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一、     心电门控的应用价值

影像检查中，由于组织或脏器的运动（例如呼吸、心跳等）容易使得影像设备（包括超声、X线CT以及MRI等）产生伪影，这会降低图像的分辨率及诊断价值。因而在心血管和呼吸疾病研究中，控制好由于心脏或隔膜的运动而对 Micro CT 图像产生的影响，是至关重要的。

为了获得更好质量的影像，一般运用诸如呼吸补偿和呼吸门控、心电门控和心电触发等技术来做影像修正。所谓心电门控就是为了减少或消除心腔及心脏大血管的搏动对图像造成的影响而采取的基于硬件的门控技术手段。

在Micro CT中和临床上类似，采用心电门控技术主要有两个目的：

（1）去除心腔和心脏大血管的搏动伪影；

（2）利用门控技术与扫描成像技术相配合，可以获得心脏大血管生理功能等信息。比如评价高脂血症对心脏瓣膜钙化的影响、心室功能和代谢评价、心肌梗死ZL评价等等。 

二、     心电门控下的图像

以下举例的是平生公司的Micro CT设备（型号NEMO）通过心电门控技术应用的扫描成像，可以有效地去除心跳导致的运动伪影。

三、        相关产品介绍

平生公司全系列的小动物活体影像产品（小动物PET/CT和小动物CT）都具备双门控技术，即利用先进的回顾性心电和呼吸门控技术实现了对心跳和呼吸的运动伪影控制，并配备动物的心跳、呼吸生理信息的监控系统。

前言

Micro CT是一种结合了影像学检查无创性和组织学检测高分辨率特点的技术，由于骨骼与其它身体组织在X射线衰减性能方面有相对明显差别，因此Micro CT特别适合骨骼成像，骨骼参数的研究也是Micro CT的重要应用领域之一。在骨组织研究领域，Micro CT可以很好地研究骨结构和骨密度的数量性指标及微细改变，可指导组织工程、基因工程等科学研究，已逐渐发展为可加强甚至代替组织学分析的一种成熟的技术，Micro CT在各学科的广泛应用拥有广阔的市场前景，也将为各学科的研究带来新的发展机遇。

今天小编整理了个案例来列举，在常规的骨研究中，我们可以取得哪些影像图片以及可做的数据分析内容：案例，小鼠股骨骨分析

结尾：

目前，在骨组织研究领域，Micro CT可以很好地研究骨结构和骨密度的数量性指标及微细改变，对肿瘤和骨转移进行监测。结合有限元分析方法，还可以反映组织的力学特性变化，指导组织工程、转基因工程等领域的研究，比如评价自体骨及组织重建时压力和拉力状态，研究组织材料的生物机械性能；仿生材料支架的孔隙率、强度研究等。Micro CT已逐渐发展为可加强甚至代替组织学分析的一种成熟的技术，相信今后在骨组织研究领域还将有更深入的应用。平生科技愿与您同行，共同开拓更广阔的应用领域！

前言

斑马鱼与哺乳动物基因组和蛋白调控机制有高度同源性，而且个体小、生殖周期短、繁殖能力强、易于饲养、体外受精、胚胎透明且发育迅速等诸多方面的优点，被广泛应用于药物筛选、毒性检测和发育研究等科学领域。由于硬骨鱼和人类在骨骼发育过程中的基因、信号通路有高度同源性，而且与其他的动物模型相比，斑马鱼具有个体小适合高通量化学筛选、身体透明易于观察骨骼发育的特定，所以近年来斑马鱼为模型的骨骼研究逐渐成为这一领域的热点

结尾：

利用一定造模手段，使得斑马鱼的脊椎骨发生基因突变。由于外形上是看不出突变的形状，需Micro CT扫描并重建，通过观察斑马鱼的脊椎骨突变后的具体形态，来判断造模是否符合预期。在研究骨骼形态的同时，也可以对骨骼的骨密度、肌肉和脂肪的比例进行研究。在Micro-CT助力下，以斑马鱼为疾病模型的研究会有越来越多的突破！

一、实验背景

肺癌是全世界范围内发病率和死亡率Z高的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌占全部肺癌的80%左右，而非小细胞肺癌里，EGFR基因的突变频率又是非常高。所以针对EGFR基因突变型肺癌的药物的开发也一直是科学家们攻克的ZD。利用小鼠造模致其EGFR基因突变来产生非小细胞肺癌肿瘤，用药后在活体模型小鼠上，连续观察其肺部肿瘤的变化，就可以来评价该药物的有效性。预期利用Micro CT（小动物CT），可以同时实现活体小鼠造模是否成功的验证，以及通过对小鼠肺部长期连续性的观察来实现药物有效性的评估。 

二、实验目的

本系列实验前后使用平生公司2种型号的Micro CT设备（小动物CT），对不同模型小鼠肺部进行扫描并观察，来判断Micro CT在小鼠肺部成像的适用性，同时验证小鼠造模的成功性。 

