标本成像的不同载体氧化铅填充剂研究(2)
表2 各种载体材料与氧化铅配比铸件扫描CT值变异系数表Tab.2 The VCs of casts made by lead oxide and its carrier 载体Materials(10mL cast)Number of the castA B C D E FVCP塑料0...0.0.0.0.<0.05牙托水0...0.0.0.0.>0.05有机玻璃单体0.0.0.0..0.0.><0.05
图4 CMC/LO材料与LO塑料材料均匀性的比较 从4A-4D氧化铅由5克升到20克,铸件密度逐渐上升,均匀性加大Fig.4 Comparison on the homogeneity of CMC/LO and plastic/LO materials The casting density increased gradually along with its component lead oxide went up from 5g to 20g, accordingly, the homogeneity increased too
3 讨论
3.1 载体材料的选择
利用CT在骨骼肌标本或尸体标本的研究已有很多报道。但在标本上的管道三维成像研究却较少,其主要原因是暂时未找到适宜的既能成像又能解剖学观察的填充剂。国内张志浩[4]和方驰华[6]首先开展了此方面的研究,但其图像质量欠佳;推测可能与使用的填充剂有关。目前还没有文献报道标本CT成像对填充剂要求的研究。与活体上血管造影剂对比后,我们对材料的要求有3点:(1)材料均匀性好。(2)满足三维成像材料计算机分类要求。(3)材料CT值较高,能有效区分软组织甚至骨骼。Rees和Taylor[7]的工作奠定了LO作为X线填充剂的优势地位。鉴于CMC具备良好的分散能力,因此,我们利用CMC和目前常用的几种灌注材料作为LO载体材料进行比较,以筛选最佳载体材料。
3.2 不同材料均匀性比较
填充剂材料均匀是获得扫描CT值正态分布的基础。在CT成像中,中轴上造影剂CT值的较大变异是形成纵向容积效应的首要原因[8],在三维图像上表现为不连续或齿状伪影;均匀的填充材料可以减轻中轴上CT值的变异。空间分布分析技术[7]在三维图像分类的应用亦要求造影材料在空间上分布的均匀性。造影材料CT值分布跨度对显示窗宽窗位的选择有重要影响;而后者则对图像管径测量影响甚大[8]。均匀材料能有效地升高高斯分布的峰度系数。峰度系数为正且高时曲线越陡峭,窗宽选择越具有特异性。由此可见造影材料均匀的重要性。本研究中,LO在塑料中产生沉淀,这种造影材料重力效应会引起造影剂管道内分布异常[9]。单体和牙托水均属同一类有机丙烯类物质,在聚合时形成聚合中心并产生热量,估计此过程是影响材料内LO均匀分布的重要因素。牙托水氧化铅材料CT值均值的标准差为均值5%~20%,其形成的3D图像边缘可能不光滑;其中大的降波区在使用CT域值技术识别时会误为无填充剂区,从而在图像上表现为暗区。方驰华[6]等用牙托水银珠粉重建下腔静脉图像欠光滑推测与此有关;因为氧化铅比银珠粉分散要好。而CMC由于具有强大的悬浮能力和良好的分散性能,与LO形成水凝胶,不产生沉淀(图4);随浓度升高而悬浮能力和分散性能加强;并且LO在其中分散均匀。另外,相关文献指出[10]多糖类有机大分子可以与无机物发生键合作用,并能指导无机物的生长,可以使合成产物兼有无机物的强度和有机物的韧性,具有优良的力学性能。据此推测CMC多糖链侧羧基可能与氧化铅水化物发生键合作用,从而增加了CMC/LO的稳定性和强度。另外,我们观察CMC/LO水凝胶形态室温下一周与半月后无明显变化,说明其变形性较小。因此,CMC/LO可克服上述缺点作为一种适用于标本CT成像的氧化铅X线填充剂。
3.3 不同材料CT值分布与像素百分比例
由于目前CT成像主要为像素容积技术,对材料的识别和分类是应用一种称为CT值梯形转化函数来完成的。对于某种材料,我们假定其CT值的灰阶分布呈高斯分布,才能获得CT值梯形转化函数。从以上四种材料CT值的灰阶分布中只有CMC/LO材料才比较接近高斯分布。CMC/LO材料符合CT像素容积重建技术的初步条件。不仅如此,图2还显示CMC/LO材料在高LO浓度时,有很高的CT均值,能有效区分组织,满足材料第三个条件。
总之,CMC作为LO载体使CMC/LO材料具备良好的稳定性、均匀性和高CT衰减,可以作为一种适用于标本CT成像的氧化铅填充剂。这使得CT检测血管管径的精确性评估提供标本血管而不是假体血管为对象的研究成为可能。
文章来源:《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/0720/1539.html
上一篇:年口腔医学新材料研究研讨会征文通知
下一篇:高中物理教学生活化的策略研究