CN109632845A - 一种骨内静脉血管三维可视化方法 - Google Patents

一种骨内静脉血管三维可视化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种骨内静脉血管三维可视化方法，包括如下步骤：将骨组织标本置于35‑37℃恒温水浴中30分钟‑1小时，再用造影剂以压力60‑100㎜Hg对骨组织标本静脉血管进行灌注，灌注过程持续10‑20分钟，灌注结束，再置于0‑4℃恒温水浴中1‑2小时；接着进行显微CT扫描和静脉血管数据的三维重建。和已有的研究技术方法比较，骨内静脉血管灌注重建研究方法是首创、最简单和最节省时间的技术方法，研究结果精确并且可量化，如血管长度、直径、体积，可三维立体的任意角度显示、并制作动画。

Description

一种骨内静脉血管三维可视化方法
技术领域
本发明涉及解剖学管道研究，骨坏死，骨质疏松，骨循环研究。骨内静脉血管分布，血管吻合结构数字化，三维可视化地显示静脉血管分布，构筑。并能定量的比较研究不同病理生理状态的股骨头骨内静脉血管状况。研究股骨颈骨折，股骨头缺血性骨坏死，骨质疏松等不同情况的病理生理变化时静脉血管结构、血管定量及构筑情况。
背景技术
目前股骨头缺血性坏死是一项尚未解决的世界性医学难题，具体发病机制不明确，公认的一致观点是与股骨头的血运关系密切。但是股骨头骨内静脉血管研究是世界性难题，由于静脉管壁薄，人体及动物死亡后体内血液主要存留在静脉系统，容易形成血栓影响血管灌注。股骨头内是否存在静脉血管系统目前仍然存有争议。有观点认为股骨头内主要由静脉窦样结构来完成血液收纳回流的功能，根本就没有静脉血管系统。由于要保证肢体静脉向心性回流，因此静脉血管内通常会有静脉瓣膜防止血液回流。股骨头骨内静脉系统研究的技术方法国内外文献也鲜有报道。现有的股骨头骨内血管研究主要针对动脉血管。尚未见股骨头静脉血管定量及三维分布研究技术相关报道。已有的股骨头动脉血管分布的技术方法主要采用血管透明技术，需要对骨组织标本进行切割，分离，破坏正常解剖结构，并且标本制作周期很长，影响科学研究进度。目前无其它相关的不破坏骨的结构而三维地显示并进行骨内静脉血管量化指标测量的技术方法。
根据所查资料目前已有：(1)股骨头骨内动脉系统血管灌注、显微CT扫描、三维重建定量分析技术，血管体渲染技术显示骨内动脉血管分布、走行。(2)明胶氧化铅灌注技术结合临床CT显示血管。股骨头骨内静脉血管研究是世界性难题，由于静脉管壁薄，人体及动物死亡后体内血液主要存留在静脉系统，容易形成血栓影响静脉管道血管灌注。股骨头内是否存在静脉血管系统目前仍然存有争议。有观点认为股骨头内主要由静脉窦样结构来完成血液收纳回流的功能，根本就没有静脉血管系统。由于要保证肢体静脉向心性回流，因此静脉血管内通常会有静脉瓣膜防止血液回流。股骨头骨内静脉系统研究的技术方法及国内外文献也鲜有报道。一直以来股骨头静脉菲薄、寻找困难，同时由于股骨头静脉系统灌注难度大，目前尚无可靠的研究技术方法可用，因此尚未见股骨头及骨组织结构静脉血管灌注，三维重建定量研究的技术方法或相关研究报道。因此人们对股骨头静脉回流系统的结构、形态、三维分布不明确，这也增加了股骨头坏死疾病机制研究的难度。或许这也是股骨头坏死疾病机制研究不明的原因之一。
已有技术存在的缺陷或问题如下：(1)股骨头支持带静脉菲薄、寻找困难。(2)静脉管道系统内容易存留血栓堵塞静脉血管系统。(3)静脉管道系统内可能存在瓣膜灌注液仅能向心性流动，静脉灌注较难成功。(4)常用的灌注试剂氧化铅有毒，铅的原子序数较大，射线衰减系数较高，临床CT扫描后，影像数据重建后有毛刺现象，有伪影，影响数据分析。(5)临床CT最大分辨率为0.65mm，骨内血管管径大部分小于该分辨率，因此不能准确的重建成像并显示骨内静脉血管。(6)目前骨内血管显示的技术有透明标本法，脱钙然后进行影像学显微X线拍片，或者灌注塑料后用碱液腐蚀观察血管走行结构。传统研究方法不能很好的进行血管三维分布研究，血管管径测量，长度测量，长度密度计算，体积密度计算等量化计算研究。传统的对于骨内动脉血管分布的研究方法主要是通过改良血管透明技术来实现的。技术方法方面的缺陷：①、破坏骨内血管的完整性。为了对灌注过造影剂的股骨头进行清晰的X线摄影，首先需要对骨组织进行彻底的脱钙，因此需要先对股骨头进行分割(切片)然后再进入脱钙环节，脱钙良好(彻底)后才便于进行清晰的X线摄影。②、不论如何摆放或者重叠放置股骨头的切片，X线摄影获得的影像始终是二维影像，不便于三维观察、测量和呈现。③、制作过程耗时，操作繁琐。④、目前尚无可靠、确切的股骨头骨内静脉血管灌注、三维重建定量研究的技术方法。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提供一种骨内静脉血管三维可视化方法，是对骨内静脉血管灌注，三维可视化定量研究技术方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种骨内静脉血管三维可视化方法，包括如下步骤：