三、实验过程

实验动物：肺部肿瘤小鼠

是否造模：是（EGFR突变肿瘤鼠）

体重：20g

是否饥饿处理：否

麻醉模式：持续性异氟烷呼吸麻醉

影像软件：Avatar 1.3 （平生YL）

实验设备：

1号：NEMO® Micro-CT（平生YL）

2号：Super Nova® Micro-CT（平生YL）

五、实验结论

利用Micro CT（小动物CT）可以对活体小鼠肺部进行有效观察，本次实验也验证了小鼠造模的成功。

注：本次实验的客户为暨南大学肺癌jing准医学实验室，根据自身实验需求和性价比的考量，选择了Super Nova ®Micro-CT系列，并于2017年12月底完成装机。目前设备使用稳定，欢迎有同类实验需求的客户前往暨南大学肺癌jing准医学实验室进行交流与合作。

呼吸门控的应用价值
由于小动物的呼吸节律受植物神经系统和大脑系统的双重控制，因此呼吸节律比心脏搏动更加多变和不规则。呼吸运动会造成小动物PET和CT图像的模糊、空间分辨率下降、PET定量偏差等。

呼吸门控技术是消除呼吸运动影响Z常用的方法。
 

呼吸门控的技术分类与介绍
根据呼吸信号的来源，可以将呼吸门控分为硬件门控和软件门控，硬件门控的呼吸信号来自传感器真实探测到的呼吸生理信号，软件门控的呼吸信号来自采集数据的分析。

1. 基于硬件的呼吸门控: 依据外接硬件设备探测的呼吸振幅信号，进行多时相或单时相分割、截取，然后将所有呼吸周期中同一时相的PET或CT数据进行合并重建，获得多幅或单幅“静止”的PET或CT图像，从而消除运动伪影，改善PET和CT图像的分辨率、信噪比及对比度。用这个方法，可提高PET或CT图像中器官和病灶边界的准确性，同时提高PET定量指标的jing准度，包括SUV值、代谢体积、总糖酵解值等，从而提升诊断和LX评价的准确性。另外，CT采用相同或相似的硬件呼吸门控系统，PET硬件门控能够与CT同步匹配。PET与CT呼吸门控图像jing准空间配准融合后，可进一步提高PET图像的衰减校正准确性和精确度。

2. 基于软件的呼吸门控：基于软件的呼吸门控是从采集的PET或CT数据流中分析、计算呼吸门控信号。计算的方法包括主成分分析法（PCA）、质心法（COM）、谱分析法（SAM）等等。一般通过感兴趣区追踪病灶、高摄取器官的运动情况，利用算法分析某些特征参数值的变化，以其反映呼吸运动程度，从而提取呼吸信号。
由于PET基于软件的呼吸门控算法常基于PET计数的变化，器官或病灶的动态计数变化（放射性显像剂的摄取、排泄等）会干扰呼吸信号计算的准确性；当病灶较小、摄取较低时，算法可能低估呼吸运动的幅度；CT基于软件的呼吸门控算法也易受动物体态、体形等影响，可能呼吸运动幅度造成误判。
此外，更重要的是，PET和CT共同使用硬件门控系统，避免了软件门控图像兼容和匹配可能存在的困难。因此，目前业界常将软件门控作为一种呼吸运动伪影校正的辅助技术，并不能替代硬件呼吸门控。
 

基于硬件的呼吸门控的图像展示

例1：通过门控技术的应用，NEMO® Micro CT扫描成像，可以有效地去除呼吸运动导致的伪影，提高了CT图像中器官边界的准确性。

一、实验背景

斑马鱼与哺乳动物基因组和蛋白调控机制有高度同源性，而且个体小、生殖周期短、繁殖能力强、易于饲养、体外受精、胚胎透明且发育迅速等诸多方面的优点被广泛应用于药物筛选、毒性检测和发育研究等科学领域。由于硬骨鱼和人类在骨骼发育过程中的基因、信号通路有高度同源性，而且与其他的动物模型相比，斑马鱼具有个体小适合高通量化学筛选，幼鱼身体透明易于观察骨骼发育的特定，所以近年来斑马鱼为模型的骨骼研究逐渐成为这一领域的热点。 

二、实验目的

利用一定造模手段，使得斑马鱼的脊椎骨发生基因突变。外形上是看不出突变的形状的，需Micro CT扫描并重建，通过观察斑马鱼的脊椎骨突变后的具体形态，来判断造模是否符合预期。本次实验的目的就是观察基因突变的斑马鱼骨骼发育的异常情况。 

