X射线显微CT用于大鼠骨小梁结构分析的研究

应用X射线显微CT(X-μCT)对正常及骨质疏松大鼠的骨小梁结构进行了分析,并与骨组织形态计量法的测量值进行了比较,探讨了X射线光谱技术在骨结构分析中的应用。实验对大鼠骨样品进行X-μCT扫描,扫描条件为 80 kVp,80 μA,360°旋转,帧平均4帧,角度增益 0.4°,分辨率14 μm。三维重建并分析了骨小梁结构,结构参数包括骨体积分数(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)以及骨小梁间隔(Tb.Sp)。结果表明,采用X-μCT分析不同组大鼠的骨小梁结构参数值之间存在显著差异(P<0.05),测定值与传统骨组织形态计量法的测定值显著相关,其中胫骨骨小梁BV/TV,Tb.Th,Tb.N,Tb.Sp的相关系数r分别为0.984,0.960,0.995,0.988,腰椎骨小梁各结构参数的相关系数分别为0.938,0.968,0.877,0.951。因此,X-μCT可以较好地呈现并区分正常骨组织、骨质疏松骨组织以及经雌激素治疗后骨组织的微观结构,可以实现对骨小梁结构参数的分析测定,与骨组织形态计量法相比是一种更精确、立体、快速且无损测量骨微结构和评价骨质量的方法。     

利用松质骨理想化模型对骨小梁刚度的研究

利用结构张量的概念建立了考虑松质骨结构各向异性的理想模型，将杆型与板型两种传统模型统一起来．采用均匀化理论，通过有限单元的数值计算建立了松质骨弹性常数与结构张量、固体体积比之间的数值关系，并预测了骨小梁的弹性模量．结果表明，本文模型较好地体现了松质骨的各向异性力学性质．对骨小梁的计算结果表明，骨小梁的弹性模量在６７６ＧＰａ～１０９ＧＰａ范围内，平均意义上的结果是９２１ＧＰａ．     

钙对骨骼系统有什么作用

骨骼是构成人体外形的支架,起到保护、支持和运动等作用。生命的形成和成长过程伴随着骨组织的生长和强壮,在这期间,人体需要从外界补充大量的钙,以骨钙的形式沉积于骨质中,特别是贮存在骨小梁中,使骨不断增长、增粗、增厚,骨密度增加,骨硬度增大。骨骼内钙的沉淀与溶解持续不断进行,保持动态平衡。     

骨质疏松与力学

简述了骨质疏松症在世界的发病状况，从骨的结构谈骨质疏松症的特征．介绍了荷载对骨量和骨强度的影响及应力松弛在接骨板中的应用．     

骨小梁中超声背散射信号的频率分析及其微结构的估计

骨质疏松症是一种骨强度下降的全身性骨骼疾病,骨强度的下降是骨量减少和骨微结构退化的共同结果。相比于传统的超声透射方法,超声背散射法可提供更多的骨微结构信息,而对于松质骨结构的建模能有助于结构信息的获取。本文将骨小梁简化为单圆柱模型(圆柱状的单根骨小梁浸于骨髓中),并基于此模型对超声背散射与频率的关系进行分析。用铝线代替骨小梁做仿体实验,通过实验与理论结果的比较来验证单圆柱模型的可行性。     

骨小梁材料特性对超声背散射信号的影响

基于时域有限差分法(FDTD)建立了松质骨的超声背散射仿真系统,研究了骨小梁材料特性对超声背散射信号的影响。首次得到松质骨中的超声背散射系数(BSC)和积分背散射系数(IBC)随骨小梁材料参数(密度、拉梅常数、黏度系数及声阻抗系数)的变化关系。研究结果表明,IBC随骨小梁密度的增加而增加;BSC和IBC随拉梅常数的增加而增加、随第一黏度系数的增加而近似线性地减小,第二黏度的变化对背散射信号的影响很小;背散射参数随阻抗系数的增加而减小。说明松质骨中的超声背散射特性不仅受骨矿密度(BMD)和骨微结构的影响,还与骨小梁的材料参数密切相关。研究结果有利于理解松质骨中超声的背散射特性,对松质骨骨质状况的评价有一定帮助。      

显微红外光谱法研究豚鼠膝关节软骨下骨的增龄性改变

应用显微FTIR技术原位分析雌性Hartley豚鼠随月龄增加胫骨关节软骨下骨的化学变化。红外光谱测定三种月龄(1月、2月和3月)豚鼠软骨下3个不同吸收颜色的骨小梁区(a,b,c)和中央骨髓区(d)。结果显示：(1)随月龄增加,骨小梁总面积增加,与正常骨小梁谱图相似的a区减少,d区波形有逐渐向a区发展的趋势。(2)2月龄和3月龄的b和c区AmideⅢ红移以c区红移显著并且变成肩峰,代表核酸和多糖的吸收峰峰强是a区的7倍。(3)三种月龄的c区均出现了β型糖苷键吸收峰。(4)I_AmideⅠ/I_AmideⅡ在2月b区最大,3月各区最小,I_AmideⅢ/I_AmideⅡ 在 2月、3月由a到c依次降低,I_νsPO-₂/I_AmideⅡ在2月、3月的b和c区较相应a区高7倍以上。结果符合骨关节炎不同阶段软骨下骨的组织结构及化学组成的变化规律。初步研究表明,显微光谱成像技术结合FTIR可原位分析不同区域的软骨下骨小梁和骨髓的分子组成,为骨关节炎软骨下骨组织病理学的分子水平研究提供了可靠信息。     

钙对骨骼系统有什么作用

骨骼是构成人体外形的支架,起到保护、支持和运动等作用。生命的形成和成长过程伴随着骨组织的生长和强壮,在这期间,人体需要从外界补充大量的钙,以骨钙的形式沉积于骨质中,特别是贮存在骨小梁中,使骨不断增长、增粗、增厚,骨密度增加,骨硬度增大。骨骼内钙的沉淀与溶解持续不断进行,保持动态平衡。成人每天约有700mg的钙在骨中进出,但随着年龄的增加,钙的沉淀逐渐减慢。小儿的骨骼由小到大,其结构和形态不断地变化,故骨骼中钙的代谢更旺盛,对钙的需要也较成人多。钙对骨骼系统的作用主要有：