CT测量兔子脂肪率、皮下和内脏脂肪、骨参数

一、实验背景
实验用兔在实验动物中占据着重要的位置，在免疫血清制备、心脏和呼吸系统研究、皮肤过敏试验及其他研究中，兔子都能发挥重要的作用。
当前的小动物CT设备多为小鼠和大鼠设计，在动物容器上很少有CT设备能够容纳下兔子，所以造成兔子CT测量上的客观困难。如果用临床CT来扫描兔子，则会面临分辨率等诸多方面的问题。如果有能够扫描兔子的小动物CT将会解决科学研究中的很多问题。
二、实验材料
Hitachi-Aloka Latheta LCT-200小动物专用多排定量CT很好地解决上述问题，它配备有24mm、48mm、80mm和120mm直径的四个动物专用容器，最大的120mm直径的动物容器可以容纳下1.5kg的兔子。本实验的目的就是检验该款CT系统在兔子各项参数上的具体应用。
本实验的对象为五月龄兔子，基本上算是进入成年，体重1.4kg。用Avertin麻醉剂麻醉后，将兔子放入120mm容器中，兔子在放入容器时基本上没有太大困难，而且还有一定的空间余地。
Latheta LCT-200自带扫描、分析软件。
三、实验详细过程
启动Lathta自带软件，调用扫描脂肪的预置程序，选取整只兔子进行全身扫描，采用120um分辨率，断层厚度为960um。整只兔子扫描时间大约为29min。扫描结束后，使用标配软件进行脂肪参数分析。
 

1. 区分皮下脂肪和内脏脂肪

利用软件导航功能，选取整只兔子作为感兴趣区域(ROI)，然后按照软件一步步的操作指示进行分析，软件可以自动区分皮下脂肪和内脏脂肪(图1)。


图1LCT200的软件可识别皮下和内脏脂肪，图中的切片上显示的红色部分代表内脏脂肪，黄色部分代表皮下脂肪。蓝色代表肌肉。
脂肪的含量可以用重量g来表示，或者用体积的立方厘米表示。软件自动计算出肌肉含量为776.3g，总脂肪含量为50.8g，内脏脂肪为33.9g，皮下脂肪为16.9g。脂肪百分比为6.1%左右。


图2软件自动计算皮下和内脏脂肪的含量并以体积或重量单位显示。

进一步点击下一步的分析结果，可以显示更加详细的结果，例如每一个切片的数据都可以分别显示出来。


图3进一步显示更详细的分析结果

 

1. 总体脂肪率的分析（脂肪百分比）

其实在第一步的分析中，我们已经得到了总体的脂肪百分比(脂肪率)。如果不区分皮下脂肪和内脏脂肪，就可以直接计算总体的脂肪率。一键点击脂肪率，基本上就可以在20秒钟之内分析全身脂肪百分比。分析结果为全身脂肪率为6.1%。


图4LCT200的软件可自动计算脂肪率，黄色部分代表皮下脂肪，蓝色代表肌肉。
在这一步的分析中，由于不区分皮下和内脏脂肪，该软件将所有的脂肪都标记成为黄色，蓝色部分代表肌肉。


     更多的实验结果显示略。
 
 

1. 脂肪肝分析

脂肪肝研究对于人类健康不容忽视。LCT-200可以分析肝脏中脂肪的含量。利用机器内置的脂肪肝扫描预置程序进行脂肪肝扫描，整个过程大约需要9min就可以完成。然后用系统标配的脂肪肝分析软件模块进行肝脏脂肪率的分析。


图 5可以分析兔子的脂肪肝情况。
具体的分析方法是，在肝脏上选取一个圆形区域，连续选取10个切片，从而形成一个圆柱状的感兴趣体积，分析这个典型的选取体积的肝脏脂肪率，来代表整个肝脏的脂肪率。因为脂肪在肝脏中的分布是十分均匀的。经过分析，该兔子的肝脏脂肪率为13.1%。

 

1. 骨骼参数分析

使用系统内置的骨骼扫描预置程序，进行全身骨骼的扫描，可以分析全身的骨骼分析，当然也可以分析具体的某一块骨骼的参数，只要我们使用ROI圈定工具，将我们感兴趣的骨骼选中即可。


图6LCT-200可分析24个骨骼参数，使用方便，一键分析所有24个骨参数。
骨骼的分析参数多达24个，只需点击骨骼分析，选中我们感兴趣的分析区域，不需人工介入，就可以实现24个参数的一键分析。


图7骨骼参数的显示。
 

1. 可生成excel表格方便后续分析

系统配置的软件可以将分析数据以excel报表的形式输出，使我们可以方便地利用数据产生各种条图、柱图、统计图表等，大大有利于我们的科学研究和统计学研究。


图8 分析结果的电子表格输出

 

1. 三维重建后兔子轮廓及骨骼的效果

图9 兔子轮廓和骨骼重建后图片

图10  兔子脊椎骨三维重建后的3D图片

日立Aloka Latheta LCT-200是一款多排定量CT，可以进行脂肪率、皮下和内脏脂肪分析、脂肪肝分析、棕色(褐色)脂肪分析以及骨骼参数分析等多项功能，给研究者提供更多的选择。该系统扫描快速，分析方法简单，因此能够给研究者节约宝贵的时间。总之，LCT-200小动物多排定量CT不仅能够实施小鼠、大鼠、豚鼠等实验动物的CT扫描，还能够扫描1.5kg左右的兔子，以及小的昆虫和各种实验动物的离体骨等，因此在试验对象的兼容性上具有最大限度的灵活性，可以最大限度地满足研究者的CT扫描需求。