三、实验过程

实验概述：对斑马鱼的脊椎骨进行CT扫描并重建，观察野生型和基因突变型脊柱的状态。

实验动物：野生型斑马鱼若干条、基因突变斑马鱼若干条（突变后的性状类似人类的驼背等脊柱疾病），体长均在3cm左右

是否造模：是（造模方式保密）

采集参数：管压60kV, 管流200μA，迭代重建方法1K*1K

影像软件：Avatar 1.3 （平生YL）

实验设备：NEMO® Micro-CT（平生YL）

股骨是人体Z长Z重要的承重骨之一，其长度约为身高的1/4。股骨近端连接骨盆和股骨干，具有非常独特的解剖特征和重要的生理功能。作为连接躯干和下肢的骨性结构，股骨近端承受着人体垂直向下的应力和髋关节活动产生的剪切力的双重作用。股骨近端骨折一直是临床ZL的难点。正确理解股骨近端的解剖和生物力学特征，有助于对其损伤进行合理的ZL⁽¹⁾。 

国际内固定研究协会（AO/ASIF）将小转子下缘以上平面的骨组织定义为股骨近端，主要包括股骨头、股骨颈、股骨大小转子和骨小梁等结构⁽²⁾。骨小梁是股骨近端的主要承重结构，了解其形态特征对于预防和ZL股骨近端骨折具有重要意义。今天小编就带来两个研究股骨近端的案例，分别从大动物和小动物股骨来展示Micro-CT对骨小梁结构的三维影像重建，从而可以理解骨小梁的结构与力学功能等。

小结：骨质疏松可以导致股骨近端的生物力学性能明显下降。各种原因导致的骨小梁数量和质量下降、力学强度降低，都会形成骨质疏松症，股骨近端的生物力学结构和性能下降。当作用于股骨近端的外力超过骨结构所能承受的极限达到屈服点时，会发生骨折，Z常见的为股骨颈骨折⁽¹⁾。骨小梁是预防股骨颈骨折和股骨转子间骨折ZL的重要支撑结构。随着医学影像和技术的进步，股骨近端骨质分布于骨折发生关系的研究得到较多关注。相信有Micro-CT的助力，在股骨近端骨折ZL领域会有越来越多的突破。

引子:

Micro CT（Micro Computed Tomography，微计算机断层扫描技术），又称微型CT、显微CT，是一种非破坏性的3D成像技术，可以在不破坏样本的情况下清楚了解样本的内部显微结构。微型CT一般使用的是锥束CT技术（Cone Beam CT），简称CBCT，它与普通临床的CTZ大的差别在于分辨率极高，可以达到微米（μm）级别。 

正文：

提到Micro CT，Z受人关注的还是它的分辨率指标。但是一提到分辨率，不同厂家的说辞表述上会有所差异，尤其是国外厂家的资料经过一些代理的翻译后，更是呈现出五花八门的表述，难免会出现误导性，比如把体素尺寸等同于空间分辨率。如因关键指标的错误理解，导致了研究不能按预期目的进行，对设备采购者将是莫大的损失。小编觉得有必要整理一下分辨率的那些事儿，供大家能快速简单地理解。 

1.空间分辨率(Spatial resolution) 

在高对比度情况下，能区分相临Z小物体的能力，所以也称高对比度分辨率，受系统几何参数的影响，决定了影像的清晰度。 

空间分辨率 = 高对比度分辨率 

显微CT系统能够达到的空间分辨率，常常被引述为Z小的像素尺寸（也命名为“标称分辨率”）。但是，真实的空间分辨率不仅取决于图像中的像素大小，还受到X射线源焦点尺寸、平板探测器像素大小、系统结构设计、系统机械精度和重建校正算法处理等因素的影响。

2. 密度分辨率( Density resolution)

在低对比度情况下能区分物体的能力，也称低对比度分辨率，受影像清晰度和噪声影响。

3. 体素尺寸( Voxel size) 

空间分辨率常常受体素尺寸混淆！

体素尺寸的具体意义是重建图像中一个像素的尺寸大小。

体素尺寸又常被称为重建尺寸、重建分辨率、重建像素。 

CT系统采集到图像是2D的投影图像，如果要看到空间的3D结构，必须通过重建的手段来还原。重建是一种3D图像的重塑手段，重建的尺寸大小在算法上可以人为地去设置。理论上，重建尺寸设置得越小，能得到越高清的图像，但是如果将重建尺寸设置的小于系统的空间分辨率，并没有意义，也不能进一步提高图像质量，只是将图像增大。所以实际上重建尺寸根据系统的分辨率以及样本扫描目的着情设置就好，比如离体样本时重建尺寸偏小设置，活体样本时重建尺寸可偏大设置。 

有关图像分辨率和重建尺寸的关系

（见下图a、b详解）

好比一张摄影的照片，人为得可以分割成许多小方块。如果照片本身很清晰，那么分割得越小，放大同样倍数后，看到的细节也会越多；但是如果照片本身不是很清晰的，分割得再小，放大后也是看不清细节的。分割的大小对应重建尺寸，而图像本身是否清楚对应的是图像分辨率。

