一種肝臟血管增強造影成像的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種成像方法，尤其涉及一種利用Micro-CT技術對小鼠進行肝臟血管造影成像的方法，屬于實驗生物學領域。
【背景技術】
[0002]動物模型是疾病診斷、疾病治療、藥物開發(fā)等研究過程中最基本的研究手段之一，目前對于動物疾病模型的研究多采用解剖顯露的方式，取出組織后進行病理切片觀察或者其他研究，具有很大的局限性。同時，很多實驗在建模成功后需要進行長期連續(xù)的實驗觀測，尤其是腫瘤模型藥物干預實驗，耗時長久。如果采用解剖的方式，勢必造成小動物的巨大浪費。同時，由于每個造模動物之間個體的差異性，在長期持續(xù)實驗觀測中更換動物模型對實驗結果的可靠性也造成不良影響。
[0003]針對上述問題，本領域近年來發(fā)展了多種能夠?qū)崿F(xiàn)無損或微損的對小動物進行在體研究的高精度微小標本成像方法及其配套設備，已經(jīng)在科研中有應用的設備包括PET、SPECT、DR和Micro-CT等。在這之中，Micro-CT應用方便，對于離體標本和活體模型的研究，都可以通過微損或者無損的方式獲得生物樣品的二維或三維信息，受到科研學者以及生產(chǎn)設備商家越來越多的關注。
[0004]但Micro-CT并非在任何場合下都可以應用，在已有研究中其主要應用于對離體標本成像，比如骨骼、牙齒、或各種材料的制品。相比于離體成像，Micro-CT在小動物活體成像上效果不佳，主要原因在于小動物的軟組織各個器官(如肝臟、心臟、腎臟等)對X-ray的衰減能力相近，導致系統(tǒng)對器官分辨能力不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，申請人深入研究了各種高精度微小標本成像方法在小動物活體上的應用，并針對如何增強和提高成像效果進行了大量創(chuàng)造性研究，最終發(fā)明了一種肝臟血管增強造影成像的方法，該方法充分利用了 Micro-CT成像系統(tǒng)的優(yōu)勢，并選擇了特定的小動物種類和組織預處理，使其能成功造影，重建得到均勻的、非損壞性的、原始的顯微結構三維圖像。
[0006]具體地說，本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
[0007]一種肝臟血管增強造影的方法，包括利用Micro-CT影像方法在小鼠中進行增強造影成像的步驟。
[0008]在上述方法中，采用了特定的目標小動物一小鼠，相比其它動物，小鼠不僅腹腔臟器血流豐富有利于血管增強造影從而對肝臟血管進行增強成像，而且小鼠的臟器解剖位置與人類相似，具有更好的科研價值；同時，通過增強造影提高相鄰軟組織器官的對比度，使腹部器官之間的界線逐漸清晰，獲得良好的成像效果。
[0009]在本發(fā)明中，增強造影是通過兩方面的改進來實現(xiàn)的，一方面是通過合理的方式給小鼠注射造影劑，使其各個器官之間的對比度升高；另一方面是基于上述改善匹配優(yōu)化的Micro-CT工作參數(shù)實現(xiàn)其最優(yōu)化成像效果。具體包括如下兩個方面:
[0010]小鼠進行增強造影的方法為采用碘海醇作為造影劑，通過尾靜脈注射造影劑，造影劑的劑量為單次不高于300 μ 1。
[0011]在上述方法中，采用其它造影劑如泛影葡胺、碘普羅胺，需要增大用量，對小鼠的生命體征有負面影響；采用Fenestra LC/VC等專用造影劑則成本高昂且操作復雜。因此，綜合考慮采用碘海醇作為造影劑并調(diào)整其用量是優(yōu)選的。采用該造影劑，結合尾靜脈注射，不僅操作簡單，而且具有良好的造影效果。
[0012]申請人通過大量實驗研究了造影劑的劑量對成像效果的影響，在有效降低副作用的前提下造影劑的劑量為單次100-200 μ 1。
