Анализ изображений продольной микрокомпьютерной томографии для определяемой пользователем области интереса при дефектах костей критического размера

Summary

Мы представляем метод анализа определяемой пользователем области интереса (ROI) в продольной модели радиального дефекта крысы in vivo . Этот метод позволяет проводить сравнительный анализ между различными скаффолдами, ранее ограниченными вариациями поля зрения сканирования микрокомпьютерной томографии (μКТ), ориентации образца и исходного наличия скаффолда.

Abstract

Микрокомпьютерная томография (КТ) с помощью микрокомпьютерной томографии (КТ) является необходимым количественным инструментом для изучения потенциала регенерации кости и результатов в рамках лонгитюдных исследований in vivo . В установленных методах сегментации кости используется программное обеспечение для визуализации всей кости, μКТ сегментации и выравнивания сложных анатомических структур. Эти протоколы сегментации обеспечивают надежный, высокоточный метод сегментации, выравнивания и анализа, но ограничены в возможностях анализа определяемой пользователем области интереса (ROI). Мы представляем протокол, расширяющий эти методы, чтобы обеспечить определяемый пользователем анализ объема костной ткани ROI вокруг дефекта кости критического размера. Заданный пользователем ROI, связанный с дефектом, может быть проанализирован с течением времени для продольных исследований in vivo . В данной работе мы исследуем μКТ-изображения трех уникальных образцов крыс, каждому из которых был имплантирован контрольный каркас поликапролактона (PCL). Модели анализируются тремя пользователями (2 опытными и 1 новичком) в течение 0 и 6 недель, чтобы проиллюстрировать возможность измерения ROI вокруг дефекта критического размера на протяжении всего лонгитюдного исследования.

Introduction

Критические костные дефекты представляют собой значительные клинические проблемы в управлении ортопедическим лечением. Согласно стандарту ASTM F2721, дефект критического размера характеризуется как дефект длиной от 1,5 до 2 диаметров исследуемой кости¹. Исправление этих дефектов традиционно осуществлялось с помощью аутологичных и аллогенных трансплантаций, ограниченных процедурными расходами, связанными с рисками вторичных операций и требуемым объемом костного трансплантата². Современные методы регенерации кости сосредоточены на использовании аллогенных и ксеногенных каркасов, предназначенных для создания как остеокондуктивных, так и остеоиндуктивных эффектов за счет оптимизации их механических свойств, биосовместимости, биологической активности, ангиогенного потенциала и профилей деградации ^3,4,5. Исследованные биоматериалы охватывают широкий спектр от биокерамики и биополимеров до металлов и других композиционных материалов⁶. Вариации этих биоматериалов тестируются как in vitro, так и in vivo, чтобы исследовать их потенциал в качестве каркасов регенерации кости.

μКТ является золотым стандартом неинвазивной, высокоточной визуализации для оценки морфологии, структуры и микроструктуры костей на моделях грызунов ^7,8,9. Этот метод визуализации был описан для оценки продольного прогрессирования регенерации кости in vivo в моделях заживления переломов¹⁰. Разработаны методы стандартизации количественной оценки кортикальной и трабекулярной кости по данным КТ-сканирования⁹. Были разработаны полуавтоматические рабочие процессы сегментации с использованием коммерчески доступного программного обеспечения для визуализации сегментации всей кости со сложными анатомическими структурами¹¹. Эти методы позволяют использовать упрощенные и доступные методы для пользователей с различными уровнями опыта для получения стандартизированных, воспроизводимых результатов. Тем не менее, эти методы остаются ограниченными в возможностях исследования определяемой пользователем рентабельности инвестиций.

В данной статье мы представляем протокол, который расширяет существующие методы, позволяя пользователю проводить анализ объема костной ткани ROI вокруг костного дефекта критического размера для продольных моделей крыс in vivo с использованием программного обеспечения для визуализации. Установление последовательного метода выравнивания и отбора ROI между неделями лонгитюдного исследования имело важное значение для разработки надежного протокола. Начальная временная точка используется в качестве основы для выравнивания последующих недель, чтобы обеспечить согласованную ориентацию твердотельных моделей. При условии такого выравнивания можно выбрать соответствующие срезы изображения μCT из наложенных твердотельных моделей, охватывающих дефект критического размера. Стабильная рентабельность инвестиций проверяется не только за счет расположения слайсов, но и за счет сравнения количества срезов в регионе. Выбранный ROI из базовой модели затем может быть воспроизведен в последующие недели, что позволяет провести сравнительный количественный анализ.