4. QRM测试-真实空间分辨率的证据 

前面提到，空间分辨率受系统几何参数的影响，决定了影像的清晰度。 

为证实真实的空间分辨率，德国QRM公司专为评估显微CT系统的空间分辨率而设计了一种模体作为扫描和重建的对象。它含有处于正交取向的两个完全相同的硅芯片，各自带有若干不同粗细的校准线和图案。扫描和重建这样一个模体可证明真实的空间分辨率。

尾声：

求实、求真，愿良好的市场竞争环境督促各科研设备厂家不断前进。

更愿我们国产设备厂家能励志前行，不忘初心！

一、        背景简述

心肌组织是动物体内组织中消耗氧和葡萄糖较多的组织，用PET检测正电子显影剂在心肌的氧代谢或葡萄糖代谢可以评价心肌存活情况和供血情况，常用于血灌注、代谢和心肌存活度的研究。

目前已有广泛的示踪剂可用于心脏研究。实际应用时，研究者可根据采用的示踪剂和研究流程，结合小动物PET/CT提供的动态采集功能，通过示踪剂摄取、以及对组织灌注和葡萄糖消耗，可实现量化的分析，获得心脏组织的综合信息。

二、        心脏定量分析方法简介

目前，心肌核素断层显像Z常用的定量分析方法是极坐标靶心图法（polar map），该方法建立在圆周剖面分析法（circumference profile analysis）的基础上，可以增加分析的客观性和标准化。

极坐标靶心图基于短轴断层图像、水平长轴断层图像和垂直长轴断层图像三个方向的断层图像，经过角度取向校正和拟合绘制等步骤获得，可直观地显示病变心肌的位置、范围。

极坐标靶心图法在PET动态心肌血流（MBF）、心肌葡萄糖代谢率（MTGlu）等参数的定量分析上有很大的价值。通过Super Nova® PET/CT选配的PMOD软件可实现极坐标靶心图的获取和分析。

       三、            心脏实例分析

1.      心肌缺血再灌注

（利用Super Nova® PET/CT进行心肌缺血再灌注研究的发表论文实例[1]）

LXRα是针对缺血性心脏疾病的一个内源性保护受体，在心肌梗塞后发生的缺血性心脏疾病中，利用PET/CT成像技术，可以分析LXRα这一受体在心肌葡萄糖代谢中的作用。

研究者对敲除了LXRα基因的小鼠和正常小鼠分别进行左心室的结扎和缺血再灌注，来建立心梗造模（MI）；同时设置Sham组进行假手术，以进行对比分析。缺血再灌注形成的心梗模型建立4天后，对对照组（WI）和实验组（LXRα-/-）小鼠注射FDG，并在2小时后在Super Nova® PET/CT（平生YL）上进行扫描，监测存活心肌情况以及SUV值。

实验结果显示，所有LXRα基因敲除小鼠相对于对照组小鼠表现了更大的心梗范围；利用SUV分析在两组小鼠在心梗部分心肌中的葡萄糖摄取情况，发现LXRα基因敲除小鼠的左心室心肌对葡萄糖的摄取率，明显低于对照组小鼠；比较LXRα基因敲除小鼠和对照组小鼠自身的心梗区和非心梗区，也显示了同样的SUV结果。这表明LXRα基因将极大的影响葡萄糖在缺血性心肌中的获取。

四、           

图2、 LXRα基因对心肌缺血修复的影响（Sham组无明显变化，MI心梗组正常小鼠葡萄糖代谢在手术后显著增加，MI组基因敲除小鼠葡萄糖代谢在手术后显著降低）

[注]：存活心肌是指那些因严重缺血而尚失了收缩、传导功能，但没有发生不可逆坏死性改变的心肌。

2、 静态PET扫描心脏定量分析

在PMOD中，利用极坐标靶心图，可以对心脏的各区域进行定位，得到心脏组织各区域的核素分布图。以下是一只正常大鼠在注射FDG一小时后用Super Nova® PET/CT（平生YL）静态扫描10分钟得到的图像。通过PMOD中的极坐标靶心图分析，可获得各心脏区域的定量结果。

3、动态PET扫描心脏分析

结合动态采集功能，可获得更多心肌功能的定量信息，比如MBF、MRGlu等。以下实验，是对一正常小鼠注射FDG后，立即采用Super Nova® PET/CT设备进行时长一小时的动态PET采集，对结果图像进行坐标取正、坐标变换等操作后，可在极坐标靶心图中将心脏划分为若干区域，每个区域代表心脏不同的部位，通过对PET动态时间序列中的图像进行time curve分析，可得到心肌血流量MBF、心肌葡萄糖代谢率MRGlu等定量分析结果。

