一种肝脏血管增强造影成像的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种成像方法，尤其涉及一种利用Micro-CT技术对小鼠进行肝脏血管造影成像的方法，属于实验生物学领域。
【背景技术】
[0002]动物模型是疾病诊断、疾病治疗、药物开发等研究过程中最基本的研究手段之一，目前对于动物疾病模型的研究多采用解剖显露的方式，取出组织后进行病理切片观察或者其他研究，具有很大的局限性。同时，很多实验在建模成功后需要进行长期连续的实验观测，尤其是肿瘤模型药物干预实验，耗时长久。如果采用解剖的方式，势必造成小动物的巨大浪费。同时，由于每个造模动物之间个体的差异性，在长期持续实验观测中更换动物模型对实验结果的可靠性也造成不良影响。
[0003]针对上述问题，本领域近年来发展了多种能够实现无损或微损的对小动物进行在体研究的高精度微小标本成像方法及其配套设备，已经在科研中有应用的设备包括PET、SPECT、DR和Micro-CT等。在这之中，Micro-CT应用方便，对于离体标本和活体模型的研究，都可以通过微损或者无损的方式获得生物样品的二维或三维信息，受到科研学者以及生产设备商家越来越多的关注。
[0004]但Micro-CT并非在任何场合下都可以应用，在已有研究中其主要应用于对离体标本成像，比如骨骼、牙齿、或各种材料的制品。相比于离体成像，Micro-CT在小动物活体成像上效果不佳，主要原因在于小动物的软组织各个器官(如肝脏、心脏、肾脏等)对X-ray的衰减能力相近，导致系统对器官分辨能力不高。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，申请人深入研究了各种高精度微小标本成像方法在小动物活体上的应用，并针对如何增强和提高成像效果进行了大量创造性研究，最终发明了一种肝脏血管增强造影成像的方法，该方法充分利用了 Micro-CT成像系统的优势，并选择了特定的小动物种类和组织预处理，使其能成功造影，重建得到均匀的、非损坏性的、原始的显微结构三维图像。
[0006]具体地说，本发明是通过如下技术方案实现的:
[0007]一种肝脏血管增强造影的方法，包括利用Micro-CT影像方法在小鼠中进行增强造影成像的步骤。
[0008]在上述方法中，采用了特定的目标小动物一小鼠，相比其它动物，小鼠不仅腹腔脏器血流丰富有利于血管增强造影从而对肝脏血管进行增强成像，而且小鼠的脏器解剖位置与人类相似，具有更好的科研价值；同时，通过增强造影提高相邻软组织器官的对比度，使腹部器官之间的界线逐渐清晰，获得良好的成像效果。
[0009]在本发明中，增强造影是通过两方面的改进来实现的，一方面是通过合理的方式给小鼠注射造影剂，使其各个器官之间的对比度升高；另一方面是基于上述改善匹配优化的Micro-CT工作参数实现其最优化成像效果。具体包括如下两个方面:
[0010]小鼠进行增强造影的方法为采用碘海醇作为造影剂，通过尾静脉注射造影剂，造影剂的剂量为单次不高于300 μ 1。
[0011]在上述方法中，采用其它造影剂如泛影葡胺、碘普罗胺，需要增大用量，对小鼠的生命体征有负面影响；采用Fenestra LC/VC等专用造影剂则成本高昂且操作复杂。因此，综合考虑采用碘海醇作为造影剂并调整其用量是优选的。采用该造影剂，结合尾静脉注射，不仅操作简单，而且具有良好的造影效果。
[0012]申请人通过大量实验研究了造影剂的剂量对成像效果的影响，在有效降低副作用的前提下造影剂的剂量为单次100-200 μ 1。
[0013]结合上述造影，申请人优化了 Micro-CT影像方法(设备)的工作参数，通过研究大量参数对增强造影成像的影响，发现角增量和分辨率两个参数对扫描成像效果具有显著影响，从而得出如下优化的工作参数:角增量不高于0.9°，分辨率为9-35 μm。
[0014]在上述范围内，扫描图像比较清晰，扫描时间合理可控。
[0015]优选的，Mi cro-CT影像方法的角增量为0.7°，分辨率为18 μ m。
[0016]在上述组合下，扫描图像具有良好的清晰度，且扫描时间合理，便于增强造影图像的米集。
[0017]申请人进行的实验证实，本发明的肝脏血管增强造影成像方法，能有效保证扫描采集后重建的图像质量。
【附图说明】
[0018]图1为采用不同的造影剂对造影效果的影响，其中a、b、c依次为泛影葡胺、碘普罗胺、碘海醇造影剂；
[0019]图2为采用腹腔注射造影后的效果图，其中a、b、c、d、e、f分别为空白对照组、100 μ 1 组、150 μ 1 组、200 μ 1 组、250 μ 1 组、300 μ1 组；
[0020]图3为采用尾静脉注射造影后的效果图，其中a、b、c、d、e、f分别为空白对照组、100 μ 1 组、150 μ 1 组、200 μ 1 组、250 μ 1 组、300 μ1 组；
[0021]图4为不同角增量模式下扫描后的Micro-CT重建效果，其中a、b、c依次为1.1°、0.9。、0.7。；
[0022]图5为不同分辨率模式下扫描后的Micro-CT重建效果，其中a、b、c依次为35 μ m、