Protocol

Продольные μКТ-изображения для этого исследования были собраны на 0-й и 6-й неделях из критических радиальных дефектов размером 3 мм у взрослых самок крыс Charles River SASCO-SD, получавших лечение скаффолдом на основе поликапролактона (PCL). Все использование животных было выполнено в соответствии с протоколами, утвержденными Комитетом по животным ресурсам Университета Рочестера (UCAR). Сбор изображений μКТ проводился с помощью аппарата Scanco Medical VivaCT 40.

ПРИМЕЧАНИЕ: Основные шаги в этом протоколе разделены на сегментацию изображений μCT, выравнивание, выбор ROI и обрезку, а также анализ и визуализацию (рис. 1). Протокол сегментации изображений μКТ адаптирован из Kenney et al. (2022)¹¹.

Рисунок 1: Сводная диаграмма рабочего процесса. Этапы протокола в основном делятся на сегментацию изображений, выравнивание модели, выбор ROI и объемный анализ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

1. Сегментация изображения с помощью μКТ

1. Открытие изображений в программном обеспечении
   1. Запустите программное обеспечение Amira (далее — программное обеспечение для визуализации) и выберите «Открытые данные». Во всплывающем окне перейдите в нужный каталог папок, чтобы выбрать начальную временную точку .dcm файлами. Нажмите CTRL+A, чтобы выбрать все изображения, и нажмите «Открыть изображения».
   2. Во всплывающем окне отобразится информация об открытом наборе данных изображения; нажмите OK , чтобы продолжить.
   3. Появится предупреждение о масштабировании. Нажмите Convert to Float (опция по умолчанию), чтобы продолжить.
   4. Значок набора данных появится в разделе Вид проекта . Чтобы изменить имя набора данных, щелкните один клик по значку набора данных и нажмите F2; После ввода нужного имени нажмите OK. Установите шаблон именования для идентификации сканирования (например, «Материал костного каркаса» — «WKX»).
2. Фильтрация и определение пороговых значений для μКТ-изображения
   1. Загрузив изображения в раздел «Вид проекта », нажмите на стандартный просмотрщик 2D-срезов Ortho Slice , чтобы просмотреть 2D-ориентации и срезы. В окне просмотра справа появится 2D-визуализация.
   2. Чтобы визуализировать изображения в 3D, щелкните правой кнопкой мыши набор данных, выполните поиск по запросу «Объемный рендеринг» и выберите его. В разделе «Свойства » для объемного рендеринга установите нижний порог цветовой карты на 2500 и нажмите клавишу Enter.
      ПРИМЕЧАНИЕ: 2D и 3D можно включать и выключать, щелкнув по синему квадрату рядом с Орто-срезом или Объемным рендерингом соответственно. Для окна просмотра справа доступно несколько вариантов просмотра в верхней части панели. К ним относятся различные инструменты для перемещения, поворота или увеличения/уменьшения изображения; инструменты для изменения ориентации изображения на виды XY, XZ и YZ, а также инструменты для простых измерений.
   3. При необходимости для некоторых наборов данных может потребоваться удаление артефактов или данных за пределами интересующей области с помощью функции «Редактирование объема». Чтобы добавить функцию «Редактирование объема», щелкните правой кнопкой мыши набор данных, выполните поиск по запросу «Редактирование объема» и выберите его.
   4. Нажмите на кнопку «Редактировать объем » в разделе « Вид проекта ». В разделе «Свойства » выберите «TabBox» в первом раскрывающемся окне справа от «Инструмент».