四、        小结

近年来开展的动物心脏成像研究越来越多，作为心脏功能性研究的“金标准”，小动物PET/CT有着无可替代的作用。可用于对小动物心脏局部缺血和梗塞模型的糖代谢和心肌血流的研究，评价小动物心肌梗塞模型的病变范围、心肌发育和代谢；在心肌灌注显像中评价冠状动脉血供的研究；在小动物心脏做功减少时的血流保护研究；以及小动物在局部缺血前保护性介入的LX研究或针对局部缺血进行的介入ZL（如通过基因或蛋白质转移进行的血管再生）；利用一些神经类受体示踪迹，还可进行心神经受体显像、显示心脏交感神经功能状况，等等。随着一些新的示踪剂以及显像技术如11C-乙酸、乏氧显像、神经受体显像等正逐渐应用于心脏显像，PET正在心脏分析领域发挥其日益重要的作用。 

五、        续

结合小动物PET/CT配备的心跳门控（Cardiac Gating），小动物PET/CT还可以评估心脏收缩规律，对更多心肌参数进行评测，比如左心室容量-时间曲线（LV volume/time curve），舒张末期容量（ED(end-diastolic) volume），收缩末期容量（ES(end systolic) volume），心博出量（SV(stroke volume)），射血分数（EF(ejection fraction)），节段性摄取（segmental uptake）等等，从而获得对于心肌状态和功能的更全面评价。

关于心跳门控在心脏分析中的应用将在今后文章中再做详细介绍，敬请关注！

注释[1]：

QingqiJi, Yichao Zhao, Ancai Yuan, Jun Pu, Ben He.Deficiency of liver-X-receptor-a reduces glucose uptake and worsenspost-myocardial infarction remodeling[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,488,(2017): 489-495;

显微CT分析可用于牙科研究中的各种应用，如牙釉质厚度、根管形态、根管预备、颅面部骨骼结构、显微有限元建模、牙体组织工程、牙硬组织矿物密度及种植体等方面。它可以提供高分辨率图像以及牙齿、骨骼和植入物的定性和定量分析。      

根管是一种孔隙，这种在牙齿中间的低密度空间对牙髓病的研究起了可探索的方向。显微CT在牙科填料的研究上，特别适用于三维定量评价根管充填物。

牙釉质厚度在人类进化中具有分类学和系统发育价值。显微CT有效且无损的技术特性被用于测量各种考古标本的牙釉质厚度。在临床研究中，牙釉质厚度被认为对于咬合负荷方案的解释具有重要意义。

实例2：大鼠下颌骨和舀齿

大鼠或小鼠下颌骨和臼齿在牙周病和其他牙科相关领域的许多研究模型中有着重要价值。通过显微CT对动物下颌骨和牙齿的测量研究，可进一步分析牙周生物型各特征之间的相关性,为口腔美学修复、种植ZL方案的选择、ZL预后的判断以及LX的评估提供理论基础

实验设备：VENUS® Micro-CT 

            中文名：桌面型高分辨显微CT

            型号：VNC-100

影像软件：Avatar 1.3 （平生YL科技）

前言

玉米是一种重要的能量来源，也是很重要的膳食主食之一。从发达国家的特色食品到不发达国家的主食，它以不同的形式用于人类消费。玉米主要是通过干法碾磨加工成玉米粉，包括脱胚（去胚和果皮）后碾磨成不同粒径的玉米粉。玉米籽粒中存在两种胚乳，角质胚乳和粉质胚乳。角质胚乳较硬，密度较高，位于籽粒外部，而粉质胚乳较软，密度较低，位于籽粒中间。由于粉质胚乳的淀粉颗粒不太紧密，所以存在许多颗粒间的空隙。这些在角质胚乳中不存在。此外，玉米籽粒中存在裂缝，主要是由于脱水，胚乳崩塌，留下相对较大的空气空间。由此可见，玉米籽粒中存在的胚乳类型的微观结构是不同的。

 与较软的玉米相比，硬玉米籽粒具有更好的碾磨品质（导致更高的碾磨产量）。角质胚乳和粉质胚乳的比率、胚乳中裂缝的大小，数目都影响着玉米的品质。

结尾

显微CT（Micro-CT）是一种非破坏性的技术，它使用X射线来研究生物体的内部解剖和形态。Micro-CT 是一种新兴的植物种子科学技术，因为它能够评估高精度的种子结构（胚、胚乳、种皮等）和质量（如裂缝、虫害、缺陷等）。种子外观不反映种子的质量。种子外观可能是完整的，但内部有破坏、裂缝，异常胚等。使用Micro-ct可以提供更多种子质量的信息、不同性状的品种特性鉴定等。

一、     药代动力学简述

药代动力学（Pharmacokinetics）是研究药物在动物体内的含量随时间变化规律的科学，是药理学的一种。研究的是药物在机体内的吸收、分布、代谢及排泄的过程。可应用在药物ZL、临床药理、分子药理、生物化学、生物药剂、分析化学、药剂、药理及毒理等多种科学领域中。对指导新药设计、优化给YF案，改进剂量，提供GX、SX（或缓释）、低毒(或低副作用）的药物制剂，已经发挥了重大作用。 

