Page 44 - 南京医科大学自然版
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第45卷第4期
               ·480 ·                            南 京    医 科 大 学 学         报                        2025年4月


              进行活体扫描。为避免金属伪影，每次扫描前用异                            1.2.2 OTM距离及骨小梁参数测量
              氟烷（3%~4%，5~6 min）吸入法麻醉大鼠（图1C），将                        将 Micro⁃CT 扫描获得的原始数据以 DICOM
              口内加力装置拆除。将大鼠腹部朝下放于碳素样品                           （digital imaging and communications in medicine）格
              床中，大鼠头部用塑料泡沫装置固定，使其腭平面与                           式导出，在 Amira 软件（v6.0，Thermo Fisher Scientific
              台面平行（图1D）。扫描过程中持续输入0.8 L/min氧                     公司，美国）中对上颌扫描区域进行三维重建，定位
              气及 2%异氟烷维持麻醉。Micro⁃CT 扫描条件设置                      上腭部腭后孔，并以腭后孔前缘点为原点 O 建立了
              为 70 kVp、114 μA、8 W，扫描精度为 17.5 μm，目标              统一的空间坐标系。该坐标系中，x轴和y轴平行于
              区域为左侧上颌第一、二磨牙及周围牙槽骨，每次                            腭平面，x 轴方向与施力方向一致，z 轴垂直于腭平
              扫描时间约 40 min。使用 NRecon 软件（Bruker 公                面。使用与大鼠活体扫描相同的参数设置，扫描
              司，德国）进一步重建原始数据，每只大鼠每个时间                           Micro⁃CT配套的标准密度体模（Bruker公司，德国），

              点可生成约 660 张横截面图像，分辨率为 1 395×                      在Amira软件中测定5个不同密度区域所对应的CT
              1 409像素。                                          值，并拟合成线性曲线，根据公式（1）将磨牙各区域



              A                     B                       C                        D
                                                                    Rodent anesthesia machine
                                                                                               Positioning foam
                                                                        Induction chambers
                First molar
                            Force                                          TO CANISTER  INLET
                Nickel⁃titanium
                coil spring
               Maxillary incisors
                                                                                                Micro⁃CT sample bed
                             Force



                 A：Schematic diagram of orthodontic tooth movement in rats. B：Intraoral photo of rat teeth after force application. C：Inhalation anesthesia of rats
              before Micro⁃CT scanning. D：The rat was immobilized on the sample bed.
                                                    图1  大鼠正畸牙移动模型
                                          Figure 1 Orthodontic tooth movement model in rats

              的 CT 值转换为密度值：HU=2 031+10.61×ρ（1），其                质点系在该平面上的分布情况，My、Mz和 Mx分别表
              中，ρ表示密度值，HU表示CT值。                                 示质点系对 yz、xz 和 xy 平面的静矩。由上述公式可
                  将牙齿区域内的所有像素点视为离散的质点，                          得第一、第二磨牙质心的空间坐标，以第一磨牙质
              每个质点具有特定的坐标（xn，yn，zn）和相应的密度                       心为起点、第二磨牙质心为终点的有向线段为向量
              值。这些质点共同构成了1个质点系。通过以下公                            D  ，将该向量平移至坐标系原点，其在x轴投影的长
              式（2）、（3）、（4）计算该质点系的质心坐标（x，y，z）：                   度即为牙齿移动量。
                           n       n
                                     ρ V x
                     M y  ∑ m x i ∑ i  i  i                          本研究选取左上颌第一磨牙远中颊根中部的
                              i
                  x ˉ=  =  i = 1  =  i = 1              （2）     近中及远中牙槽松质骨作为感兴趣区（region of in⁃
                      M     n       n
                                      ρ V
                          ∑  m i   ∑ i  i                       terest，ROI），并遵循以下原则：依据加力方向将远中
                           i = 1   i = 1
                           n       n                            颊根的近中侧作为压力区（ROI⁃p）、远中侧作为张力
                                     ρ V y
                     M    ∑ m y i ∑ i  i  i                     区（ROI⁃t），分别框选1个150 μm×400 μm×400 μm的
                              i
                  y ˉ=  z  =  i = 1  =  i = 1           （3）
                      M     n       n                           长方体（图 2），其顶面位于远中颊根根分叉至根尖
                                      ρ V
                          ∑  m  i  ∑ i  i
                           i = 1   i = 1                        的上 1/3 与中 1/3 交界处。在 Amira 软件中对所选
                           n       n
                                       i i
                     M   ∑  m z      ρ V z                      ROI 进行三维重建，从长方体顶面宽度中点处截取
                              i i ∑ i
                  z ˉ=  x  =  i = 1  =  i = 1           （4）
                     M     n       n                            纵切面。将DICOM 文件依次导入Dataviewer、CTAn
                                     ρ V
                          ∑  m i  ∑ i   i                       软件（Bruker公司，德国）完成校正及切片后，对骨小
                           i = 1   i = 1
                  其中，M表示质点系的总质量，mi、Vi和ρi分别表                     梁的显微结构进行定量分析。主要测量参数包括
              示第 i 个质点的质量、体素和密度。静矩用于描述                          骨体积分数（bone volume fraction，BV/TV）、结构模
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