   5. При выборе областей для сохранения настройте TabBox , щелкнув и перетащив зеленые углы с помощью курсора Interact (значок наведенного курсора на верхней панели окна просмотра). Для настройки TabBox может потребоваться использование альтернативных представлений (XY, XZ или YZ) для определения областей, которые необходимо удалить.
   6. После того как TabBox окружает область для сохранения, выберите Cut Outside , чтобы удалить артефакт или данные за пределами TabBox. В виде проекта будет сгенерирован новый, измененный набор данных.
   7. Щелкните и перетащите строку объемной отрисовки из исходного набора данных в измененный набор данных. При этом изображение, отображаемое в окне просмотра, изменится на измененный набор данных. В разделе «Свойства » для объемного рендеринга установите нижний порог цветовой карты на 2500 и нажмите клавишу Enter.
   8. Щелкните правой кнопкой мыши измененные данные, найдите Median Filter и выберите. В разделе «Свойства» для фильтра медианы выберите «3D» для интерпретации и нажмите «Применить». Это создаст новый отфильтрованный (.filtered) набор данных в разделе Вид проекта .
   9. Щелкните правой кнопкой мыши отфильтрованные данные, выполните поиск по запросу «Интерактивное пороговое значение» и выберите его. В разделе «Свойства » для параметра «Интерактивное пороговое значение» выберите «3D» в поле «Тип предварительного просмотра», установите нижнее значение параметра «Диапазон интенсивности » на 2500 и нажмите кнопку «Применить». Это создаст новый набор данных с пороговым значением (.thresholded) в разделе Вид проекта .
   10. Щелкните и перетащите строку объемной отрисовки из измененного набора данных в набор данных с пороговым значением. Выключите интерактивное пороговое значение и включите функцию Громкость (если она выключена).
3. Сегментация изображения μКТ
   1. Нажмите на отфильтрованный набор данных, а затем перейдите на вкладку Сегментация , нажав на Сегментация под строкой меню. На вкладке «Сегментация » элементы управления аналогичны элементам управления на вкладке « Проект ».
      ПРИМЕЧАНИЕ: На вкладке «Сегментация » есть некоторые дополнительные инструменты, относящиеся к окну просмотра. В верхнем углу окна просмотра есть кнопка масштабирования +/- с помощью которой можно использовать для того, чтобы изображение заполняло окно просмотра. Изображение можно центрировать в окне просмотра с помощью полосы прокрутки влево/вправо в нижней части окна просмотра. Над этой полосой прокрутки находится вторая полоса прокрутки для перемещения по срезам данных μCT.
   2. Чтобы убедиться в правильности настройки вкладки «Сегментация », в разделе «Редактор сегментации » для параметра «Изображение » устанавливается отфильтрованный набор данных, а в поле «Метка » — набор данных с пороговым значением. В разделе «Материалы » дважды щелкните по материалу с именем «Материал» и переименуйте его в «Кость».
   3. Нажмите «Создать» в редакторе сегментации, чтобы создать новое поле метки. Во всплывающем окне переименуйте его, используя аналогичное соглашение об именовании (например, «Материал костяного каркаса» - «WKX» - Маркеры), как и раньше, и как «Маркеры», и нажмите OK.
   4. Настройте окно просмотра 2D с помощью альтернативных видов (XY, XZ или YZ) для отображения изображения в сагиттальной или корональной плоскости.
   5. Используйте кисть, лассо, палочку и порог в разделе «Выделение », чтобы определить области интереса. Для этого протокола выберите инструмент «Кисть ». Отрегулируйте размер инструмента кисть ; Как правило, хорошо работает указатель среднего размера.