(1)将骨组织标本置于35-37℃恒温水浴中30分钟-1小时，再用造影剂以恒定压力60-100㎜Hg对骨组织标本的静脉血管进行灌注，灌注过程持续(维持该压力)10-20分钟，灌注结束，再将骨组织标本置于0-4℃恒温水浴中1-2小时；
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，所述造影剂(灌注液)为明胶硫酸钡混悬液，其中硫酸钡的质量浓度为10-40％，明胶的浓度为5-10％；所述明胶硫酸钡造影剂的制备方法为：在98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钡制成硫酸钡悬液，即为明胶硫酸钡造影剂。所述明胶硫酸钡造影剂(灌注液)在灌注前进行超声波预处理5-10分钟，解除纳米硫酸钡团聚并形成悬浮灌注液。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管更易于使得纳米硫酸钡解除团聚，形成稳定的悬浮液。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，所述超声波预处理条件为：温度20-35℃，功率200-300瓦特。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，所述明胶硫酸钡造影剂中硫酸钡的浓度为20-30％，更优选为30％。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，所述硫酸钡为纳米硫酸钡，平均粒径为40-700纳米。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，将骨组织标本置于37℃恒温水浴中1小时，再用造影剂以压力60-80㎜Hg对骨组织标本静脉血管进行灌注，灌注过程持续20分钟，灌注结束，再将骨组织标本置于0-4℃恒温水浴中2小时。
本发明所述的浓度优选为质量浓度，所述的室温优选为20℃。
(2)将步骤(1)中灌注完成的骨组织标本进行显微CT扫描和静脉血管数据的三维重建，得到骨静脉血管系统。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)中，显微CT数据均通过三维重建分析软件(Amira)进行骨内血管三维重建，分析，截图以研究并显示股骨头内静脉系统血管三维分布构筑情况。
根据上文技术方案，优选的情况下，选用新鲜的骨组织标本，包括人体、动物，如猪、羊、狗等，选用支持带静脉插管灌注，避开静脉瓣膜存在的区域。由于选用新鲜标本，因此可通过向心性挤压管腔，通过静脉管腔内的血液显示菲薄的，正常情况不易寻找到的静脉管道。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述骨组织为股骨头、肱骨头、股骨髁、髌骨、距骨、舟骨、跖骨、月骨。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述骨组织标本为股骨头标本，股骨头标本下支持带静脉或上支持带静脉插管结扎。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述股骨头标本在显微镜下游离支持带血管，寻找股骨头下支持带静脉或上支持带静脉插管结扎。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述股骨头标本在显微镜下放大10-15倍。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述股骨头标本在显微镜下游离支持带血管，股骨头下支持带静脉或上支持带静脉用灌注针插管，打结。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述灌注针为4#至6#平口针头，前部光滑，后部粗糙。
根据上文技术方案，优选的情况下，所述股骨头标本在显微镜下放大10-15倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离支持带血管，寻找股骨头下支持带静脉或上支持带静脉并选用4#至6#平口针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，打结。
