳米颗粒支架，以促进大段骨缺损中的骨再生，并旨在提高与传统支架相比的愈合速率。

目前的方法通常追踪整个骨骼的骨量变化，缺乏精确定位能力，且在纵向模型中难以稳定识别局部感兴趣区域。本方案能够在实体模型中实现稳定、局部的感兴趣区域追踪，相较于全骨体积评估，提高了精确度和纵向分析能力。

这些发现将使我们能够更准确地量化随时间推移的骨再生过程，并更有效地传达本研究潜在的转化应用价值。

[指导教师] 首先，打开比对数据集中的提取桡骨样本，右键点击该样本。然后搜索“图像配准向导”并选择它。在属性部分，将“数据”设置为提取桡骨的比对数据集，将“参考”设置为提取桡骨的初始时间点数据集。在图像配准向导操作部分，点击“跳过”以跳过四步中的第一步。对于四步中的第二步和第三步，使用交互式光标调整标签框至两个数据集之间的共同区域，并在每一步后点击“操作”下方的“应用”。在四步中的第四步，将“度量”设置为相关性，“变换”设置为刚性，“预对齐”设置为对齐主轴，然后点击“操作”下方的“应用”。完成数据集对齐后，右键点击提取桡骨的比对周数据集，搜索“重采样变换图像”，并选择它。在属性部分，将“数据”设置为提取桡骨的比对周数据集，“插值”设置为最近邻，“模式”设置为扩展，“保留”设置为体素大小，“填充值”设置为零，然后点击“应用”。此时将生成一个新的变换后数据集。点击启用初始时间点的正交切片，并将“数据”设置为提取桡骨的初始时间点数据集。调整方向，使切面在桡骨上产生横断面。利用属性部分中的切片编号滑块，调整切片编号以识别围绕关键尺寸缺损的近端和远端切片。确定并记录骨折在两端与桡骨干相遇处的切片编号。启用比对周的正交切片，并将“数据”设置为提取桡骨的初始时间点数据集。然后调整方向，使切面在桡骨上产生横断面。在属性部分使用切片编号滑块，当初始时间点数据显示远端正交切片时，调整比对周的切片编号以匹配初始时间点的远端切片。记录比对周数据集远端切片的切片编号，并对近端切片重复此操作。点击提取桡骨的初始时间点数据，在属性部分点击“裁剪编辑器”工具。在弹出的裁剪编辑器窗口中，在X、Y或Z字段中输入最小值和最大值。观察视图窗口中感兴趣区域的调整情况，然后点击“确定”以裁剪数据集。对比对周数据集重复上述裁剪步骤。为确定初始时间点数据集的体积，右键点击提取桡骨的变换后初始时间点数据集，搜索“材料统计”，并选择它。在属性部分，将“数据”设置为变换后的初始时间点数据集，选择“材料”，然后点击“应用”。点击新生成的材料统计数据集，然后在属性窗口中点击“电子表格显示”。点击窗口上方的“表格”选项卡，查看裁剪后初始时间点数据集的体积。对比较周数据集重复体积分析步骤，然后进入“表格”选项卡，查看两个数据集各自的体积标签页。为可视化骨体积的变化，右键点击提取桡骨的比较周变换后数据集，搜索“算术运算”，并选择它。在属性窗口中，将输入A设置为比较周变换后数据集，输入B设置为初始时间点数据集，输入C设置为无源，结果类型设置为输入A，保持选项未勾选，结果通道设置为与输入A相同，表达式设置为AB。点击生成的结果数据集，按F2重命名文件，然后右键点击该结果数据集，搜索“生成表面”，并选择它。在属性窗口中点击“应用”，在弹出窗口中点击“继续”以创建新的surf数据集。右键点击surf数据集，搜索“表面视图”，并选择它。算术运算结果的表面视图将出现在视图窗口中。为更改表面视图的颜色，点击项目视图窗口中的表面视图。在属性窗口中，打开颜色下拉菜单，选择“常量”，然后点击颜色映射并指定所需颜色。为在初始周数据集中查看骨体积变化，右键点击变换后数据集，搜索“提取标签”，并选择它。在属性部分，将标签设置为变换后数据集，标签ID设置为2，勾选“导出为二值图像”，然后点击“应用”以生成结果数据集。接着按F2重命名结果文件。右键点击新生成的结果数据集，搜索“生成表面”，并选择它。在属性窗口中点击“应用”，在弹出窗口中点击“继续”以创建新的surf数据集。接下来，右键点击新的surf数据集，搜索“表面视图”，并选择它。此时将显示算术运算结果的表面视图。为更改此表面视图的颜色，点击项目视图窗口中的表面视图。在属性窗口中，打开颜色下拉菜单，选择“常量”，然后点击颜色映射并指定所需颜色。本研究分析了三种不同大鼠模型的显微CT图像，每种模型均使用聚己内酯支架治疗六周。通过共享解剖区域，成功对第零周和第六周的三维模型进行了对齐，实现了直接的纵向比较，并生成融合模型以验证配准的准确性。将第六周的感兴趣区域减去第零周的感兴趣区域，揭示了缺损部位内骨体积变化的清晰三维模型。从第零周到第六周骨体积变化的可视化叠加显示，不同的聚己内酯（PCL）支架组导致总体骨体积变化存在差异。然而，在每个PCL组内的分析结果在不同用户之间保持一致。