   6. Настройте стек изображений на первый срез, где лучевая кость начинает быть видна. Для этого может потребоваться многократное перемещение по срезам, чтобы определить, какие объемы принадлежат радиусу и локтевой кости и когда они начинаются.
   7. Как только срез будет определен, используйте курсор кисти для рисования, щелкнув и перетащив курсор вокруг этого сегмента кости. В том месте, где нарисовал курсор, появится красная линия. Рисуйте внутри участка кости, а не за ее пределами; Это поможет программному обеспечению визуализации различать две кости.
   8. Продолжайте двигаться по срезам и рисовать по радиусу. Как правило, через среднюю часть стека изображений можно делать рисунки через каждые 20-30 срезов изображения. В конце стека изображений или вокруг дефекта критического размера делайте рисунки через каждые 5-10 срезов изображения, чтобы помочь программному обеспечению визуализации по мере появления или исчезновения кости.
   9. После того, как радиус будет заполнен по всей длине, нажмите « Выделение», «Заливка», а затем «Все фрагменты » в выпадающем меню в строке меню. Это заполнит все рисунки, сделанные с помощью инструмента кисть. Теперь они будут отображаться как затененные красным, а не контурами.
   10. Нажмите «Выделение» и «Интерполяция» в раскрывающемся меню в строке меню. Это заполнит затененные области лучевой кости во всех срезах на основе сделанных рисунков.
       ПРИМЕЧАНИЕ: Иногда при этом некоторые участки кости будут отсутствовать. Прежде чем продолжить, прокрутите все срезы, чтобы убедиться, что кость в целом идентифицирована. Если часть кости была пропущена, используйте инструмент «Кисть», чтобы обвести эту область на нескольких срезах, окружающих отсутствующую часть, и повторите два вышеуказанных шага (1.3.9 и 1.3.10).
   11. После того, как радиус будет полностью определен, в разделе «Материалы » дважды щелкните по материалу с именем «Внутри » и переименуйте его в «Радиус».
   12. Нажмите на символ Добавить (+), расположенный в разделе Выбор, чтобы добавить его в качестве материала. Теперь радиус очерчен в окне просмотра. Нажмите на значок замка для материала «Радиус » в разделе «Материалы », прежде чем продолжить; Это гарантирует, что в данный материал не будут внесены никакие изменения.
   13. Проделайте тот же процесс с локтевой костью. В разделе Материалы нажмите кнопку Добавить , чтобы создать новый материал. Дважды кликните по новому материалу и переименуйте его в Ulna.
   14. Повторите шаги с 1.3.6 по 1.3.12 для локтевой кости.
   15. Выполнив шаги для лучевой и локтевой костей, разблокируйте радиус, щелкнув значок замка для материала радиуса в разделе материалов . Перейдите на вкладку « Проект », нажав на « Проект» под строкой меню. Теперь к отфильтрованному набору данных в разделе Вид проекта применяется набор данных с именем Маркеры.
   16. Щелкните правой кнопкой мыши отфильтрованный набор данных и найдите Marker Based Watershed Inside Mark (Image Segmentation) и выберите. В разделе Свойства , щелкнув ниспадающие меню, установите Данные в качестве отфильтрованного набора данных, Маркеры в качестве набора данных маркеров и Двоичная маска в качестве порогового набора данных и нажмите Применить.
   17. Файл .grown будет сгенерирован в разделе Вид проекта . Щелкните и перетащите строку объемного рендеринга из порогового набора данных в набор данных .grown, чтобы визуализировать сегментацию лучевой и локтевой кости в окне просмотра.
   18. Чтобы преобразовать файл .grown в 8-разрядный, нажмите на набор данных .grown и найдите Convert Image Type и выберите. Файл .grown будет преобразован из 16-разрядного в 8-разрядный.