[0013]結合上述造影，申請人優(yōu)化了 Micro-CT影像方法(設備)的工作參數(shù)，通過研究大量參數(shù)對增強造影成像的影響，發(fā)現(xiàn)角增量和分辨率兩個參數(shù)對掃描成像效果具有顯著影響，從而得出如下優(yōu)化的工作參數(shù):角增量不高于0.9°，分辨率為9-35 μm。
[0014]在上述范圍內(nèi)，掃描圖像比較清晰，掃描時間合理可控。
[0015]優(yōu)選的，Mi cro-CT影像方法的角增量為0.7°，分辨率為18 μ m。
[0016]在上述組合下，掃描圖像具有良好的清晰度，且掃描時間合理，便于增強造影圖像的米集。
[0017]申請人進行的實驗證實，本發(fā)明的肝臟血管增強造影成像方法，能有效保證掃描采集后重建的圖像質(zhì)量。
【附圖說明】
[0018]圖1為采用不同的造影劑對造影效果的影響，其中a、b、c依次為泛影葡胺、碘普羅胺、碘海醇造影劑；
[0019]圖2為采用腹腔注射造影后的效果圖，其中a、b、c、d、e、f分別為空白對照組、100 μ 1 組、150 μ 1 組、200 μ 1 組、250 μ 1 組、300 μ1 組；
[0020]圖3為采用尾靜脈注射造影后的效果圖，其中a、b、c、d、e、f分別為空白對照組、100 μ 1 組、150 μ 1 組、200 μ 1 組、250 μ 1 組、300 μ1 組；
[0021]圖4為不同角增量模式下掃描后的Micro-CT重建效果，其中a、b、c依次為1.1°、0.9。、0.7。；
[0022]圖5為不同分辨率模式下掃描后的Micro-CT重建效果，其中a、b、c依次為35 μ m、
18μ m、9 μ m。
【具體實施方式】
[0023]在下述具體實施中，申請人提供了本發(fā)明方法的具體驗證和研究過程。如下所采用的實驗對象、數(shù)量、具體操作方法、Micro-CT裝置僅為示意性的，并不對本發(fā)明構成特別限制，本領域技術人員在理解本發(fā)明方法實質(zhì)的基礎上所進行的調(diào)整、改進等依舊屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0024]在下述中，所用Micro-CT裝置為布魯克(Bruker)公司的skyscanll76小動物活體成像系統(tǒng)，所用成像軟件為機器自帶的CT-analyzer、CT-vol和CT_vox ;碘海醇、泛影葡胺、碘普羅胺造影劑由石河子大學第一附屬醫(yī)院影像科提供；實驗動物:24只健康雄性昆明小鼠，月齡>1.5m，體重(20±2)g，由石河子大學轉化醫(yī)學中心實驗室提供；麻醉設備:異氟烷氣體麻醉機，由石河子大學轉化醫(yī)學實驗室提供；其他:生理鹽水；95%酒精；溫水缸等，購買或自行配制均可。
[0025]在下述中，所用實驗方法和步驟為:
[0026]首先將30只雄性昆明小鼠隨機分為三組，選取泛影葡胺、碘海醇、碘普羅胺三種醫(yī)學常用造影劑，將三種造影劑分別通過尾靜脈注入小鼠體內(nèi)，觀察注射后造影效果。
[0027]造影劑注射方式和劑量:將30只小鼠隨機分為I組(腹腔注射組)、II組(尾靜脈注射組)和對照組(生理鹽水注射組)各10只。將I組、II組和對照組給予異氟烷氣體麻醉機進行誘導麻醉。麻醉滿意后，同一時間段給予I組經(jīng)腹腔和II組經(jīng)尾靜脈分別注射碘海醇100 μ 1、150 μ 1、200 μ 1、250 μ 1、300 μ 1，對照組給予注射同等劑量生理鹽水，觀察注射后造影效果。
[0028]分別選取角增量為1.1°、0.9°及0.7°和分辨率為35 μ m、18 μ m、9 μ m進行掃描，其余參數(shù)采用skyscanll76固定參數(shù):濾片0.5mmAl，管電壓50kVp，管電流480 μ A。觀察角增量和分辨率的改變對對增強成像的影響。