       二、药代动力学研究所需的工具

1. Micro PET/CT

实现打药与采集同步进行，即边注射边采集，全程监控药物在受体代谢过程，是小动物PET/CT设备在临床前药物开发过程中价值的Z有效体现。

Super Nova® PET/CT（平生YL）设备支持药代动力学所需的动态PET影像的采集和重建，可在药物注射入动物体内的diyi时间开始观察药物在体内的分布和代谢，并对活体组织中的生理生化过程做出定量分析，从而对药物剂量、作用部位、可能发生的毒副作用等做出前瞻性判断。

Eg1. 小鼠全身代谢成像

对小鼠尾静脉注射18F标记的FDG，使用Super Nova® PET/CT（平生YL）进行动态数据采集和重建，可以观察到第1秒到1小时后18F-FDG的小鼠体内的分布变化。

Eg2. 不同组织器官的分布和代谢情况

对上述动态数据的不同组织区域选取ROI进行定量分析，可获得18F-FDG进入小鼠体内以后在各组织器官的分布和代谢情况，得到正常小鼠组织器官对该药物代谢的时间活度曲线（TAC）。

2.    专业的影像分析软件PMOD

PMOD软件具备强大全面的功能：

（1）药物代谢研究分析

药物的吸收、停留、代谢的整个过程，不同组织和器官之间的相关影响用参数K1、K2等量化并且用不同的颜色在图像中显示。

（2）全身组织和器官模型

心脏、脑部、内脏模型，图像处理和数据分析时自动与模型进行对比。

（3）人体和小动物的图像

大鼠、小鼠和人体的相关数据，自动进行数据对比和模型套用。

（4）全面满足医学图像分析的所有功能（如下表）：

Eg.3  小鼠脑部分区的TAC

如下实验中，对正常小鼠注射18F-Fallypride后，用Super Nova® PET/CT（平生YL）进行动态扫描及动态重建，重建图像利用PMOD的 PFUS模块，对小鼠的脑部区域进行分区，可勾勒出小脑、下丘脑、海马体等不同脑部区域。

对不同时间片中的脑分区分别进行定量计算，可绘制出脑分区内核素剂量随时间变化的TAC曲线，如下图。

3.    血液放射性活度分析仪Twilite

•功能：适用于药物动力学血液放射活度实时量测研究

•实验对象：小型实验动物至更大的个体（包括人体）

•原理：通过测量动脉输入函数（AIF），与PET得到的数据图像结合，利用PMOD软件进行动力学建模与图像分析，得出实验体内放射性物质的代谢情况。

•应用：药代动力学方面各参数的确定具有重大意义、 对临床的药物评价和药效评价具有重大指导意义

注：平生公司为该产品的ZG总代理

        三、药代动力学中的模型分析

进一步，药代动力学可通过“速率类型”和“数学模型与隔室”这两个要素来分析药物体内动态规律。

为了定量地分析体内药物的动力学过程，通常用房室模型模拟人体或生物体，将人体或生物体分为若干房室，只要体内某些部位的转运速率相同，均可归为一个房室，房室的划分与解剖位置或生理功能无关。

在不适用房室模型的场合，还有其他模型被提出，比如图模型（Graphical model, Graphical plot）和像素级药代动力学参数图（Pixel wise kinetic modeling）等。

在药代动力学研究过程中，建立正确的模型是至关重要的。

Eg.4房室模型分析的实例

仍以正常小鼠注射18F-Fallypride的动态实验结果为分析对象，以该小鼠的小脑为参考组织，将该小鼠的纹状体作为一个房室研究对象，选用 Simplified Reference Tissue Model作为药代动力学的房室模型，利用PMOD的PKIN可分析得到纹状体的药代动力学曲线，如下图，其中BPnd表示药物达到平衡后组织中与受体结合的药物与未与受体结合的药物的浓度比值。

四、Micro PET/CT用作总结

Micro PET/CT是定量化的核医学影像工具，为研究药代动力学提供了无创方法。可在PET图像中测量每个器官中的药物浓度随时间变化的曲线，因而能够动态地、定量地从分子水平观察药物在活体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程。可以观测药物是否穿越血脑屏障，是否有器官特异性的聚集，是否识别靶受体以及血浆与组织中药物含量比值，适时监测动物生理、生化过程及各种药物作用于疾病进程的效果。因此，Micro PET/CT是预临床领域不可或缺的必要工具。

一、前言

Micro CT作为一种三维断层扫描成像方法，可以根据植物不同组织对X线的吸收与透过率的不同，重建获得植物组织的断面或立体图像，发现其中的细小组织结构变化，从而无损探索植物各组织内部的结构。因而在植物研究中，Micro CT的应用也逐渐增多。

二、应用

1.    根系

植物根系的分枝结构是植物生命力的决定因素，根系的生长形态与植物的土壤环境和植物的基因型息息相关，因此根系的3D形态学分析是评估不同植物竞争优势的重要工具。由于植物的根生长在各种不透明的媒介中，这成为限制观察植物根系在土壤中的生长情况的主要因素，是获得原位的根系生长情况的一个巨大挑战和障碍。传统的洗根扫描法能够清晰地展现根系，但却破坏了其原有的状态；微根窗法能够解决原位测量的问题，但却无法展示探索土壤内部的根系分布。