2. Выравнивание

1. Выравнивание оси и извлечение лучевой и локтевой костей
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если текущая модель является начальной точкой времени, все шаги должны быть выполнены. В противном случае начните этот раздел с шага 2.1.4. Чтобы учесть поперечный срез радиуса, модель начальной временной точки должна быть выровнена перпендикулярно плоскости ортосреза; Эта модель послужит основой для выравнивания в последующие недели.
   1. В разделе Project View включите Ortho Slice (если он выключен), а затем нажмите на набор данных .grown. В разделе «Свойства » нажмите на значок «Редактор преобразований ». С помощью курсора Interact отрегулируйте угол радиуса и локтевой кости, щелкнув по зеленым точкам выравнивания оси так, чтобы Ortho Slice создал поперечный срез по радиусу.
   2. После того, как это будет согласовано, необходимо создать новый набор данных для сохранения этого преобразования. Щелкните правой кнопкой мыши набор данных .grown, найдите Resample Transformed Image и выберите.
   3. Нажмите на кнопку «Изменить разрешение преобразованного изображения» и в разделе «Свойства» установите для параметров «Данные» значение «Набор данных .grown», «Интерполяция на ближайшего соседа», «Режим» на расширенное, «Сохранить до размера вокселя» и значение «Отступ» на 0. Нажмите кнопку Применить, и будет создан новый набор данных .преобразованный.
   4. Чтобы извлечь радиус и локтевую кость из объединенной модели сегментации, щелкните правой кнопкой мыши набор данных .transted, найдите Extract Label и выберите.
   5. Нажмите на кнопку Извлечь метку в разделе Свойства, установите для параметра Метки значение .преобразованный набор данных, для параметра Идентификатор метки значение 1 и установите флажок Экспорт в двоичный код. Нажмите кнопку Применить, и будет создан результирующий набор данных.
   6. Щелкните и перетащите строку объемной отрисовки из набора данных .grown в набор данных Result . Щелкните по набору данных Result и нажмите F2 , чтобы переименовать файл (например, 'Bone Scaffold Material' - 'WKX' - Radius).
   7. Повторите шаги с 2.1.4 по 2.1.6 для локтевой кости, установив для параметра Идентификатор метки значение 2 и переименовав файл результата для локтевой кости.
2. Сохранение файлов и открытие продольных изображений
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если текущая модель является начальной точкой времени, все шаги должны быть выполнены. В противном случае начните этот раздел с шага 2.2.2.
   1. Чтобы сохранить исходный файл временной точки, нажмите « Файл», «Сохранить проект как» и «Установить местоположение файловой директории » в раскрывающемся меню в строке меню. Установите тип сохранения как файл проекта Amira и файлов данных (pack &go) (*.hx) и назовите файл как основную версию (например, 'Bone Scaffold Material'_ 'WKX' MASTER).
   2. Откройте исходный мастер-файл временной точки (если он еще не открыт) и сохраните копию, нажав на «Файл», «Сохранить проект как» и «Установить местоположение файловой директории » в выпадающем меню в строке меню. Установите тип сохранения как файл проекта Amira и файлов данных (pack &go) (*.hx) и назовите файл (например, 'Bone Scaffold Material'_ 'WK0' и 'WKX'). Этот файл будет использоваться для сравнения начального момента времени с последующими неделями без перезаписи мастер-файла.
   3. В новом файле сравнения откройте изображения для точки сравнения, нажав кнопку Открыть данные в разделе Вид проекта . Во всплывающем окне перейдите в нужный каталог папок, чтобы выбрать начальную временную точку .dcm файлами. Нажмите CTRL+A, чтобы выбрать все изображения, и нажмите «Открыть изображения».
   4. Всплывающее окно предоставит информацию об открытом наборе данных изображения; нажмите OK , чтобы продолжить.
   5. Появится предупреждение о масштабировании. Нажмите Convert to Float (опция по умолчанию), чтобы продолжить.
   6. Значок набора данных появится в разделе Вид проекта . Чтобы изменить имя набора данных, щелкните один клик по значку набора данных и нажмите F2; После ввода нужного имени нажмите OK. Для идентификации скана может быть установлен шаблон именования (например, «Материал костного каркаса» - «WKX»).
3. Выравнивание модели
   ПРИМЕЧАНИЕ: В этом процессе будет обсуждаться выравнивание сегментации лучевой кости. Тот же процесс может быть применен к локтевой кости, по мере необходимости. Не выравнивайте обе кости одновременно; Это вызовет проблемы с правильным выравниванием.
   1. Отключите любой из начальных временных точек объемного рендеринга. В окне просмотра ничего не отображается.
   2. Щелкните правой кнопкой мыши набор данных для сравнения (за следующей неделей), найдите Ortho Slice и выберите.
   3. Повторите раздел 1 (начиная с шага 1.2), раздел 2 (шаг 2.1) после любых дополнительных примечаний к предоставленным номерам шагов. По завершению этих разделов возобновите с шага 2.3.4. Завершение этих разделов приведет к сегментации набора данных за следующую неделю и извлечению лучевой и локтевой костей.
   4. Щелкните правой кнопкой мыши набор данных для сравнения (за следующей неделей) для извлеченной лучевой кости, найдите Мастер регистрации изображений и выберите. В разделе Свойства задайте Данные в качестве набора данных за неделю сравнения для извлеченной лучевой кости, а Справочный — в качестве начального набора данных временной точки для извлеченной лучевой кости.
   5. В разделе Действия мастера регистрации изображений нажмите кнопку Пропустить для шага 1 из 4. Для шагов 2 и 3 из 4 с помощью курсора взаимодействия настройте TabBox на общую область между начальной точкой времени и наборами данных за неделю сравнения, нажимая кнопку Применить в разделе Действие после каждого шага. Для шага 4 из 4 установите Метрику как Корреляция, Преобразование как Жесткое и Предварительное выравнивание как Выравнивание главных осей и нажмите Применить в разделе Действие.
   6. После того, как наборы данных будут выровнены, щелкните правой кнопкой мыши на наборе данных для сравнения (на следующей неделе) для извлеченной лучевой кости и найдите команду Resample Transformed Image и выберите. В разделе Свойства установите Данные в качестве набора данных за неделю сравнения для извлеченной лучевой кости, Интерполяцию на ближайшего соседа, Режим на Расширенный, Сохранить до размера вокселя и Значение заполнения на 0 и нажмите Применить. Для набора данных сравнения будет создан новый набор данных .transformed.