18μ m、9 μ m。
【具体实施方式】
[0023]在下述具体实施中，申请人提供了本发明方法的具体验证和研究过程。如下所采用的实验对象、数量、具体操作方法、Micro-CT装置仅为示意性的，并不对本发明构成特别限制，本领域技术人员在理解本发明方法实质的基础上所进行的调整、改进等依旧属于本发明的保护范围。
[0024]在下述中，所用Micro-CT装置为布鲁克(Bruker)公司的skyscanll76小动物活体成像系统，所用成像软件为机器自带的CT-analyzer、CT-vol和CT_vox ;碘海醇、泛影葡胺、碘普罗胺造影剂由石河子大学第一附属医院影像科提供；实验动物:24只健康雄性昆明小鼠，月龄>1.5m，体重(20±2)g，由石河子大学转化医学中心实验室提供；麻醉设备:异氟烷气体麻醉机，由石河子大学转化医学实验室提供；其他:生理盐水；95%酒精；温水缸等，购买或自行配制均可。
[0025]在下述中，所用实验方法和步骤为:
[0026]首先将30只雄性昆明小鼠随机分为三组，选取泛影葡胺、碘海醇、碘普罗胺三种医学常用造影剂，将三种造影剂分别通过尾静脉注入小鼠体内，观察注射后造影效果。
[0027]造影剂注射方式和剂量:将30只小鼠随机分为I组(腹腔注射组)、II组(尾静脉注射组)和对照组(生理盐水注射组)各10只。将I组、II组和对照组给予异氟烷气体麻醉机进行诱导麻醉。麻醉满意后，同一时间段给予I组经腹腔和II组经尾静脉分别注射碘海醇100 μ 1、150 μ 1、200 μ 1、250 μ 1、300 μ 1，对照组给予注射同等剂量生理盐水，观察注射后造影效果。
[0028]分别选取角增量为1.1°、0.9°及0.7°和分辨率为35 μ m、18 μ m、9 μ m进行扫描，其余参数采用skyscanll76固定参数:滤片0.5mmAl，管电压50kVp，管电流480 μ A。观察角增量和分辨率的改变对对增强成像的影响。
[0029]参考图1，显示了不同造影剂的造影效果，通过尾静脉注射三种造影剂后进行增强成像发现，泛影葡胺和碘普罗胺造影剂显像欠清晰，造影剂在腹部分布不均匀，不能对腹部脏器进行显像；碘海醇造影剂显像较为清晰，造影剂在腹部分布较为均匀，能对腹部脏器进行显像，因此本发明选择碘海醇作为目标小鼠用造影剂。
[0030]参考图2和图3，分别显示了以碘海醇作为目标小鼠用造影剂，分别采用腹腔注射、尾静脉注射碘海醇100 μ 1、150 μ 1、200 μ 1、250 μ 1、300 μ 1，对照组给予注射同等剂量生理盐水，观察注射后在同样工作参数下的造影效果。
[0031]从附图对比我们可以看到，通过腹腔注射后，全腹腔弥漫造影剂，分辨腹部脏器较为困难(图2);通过尾静脉注射后造影剂在腹部脏器分布较均匀，可成功对肝脏进行显像(图3)，因此尾静脉注射后增强效果优于腹腔注射。
[0032]参考图4，显示了角增量对增强成像的影响，采用1.1°扫描时图像较模糊；采用0.9°扫描时图像比较清晰，可用于科研用途；采用0.7°扫描时图像清晰度最好，较好的满足科研需要。
[0033]参考图5，显示了分辨率对增强成像的影响，35 μπι扫描时图像稍模糊，可见较多造影剂停留于肝脏部位，但不能见到血管分支的增强成像，但所需扫描时间较短；18μπι扫描时图像比较清晰，可见部分造影剂停留于肝脏部位，可见到血管分支的增强成像，但分支较少，扫描时间适中；9 μ m扫描时图像清晰度最好，可见较少造影剂停留于肝脏部位，可见到血管分支的增强成像，且分支显像较多，但扫描时间过长。综合图像质量、扫描时间等的考虑，18 μπι扫描分辨率是比较理想的，有利于进行增强造影图像的采集。
[0034]在本发明公开的上述优化参数下，在18min内即可完成Micro-CT成像扫描，且具有良好的造影成像效果。
【主权项】
1.一种肝脏血管增强造影的方法，其特征在于包括利用Micro-CT影像方法在小鼠中进行增强造影成像的步骤。2.根据权利要求1的方法，其特征在于小鼠进行增强造影的方法为采用碘海醇作为造影剂，通过尾静脉注射造影剂，造影剂的剂量为单次不高于300 μ I。3.根据权利要求2的方法，其特征在于造影剂的剂量为单次100-200μ I。4.根据权利要求1的方法，其特征在于Micro-CT影像方法的角增量不高于0.9°，分辨率为9-35 μ m。5.根据权利要求4的方法，其特征在于Micro-CT影像方法的角增量为0.7°，分辨率为 18 μ m0
【专利摘要】本发明公开了一种肝脏血管增强造影成像的方法，包括利用Micro-CT影像方法在小鼠中进行增强造影成像的步骤。本发明的方法能够快速、准确、高分辨率的获得Micro-CT影像，为医学研究提供准确的实验数据支持。
【IPC分类】A61B6/03, A61K49/04
【公开号】CN105251026
【申请号】CN201510645750
【发明人】吴向未, 陈雪玲, 王艳杰
【申请人】吴向未
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月8日