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顯微ct，又稱微型CT、小動物CT，是一種非破壞性的3D成像技術，可以在不破壞樣本的情況下清楚的了解樣本的內部顯微結構，它與普通CT最大的差別在于分辨率極高，空間分辨率達到1～10μm，也就是“能看見組織和細胞圖像的CT”，因此具有良好的“顯微”作用，它的這一分辨率可以達到病理活檢的標準，通過顯微CT，觀察者可以直接看到組織和細胞的圖像；因此無論是數據還是圖像處理，顯微CT擁有許多不可替代的優勢，尤其是在骨科研究中的應用．

1在測骨礦物密度中的優勢

骨密度（BMD）：是骨質量的一個重要標志，反映骨質疏松程度，預測骨折危險性的重要依據．是描述骨組織礦物含量的一個宏觀指標．目前臨床上測量BMD的主要手段為雙能x線系統（dualenergyX-rayabsorptiometry，DEXA）檢查，通過X射線管球經過一定的裝置所獲得兩種能量、即低能和高能光子峰．此種光子峰穿透身體后，掃描系統將所接受的信號送至計算機進行數據處理，得出骨礦物質含量．該儀器可測量全身任何部位的骨量，精確度高，對人體危害較小，檢測一個部位的放射劑量相等于一張胸片1/30，QCT的1%，不存在放射源衰變的問題，這種方法是相對較新的方法，精度較高，測試時間長（每人10～20min），由于設計DEXA時，人為將掃描的部位設定為興趣區域（regionofinterest，ROI）內的組織，而實際上ROI內的組織不僅僅只含有骨組織，還有骨髓、肌肉及周圍的脂肪等成分．這些成分都可以吸收x線，使得DEXA系統錯誤的將上述組織當作骨礦物質，從而導致骨礦物密度的測量誤差;HHBolotln[1]研究表明：在骨質疏松、低骨量的個體中，骨密度的測量的準確性誤差可達20%～30%，因此DEXA系統應用于活體檢測BMD時所得到的結果缺乏可信度．顯微CT能夠提供樣本內部的密度分布的客觀信息，具有良好的密度分辨率，并且可以通過軟件計算在ROI內的BMD和微觀結構，從而可以排除骨髓、骨外肌肉及脂肪等成分的干擾，因而可以精確的測量ROI內的骨礦物密度，還可以分別評估皮質骨和松質骨的骨礦密度，測量真正的骨礦含量（BMC）和皮質骨厚度等骨參數；NuzzoS[2]在研究中表明，顯微CT在骨密度測量中有良好的分辨率，并且可通過軟件在三維空間觀察骨標本的BMC和微結構，測量真正的BMC和皮質骨厚度．而BagiCM[3]也在研究中發現，與DEXA檢測骨密度相比，顯微CT的測量值更能反映骨的力學強度．

2在三維結構分析中的優勢

骨組織切片，是一種二維結構切片，供光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察的骨組織薄片，因要求不同，可用刀片進行徒手切片，也可將組織塊包埋于石蠟或火棉膠中或以低溫冰凍，用切片機切片，切成5～10μm薄片，供光學顯微鏡觀察，用環氧樹脂或甲基丙烯酸包埋組織塊切制的超薄切片，其厚度在20～50納米，專供在電子顯微鏡下觀察，InariS4[4]認為其制作過程繁瑣復雜，而且對技術和人員的技能要求比較高，不同的人所做的結果存在一定的誤差；與二維組織切片相比，顯微CT的標本制備過程就簡單了很多，可將新鮮的取材標本直接放入掃描，也可將標本固定、脫水后放入掃描，還可以將包埋好的標本塊放入掃描，MPAkhter[5]研究認為顯微CT不僅省去了制作切片標本中的復雜的切片、制備、染色過程，而且在其測試后還可將同一標本做進一步的切片處理.顯微CT能對樣本內的感興趣區域進行3D分析，可進行目標體整體分割測量，在任意方向直接測定骨三維結構，具有連續性和完整性的優勢，所獲取的分析數據在標本真實，而且重復性好，同時可產生非失真性圖像，可以辨別很多細小的病理變化；UchiyamaH[6]在研究中，通過對不同時間的鼠顱骨的再生過程的掃描，實現了連續觀察骨修復的動態三維結構，范猛[7]在研究中以亞納米級硫酸鋇作為造影劑，對動物股骨頭微血管進行顯影，實現了微血管的精確三維顯像；而常規使用骨切片是骨二維圖像形態的分析方式，使得觀察者無法獲得直觀的三維結構模型，無法對其進行全面、立體的觀察；而且組織學切片方法會破壞標本的完整性，從而使得一個標本不能同時用于結構參數分析以外的其他檢測．