随着Micro CT的发展和应用，研究者们发现，利用Micro CT扫描可以无损地原位探索土壤中不同植物的根系变化，可以测量根系的3D结构，获取根系的形态学以及剖面等内部性状，是根系原位研究的重要工具。同时，根系的算法分割也一直是Micro CT根系原位扫描中需要突破的难点。

例1：平生公司的NEMO®Micro CT在原位状态下扫描的水稻根系展示如下，通过CT 三维重建，可观察到根系的完整拓扑结构，并对其内部剖面进行观察：

2.     种子

目前国际上使用的很多研究种子的先进技术大多是利用荧光法研究种子活力或其萌发率，这些方法能够高通量地达到某些研究目的，但始终无法得知种皮内部的结构和动态变化过程。

而种子内部的形态学信息参数，以及胚芽和胚乳区域的瑕疵率等，是评估种子的出芽率和质量的关键信息。传统方法常采用内窥镜来分析种子内部的形态，然而这种方法只能获得有限的投影，受种子放置方位的影响，很多缺陷无法体现。

而Micro CT通过投影重建、三维成像功能，可提供种子的不同角度的观察，对于种子内部结构展现更加全面，例如裂隙、内部萌芽情况评估、病虫害情况等等。

例2：以下是利用平生公司的NEMO®Micro CT对一粒水稻种子进行扫描成像，并利用平生自己开发的图像分析软件Avatar®进行分析处理。在图像中可清晰观察到种皮，胚乳、胚牙等内部结构，并可给出这些组织的体积分析结果。

例3：玉米种子（XX农业大学提供样本，NEMO® Micro CT扫描结果）

例4：麦穗（XXX植物基因研究ZX提供样本，NEMO® Micro CT扫描结果）

3.  果实

使用Micro CT对果实的无损扫描，也可观察到果实的内部结构，在营养学研究与蛀虫病检测方面有极大的帮助。（Super Nova® Micro CT扫描结果）

4.    茎、叶

通过高分辨率的Micro CT系统的扫描，为研究植物茎流和植物水分方面提供更直观的3D的观测方式。（NEMO® Micro CT扫描结果）

三、        总述

由此可见，Micro CT不仅在活体动物和离体组织的分析研究中具有重要的应用，也在植物方面有着特殊的应用价值。可广泛应用于植物种子三维结构研究，无损探索种子腔体、胚和胚乳的变化；分析原位研究土壤中根系的三维形态结构；研究果实内部结构变化；以及植物茎流和植物水分等。

一、实验背景

雌激素在调节骨代谢及维持内环境的稳定性方面有着重要的作用，雌激素低下被认为是导致骨质疏松症的主要原因。卵巢是卵子发育和激素产生的器官，其受到下丘脑和垂体促性腺激素的双重调控{卵泡雌激素(FSH)和黄体生长素(LH)}。雌性大鼠双侧卵巢摘除是一种较成熟的动物模型，可以成功建立模拟雌激素缺乏而导致的骨质疏松动物模型。基于此模型，也为ZL骨质疏松症的药物开发与评价提供了实验基础。 

二、实验目的

骨质疏松（osteoporosis），是以单位体积内骨组织量减少为特点的代谢性骨病变。本实验以摘除卵巢的方式造成大鼠骨质疏松，并且给予不同药物干预，利用Micro CT观察并分析药物ZL后的骨质疏松程度（即骨组织量的变化）来评价不同药物对骨质疏松的LX。 

三、实验过程

扫描样本：正常大鼠离体股骨（A组）、骨质疏松离体股骨（Ｂ－Ｆ组）

A为对照组，Ｂ－Ｆ为实验组（不同药物处理下的结果）

处理方式：选取每个扫描样本（大鼠股骨）的生长板下1.5mm处开始、长2mm区域的骨小梁，以及生长板下5mm处开始、长2mm区域的皮质骨，进行骨参数分析。

造模方法：雌性大鼠去卵巢

采集参数：60kV，100μA， FDK重建方法

影像软件：Avatar 1.3（平生YL）

实验设备：NEMO®Micro-CT（平生YL）

五、实验结论

本次实验中，通过Micro CT扫描重建后的图像可以看出不同药物对骨组织量的影响，同时对骨小梁及皮质骨的有关参数进行了定量分析。此实验模式的建立，可有效评价不同药物对骨质疏松的LX。 