3. Выбор ROI и обрезка

ПРИМЕЧАНИЕ: Сначала завершите обработку ROI, чтобы определить количество срезов вокруг трещины критического размера. После того, как эти номера срезов определены, они могут быть использованы в тот же момент времени для локтевой кости, по мере необходимости. В этом процессе обрезка не может быть отменена после применения к модели.

1. Регион интереса к культуре
   1. Нажмите и включите Орто-срез для начальной точки времени и установите Данные на набор данных начальной точки времени для извлеченного радиуса. Установите Ориентацию таким образом, чтобы плоскость давала поперечный разрез через лучевую кость.
   2. С помощью ползунка «Номер среза » в разделе «Свойства » измените номер среза, чтобы определить расположение проксимального и дистального среза, окружающих дефект критического размера. Для обоих срезов определите срез наиболее дистальный и проксимальный, где перелом встречается с диафизом лучевой кости. Задокументируйте номер среза; Это число будет варьироваться для каждой модели.
   3. Нажмите и включите Орто-срез для недели сравнения и установите Данные на начальный набор данных временной точки для извлеченного радиуса. Установите Ориентацию так, чтобы плоскость давала поперечный разрез через лучевую кость.
   4. С помощью ползунка «Номер среза » в разделе «Свойства » и с помощью набора данных начальной точки времени, показывающего дистальный ортосрез, измените номер среза недели сравнения так, чтобы он совпадал с дистальным срезом начальной точки времени. Программное обеспечение для визуализации позволяет визуально проверить выравнивание; Когда срезы перекрываются, они будут отображаться в окне просмотра как один срез.
   5. Обратите внимание на номер среза для дистального среза набора данных за неделю сравнения. Повторите шаг 3.1.4 для проксимального среза.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве дополнительной проверки определите разницу между проксимальным и дистальным срезом как для исходного набора данных, так и для набора данных за неделю сравнения. Эти значения должны быть эквивалентными, что должно отражать неизменный размер ROI.
   6. Щелкните мышью по начальной временной точке для извлеченного радиуса. В разделе «Свойства » нажмите на инструмент «Редактор обрезки ».
   7. Во всплывающем окне редактора обрезки введите минимальное и максимальное значения в соответствующее поле X, Y или Z ( окно просмотра изменит ROI по мере их ввода). После ввода значений нажмите OK. Набор данных будет обрезан до входного ROI.
   8. Повторите шаг 3.1.7 для набора данных за неделю сравнения.