3在松質骨測量方面的優勢

骨小梁厚度、骨小梁間隙、骨小梁數目、骨小梁體積傳統方法測量松質骨的微觀結構參數主要有骨小梁面積、骨小梁厚度、骨小梁數目、孔隙數、這些參數基于單層組織切片獲得，這種方法需要高水平的專家技術評估骨小梁的微結構，存在很大的人為誤差；顯微CT評價骨微結構的空間參數包括：骨體積分數、骨小梁數目、骨小梁間隙、骨連接密度．所有這些都是有顯微CT形態測量軟件測的，LarsMulder[8]研究表明，這些參數比傳統方法測得的結果更加精確，DavidV[9]在對小鼠骨骼的研究表明，顯微CT可以全面、立體、實時的觀察骨質量的改變，說明顯微CT是觀察骨組織顯微結構的有效方法．IlanK[10]在研究中認為顯微CT在骨修復過程中也可以方便的觀察骨量的變化．李展春[11]方玲娜[12]的研究中，顯微CT可以直接觀察和定量骨小梁的微結構．

4在測試精度方面的優勢

4.1骨體積分數骨體積分數（BVF）是描述松質骨細微結構一個非常重要的參數，其意義在于能反應松質骨樣本內骨組織體積的含量．從顯微CT的三維重建圖像和數據中，可以直接得出BVF準確值，ThomsenJS[13]應用顯微CT與組織學切片分別對脛骨樣本進行了測量結果的比較，認為兩種方法測量所得的BVF高度相關（r＝0.95）．

4.2構造模型指數構造模型指數（SM）I是描述空間物體三維幾何形態的附加變量，是骨小梁的結構特性的表達參數，用于描述物體表面的曲率信息．ThomsenJS[13]在比較了人脛骨樣本SMI和組織切片法測量松質骨結構因子（TBPf）關系，發現SMI與TBPf存在良好的相關性（r＝0.95）．YangJ[14]研究，使用顯微CT分析去卵巢大鼠和假手術組大鼠骨微結構，實驗結果表明，去卵巢大鼠比假手術組大鼠SMI增加，其結果具有顯著性．精確、方便、快捷、高效是顯微CT的一大優點，但是目前顯微CT也存在的很多問題．

4.2.1產生偽影王軍[15]GE顯微CT對松質骨塊標本，可進行同水平多標本掃描，重建顯示無明顯偽影存在．帶金屬釘松質骨標本水平雙標本同掃時，會相互產生強烈偽影響，周邊骨組織測試影響較大，且無法進行有效的密度校正.BevillG[16]研究顯示顯微CT是以x線吸收程度產生影像，對新生軟骨、類骨質等目標不是特別敏感，實際應用中應注意控制CT窗口與水平．

4.2.2價格昂貴顯微CT檢測很先進、很精確，但成本很高．設備本身200萬元，3000h壽命球管價值36萬元，目前單一標本的一次掃描重建費用在1000～2000元左右，因此大樣本量的統計實驗價格昂貴，目前較多采用的方法是在二維切片基礎上選擇代表性樣本的精確表達與定量，或做完顯微CT掃描重建的標本再進行二維切片的大樣本統計；此外在滿足掃描分辨率、偽影影響不大的情況下，可選擇大號樣品杯，一次多標本同時掃描，分別重建，可大大降低掃描成本．

4.2.3應用范圍窄顯微CT的空間分辨率與探頭的大小屬于同一數量級，空間分辨率越高，探頭體積越小；觀測的樣本越大，所需的探頭越多．由于探頭變小，單個探頭檢測的信號變弱，需要高靈敏低噪聲放大系統，這就直接限制了顯微CT在大型動物和人身上的應用．由于顯微CT的分辨率很高，其能夠掃描的樣品體積很小，只有幾個厘米，因此目前顯微CT只應用在科研方面，還無法在臨床上使用．顯微CT目前尚無法進行類骨質觀測，因此，顯微CT與病理切片在骨形態計量應用中是互補的，而不能完全替代同時．顯微CT在骨科研究中的應用優點很多，雖然目前顯微CT還有不少問題需要解決，但隨著科學技術的不斷發展，顯微CT的適用范圍、偽影消減以及圖像清晰度都將會有很大的提高，隨著這些缺點的不斷改善，顯微CT在骨科研究中的應用將會越來越廣泛．