备注：大小鼠实验相关的骨分析中，由于鼠骨的骨小梁组织是微结构，所使用的Micro CT设备的高分辨就是实验的关键。

一、研究背景

在啮齿动物中，BAT（Brown Adipose Tissue，棕色脂肪）是一个新陈代谢组织。不同于白色脂肪，棕色脂肪因含有丰富的血管和大量的线粒体，而呈现棕红色的外观，可以在寒冷或饥饿环境下分解线粒体、为生物体提供能量。长久以来，棕色脂肪被认为只存在于小型哺乳动物和婴幼儿中，而近期的研究发现，棕色脂肪同样存在于成人体内，并在能量平衡调节方面发挥重要的功能。由此，棕色脂肪在能量代谢相关疾病如肥胖、Ⅱ型糖尿病以及代谢紊乱等ZL领域显示出巨大的应用潜能，关于棕色脂肪的功能和应用也迅速成为一个新的研究热点[1]。

如何测量棕色脂肪一直是困扰科研人员的一个问题，早期的研究可能需要把实验动物处理，剥离脂肪进行测量，但这种方法并不精确，且无法对棕色脂肪的变化情况进行追踪；研究发现，棕色脂肪对葡萄糖有高摄取，使得18F-FDG（18F标记的葡萄糖类似物）可反映棕色脂肪的能量代谢情况[2][3]，因而小动物PET/CT可以有效评价棕色脂肪的活动，提供棕色脂肪在机体中活动的直观数据，是研究小动物棕色脂肪的一种有效方法和重要工具。

二、研究内容

提醒事项：因在肥胖研究中，白色脂肪棕色化、棕色脂肪激活具有重要意义，因而动物实验中常会用到肥胖体型的实验动物，所以对PET设备的动物舱尺寸以及有效视野有较高的要求。

小知识点：被扫描动物的横向直径（动物体宽）＜动物舱内径＜PET横向有效视野，满足此条件才能重建成像。

本实验使用的设备为平生公司的小动物PET/CT（型号：Super Nova®），该设备的大号动物舱内径为89mm，横向有效视野为100mm，该尺寸满足实验用肥胖大鼠、鼠兔、豚鼠的体宽。

研究者将高原鼠兔作为研究对象，利用Super Nova PET/CT系统（平生YL），观察高原鼠兔在低温环境下，其体内的肩胛骨处棕色脂肪激活状态。高原鼠兔是一种生活于海拔3200~5200米土坡上的啮齿动物，体态浑圆，是青藏高原的特有物种。有研究表明，高海拔地区的鼠兔较低海拔鼠兔皮下脂肪会表现出脂肪代谢能力的适应性改变：棕色脂肪的含量增加，以及棕色脂肪的产热能力的增加。

研究者将实验组高原鼠兔始终置于低温环境中，再与常温环境下的对照组高原鼠兔一起，注射18F-FDG后进行PET/CT扫描，结果显示对照组的肩胛骨处棕色脂肪无明显摄取，而实验组的肩胛骨处棕色脂肪有明显摄取。

实验注明：因棕色脂肪在肩胛骨分布较多，本实验主要探究高原鼠兔实验组和对照组在肩胛骨处棕色脂肪激活状态。Super Nova® PET/CT系统拥有130mm单床位轴向扫描视野范围，可在一个床位下完成鼠兔躯体扫描，能够及时有效获取脂肪代谢动态图像信息。

三、结论

该实验表明，在寒冷刺激下，高原鼠兔肩胛区棕色脂肪激活显著增加，可以利用小动物PET/CT系统进行活体持续性的研究。

鸣谢：青海大学在使用平生公司的小动物PET/CT设备后提供的实验数据和图片分享。

文中注释：

[1].     Cypess, A.M. & Kahn, C.R. The role and importance of brown adipose tissue in energy homeostasis. Curr. Opin. Pediatr. 22, 478-84 (2010).

[2].     Baba S, Tatsumi M, Ishimori T, et al. Effect of nicotine and ephedrine on the accumulation of 18F-FDG in brown adipose tissue[J]. Journal of Nuclear Medicine, 2007, 48(6): 981-986.

[3].     Borga M, Virtanen KA, Romu T, et al. Brown adipose tissue in humans: detection and functional analysis using PET (positron emission tomography), MRI (magnetic resonance imaging), and DECT (dual energy computed tomography) [J]. Methods Enzymol, 2014, 537: 141-159.

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石油化工的应用：

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真空泵用于瓦斯气体回收

瓦斯回收主要是精炼排污系统或生产中的气体回收。由于其成分的原因，这种气体通常被认为是废气，但进行分离后，可以进行回收。方法是用真空泵输送到管路压缩机内，将其压缩后输送到发电设备，进行处理，并可以用来联合发电。这样不但有利于环保，而且还可以产生新的效益。

真空泵用于燃气升压、强化石油回收

燃气升压、强化石油回收是一个上游程序，包括对油井消除真空，以缓解油井压力，使石油可以更自由的流动，提高石油产量。同时，还包括附带气体回收。

真空泵用于原油稳定化

通过采用真空泵或压缩机排出溶解气体和稳定实际蒸汽压力，可以对原油进行稳定化处理。

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