[0029]參考圖1，顯示了不同造影劑的造影效果，通過尾靜脈注射三種造影劑后進行增強成像發(fā)現(xiàn)，泛影葡胺和碘普羅胺造影劑顯像欠清晰，造影劑在腹部分布不均勻，不能對腹部臟器進行顯像；碘海醇造影劑顯像較為清晰，造影劑在腹部分布較為均勻，能對腹部臟器進行顯像，因此本發(fā)明選擇碘海醇作為目標小鼠用造影劑。
[0030]參考圖2和圖3，分別顯示了以碘海醇作為目標小鼠用造影劑，分別采用腹腔注射、尾靜脈注射碘海醇100 μ 1、150 μ 1、200 μ 1、250 μ 1、300 μ 1，對照組給予注射同等劑量生理鹽水，觀察注射后在同樣工作參數(shù)下的造影效果。
[0031]從附圖對比我們可以看到，通過腹腔注射后，全腹腔彌漫造影劑，分辨腹部臟器較為困難(圖2);通過尾靜脈注射后造影劑在腹部臟器分布較均勻，可成功對肝臟進行顯像(圖3)，因此尾靜脈注射后增強效果優(yōu)于腹腔注射。
[0032]參考圖4，顯示了角增量對增強成像的影響，采用1.1°掃描時圖像較模糊；采用0.9°掃描時圖像比較清晰，可用于科研用途；采用0.7°掃描時圖像清晰度最好，較好的滿足科研需要。
[0033]參考圖5，顯示了分辨率對增強成像的影響，35 μπι掃描時圖像稍模糊，可見較多造影劑停留于肝臟部位，但不能見到血管分支的增強成像，但所需掃描時間較短；18μπι掃描時圖像比較清晰，可見部分造影劑停留于肝臟部位，可見到血管分支的增強成像，但分支較少，掃描時間適中；9 μ m掃描時圖像清晰度最好，可見較少造影劑停留于肝臟部位，可見到血管分支的增強成像，且分支顯像較多，但掃描時間過長。綜合圖像質(zhì)量、掃描時間等的考慮，18 μπι掃描分辨率是比較理想的，有利于進行增強造影圖像的采集。
[0034]在本發(fā)明公開的上述優(yōu)化參數(shù)下，在18min內(nèi)即可完成Micro-CT成像掃描，且具有良好的造影成像效果。
【主權項】
1.一種肝臟血管增強造影的方法，其特征在于包括利用Micro-CT影像方法在小鼠中進行增強造影成像的步驟。2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于小鼠進行增強造影的方法為采用碘海醇作為造影劑，通過尾靜脈注射造影劑，造影劑的劑量為單次不高于300 μ I。3.根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于造影劑的劑量為單次100-200μ I。4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于Micro-CT影像方法的角增量不高于0.9°，分辨率為9-35 μ m。5.根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于Micro-CT影像方法的角增量為0.7°，分辨率為 18 μ m0
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種肝臟血管增強造影成像的方法，包括利用Micro-CT影像方法在小鼠中進行增強造影成像的步驟。本發(fā)明的方法能夠快速、準確、高分辨率的獲得Micro-CT影像，為醫(yī)學研究提供準確的實驗數(shù)據(jù)支持。
【IPC分類】A61B6/03, A61K49/04
【公開號】CN105251026
【申請?zhí)枴緾N201510645750
【發(fā)明人】吳向未, 陳雪玲, 王艷杰
【申請人】吳向未
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月8日