4. Анализ и визуализация

1. Объемный анализ
   1. Чтобы определить объем набора данных начальных временных точек, щелкните правой кнопкой мыши преобразованный набор данных начальных временных точек для извлеченного радиуса, выполните поиск по запросу Material Statistics и выберите. В разделе «Свойства» задайте «Данные» в качестве начальной временной точки, преобразованной для извлеченного радиуса, а затем выберите «Выбрать как материалы» и нажмите «Применить». Новый домен . Набор данных MaterialStatistics будет создан для исходного набора данных временных точек.
   2. Нажмите на кнопку . MaterialStatistics установите данные для начальной точки времени для извлеченного радиуса и в окне «Свойства » нажмите на «Показать таблицу». Перейдите на вкладку «Таблицы » над окном «Свойства ». На этой вкладке отображается объем обрезанного набора данных начальных временных точек для извлеченного радиуса.
   3. Повторите шаги 4.1.1 и 4.1.2 для набора данных за неделю сравнения для извлеченного радиуса. На вкладке Таблица начальная временная точка и неделя сравнения будут иметь отдельные вкладки, на которые можно щелкнуть.
2. Визуализация наборов данных
   1. Чтобы визуализировать изменение объема кости, щелкните правой кнопкой мыши на преобразованном наборе данных за неделю сравнения для извлеченного радиуса, выполните поиск по запросу Арифметика и выберите его. Нажмите на кнопку «Арифметика » и в окне «Свойства » установите вход A в качестве набора преобразованных данных за неделю сравнения для извлеченного радиуса, установите вход B в качестве начального набора данных временной точки для извлеченного радиуса, установите вход C как NO SOURCE, установите тип результата как вход A, оставьте опцию неотмеченной, установите Result Channels как вход A, и установите Выражение как A-B.
   2. Нажмите на набор данных Result и нажмите F2 , чтобы переименовать файл (например, 'Bone Scaffold Material' - 'WKX' - Bone Change). Щелкните правой кнопкой мыши на этом наборе результирующих данных, выполните поиск по запросу "Создать поверхность" и выберите его. Нажмите кнопку Создать поверхность и в окне свойств нажмите кнопку Применить, а затем во всплывающем окне нажмите кнопку Продолжить. Будет создан новый набор данных .surf.
   3. Щелкните правой кнопкой мыши набор данных .surf, найдите Surface View и выберите. Поверхностный вид результата арифметики будет отображаться в окне просмотра.
   4. Чтобы изменить цвет вида поверхности, щелкните вид поверхности в окне «Вид проекта », а затем в окне «Свойства » щелкните раскрывающийся список «Цвета » и выберите «Постоянный». Нажмите на Цветовую карту и назначьте предпочтительный цвет.
   5. Чтобы просмотреть изменение объема костной ткани в исходном наборе данных за неделю, щелкните правой кнопкой мыши набор данных .преобразованный, выполните поиск по запросу «Извлечь метку» и выберите его. Нажмите на кнопку Извлечь метку и в разделе Свойства установите для параметра Метки значение набора данных .transformed, для параметра Идентификатор метки значение 1 и установите флажок Экспорт в двоичный код. Нажмите кнопку Применить, и будет создан результирующий набор данных. Щелкните по набору данных Result и нажмите F2, чтобы переименовать файл (например, 'Bone Scaffold Material' - 'WKX' - Full - Radius).
   6. Щелкните правой кнопкой мыши на этом наборе результирующих данных, выполните поиск по запросу "Создать поверхность" и выберите его. Нажмите на кнопку Создать поверхность, в окне Свойства нажмите кнопку Применить , а во всплывающем окне нажмите кнопку Продолжить. Будет создан новый набор данных .surf.
   7. Щелкните правой кнопкой мыши набор данных .surf, найдите Surface View и выберите. Поверхностный вид результата арифметики будет отображаться в окне просмотра.
   8. Чтобы изменить цвет вида поверхности, щелкните вид поверхности в окне «Вид проекта », а затем в окне «Свойства» щелкните раскрывающийся список «Цвета » и выберите «Постоянный». Нажмите на Цветовую карту и назначьте предпочтительный цвет.
   9. Чтобы продолжить работу с дополнительными неделями, вернитесь к шагу 2.2.2.

Results

Для иллюстрации положительных результатов были исследованы изображения μКТ трех уникальных моделей крыс, каждая из которых была обработана каркасом из поликапролактона (PCL). Анализ продольного исследования по временным точкам требует, чтобы собранные твердотельные модели были выровнены перед отбором и обрезкой до получения ROI. Чтобы проиллюстрировать эту возможность в течение нескольких недель, твердотельные модели, собранные на неделях 0 и 6, были выровнены с использованием общих областей (рис. 2<...

Discussion

Количественная оценка изменения объема кости имеет важное значение для изучения потенциала регенерации кости и результатов в продольных исследованиях in vivo . Этот протокол основан на установленных методах сегментации изображений^{μКТ 11}, обеспечивая систематический подход к определению определяемой пользователем области интереса (ROI). Этот метод сыграл решающую роль в анализе эффективности имплантатов костного каркаса в исследованиях in vivo на ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Амира 3D	FEI SAS, входящая в состав компании Thermo Fisher Scientific	версия 2024.1	Программа, используемая для сегментации микрокомпьютерных томографий.
Призма графической площадки	ООО «ГрафПад Софтвер»	версия 10.0.3 (217)	Программа, используемая для построения графиков.
R Статистическое программное обеспечение	Фонд R для статистических вычислений	v4.4.0 (2024-04-24)	Программа, используемая для выполнения анализа ICC.
Scanco Medical VivaCT 40	Сканко Медикал	NA	Микрокомпьютерный томограф используется для сбора микрокомпьютерных томографий.