根据上文技术方案，优选的情况下，股骨头标本下支持带静脉或上支持带静脉插管结扎，同时结扎前支持带动脉和静脉，以及上支持带动脉和静脉，或者下支持带动脉和静脉，保留下支持带动脉或上支持带动脉开口作为股骨头内残余血出口，以增加股骨头内静脉灌注系统的压力，使股骨头内静脉血管更加的充盈。
具体地，当股骨头标本下支持带静脉插管结扎时，同时结扎前支持带动脉和静脉，以及上支持带动脉和静脉，保留下支持带动脉作为股骨头内残余血出口，以增加股骨头内静脉灌注系统的压力，使股骨头内静脉血管更加的充盈；或者当股骨头上支持带静脉插管结扎时，同时结扎前支持带动脉和静脉，以及下支持带动脉和静脉，保留上支持带动脉作为股骨头内残余血出口，以增加股骨头内静脉灌注系统的压力，使股骨头内静脉血管更加的充盈。
根据上文技术方案，优选的情况下，当所述骨组织为股骨头标本时，股骨头骨内静脉血管三维可视化方法，包括如下步骤：
(1)将股骨头标本置于35-37℃恒温水浴中30分钟-1小时，再用造影剂以压力60-100㎜Hg通过下支持带静脉或上支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，灌注过程持续10-20分钟，灌注结束，再将股骨头标本置于0-4℃恒温水浴中1-2小时；
(2)将步骤(1)中灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管数据的三维重建，得到骨头静脉血管系统。
根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)中，将股骨头标本置于37℃恒温水浴中1小时，再用造影剂以恒定压力60-80㎜Hg通过下支持带静脉或上支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，灌注过程持续约20分钟，灌注结束，再将股骨头标本置于0-4℃恒温水浴中2小时。
本发明方法巧妙地利用细小静脉血管插管，合理地避开了静脉血管的瓣膜系统，利用静脉管道内原有的静脉血显示不易寻找的股骨头静脉管道。运用化学性质稳定，无毒的超细纳米硫酸钡血管灌注，显微CT扫描。CT分辨率为24.42μm，灌注至静脉血管，并且能精确的扫描重建。适当浓度的纳米硫酸钡配比避免了伪影及管道重建后有毛刺现象的，完全解决了目前的技术难题及存在的上述弊端，很好的显示了股骨头骨内血管的轮廓及血管三维分布空间立体结构，并为血管的定量研究提供基础。大大的简化了实验流程，缩短实验研究周期，为科研人员节省更多宝贵的研究时间。
本发明的有益效果：
和已有的研究技术方法比较，骨内静脉血管灌注重建研究方法是首创、最简单和最节省时间的技术方法，研究结果精确并且可量化，如血管长度、直径、体积，可三维立体的任意角度显示、并制作动画。可利用灌注获得的股骨头静脉血管分布结构构建股骨头血液流体的三维有限元模型，模拟量化正常状态及病理状态下股骨头内静脉血管内血液流速、流量、血管壁的剪切力等血流动力学参数。可制作股骨头静脉系统的模型、教具标本供医学生及临床医师及科研人员使用。通过向股骨头静脉系统灌注一种硫酸钡混悬液进入骨内静脉脉并结合显微CT扫描可以获得股骨头骨内高分辨率三维数字化数据和高清的静脉分布影像图。这种技术能成功灌注显示股骨头静脉系统，不需要对骨组织脱钙，省去了对骨组织切片的步骤。从而显著缩短研究周期及量化和显示骨内静脉血管的时间。该技术方法提供了一种简单而快速的可量化和可视化研究人体股骨头骨内静脉血管系统的新技术，为定量研究股骨头坏死提供技术支持。为教学及临床医师操作提供教学及参考标本。
附图说明
图1本发明股骨头骨内静脉血管三维可视化方法的流程图。
图2本发明实施例1股骨头静脉灌注效果图。
图3本发明实施例6股骨头静脉灌注效果图。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1下支持带静脉插管，明胶硫酸钡造影剂逆行灌注股骨头静脉
(1)选用新鲜猪股骨头标本。
(2)显微镜下放大10倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离支持带血管。在股骨头颈部的后方，寻找股骨头下支持带静脉，用手术刀背面由远心端向近心段挤压股骨头颈部软组织，此时可见静脉管腔内有静脉血回流并充盈菲薄的静脉管腔。并选用6#平口针头(外径0.6mm)，针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，结扎固定。同时结扎余下的上、前支持带动脉及静脉开口(保留下支持带动脉作为股骨头内残余血出口)以增加静脉灌注系统的压力，使静脉血管更加的充盈。
(3)选用平均粒径为700纳米的超细纳米硫酸钡制备造影剂。
(4)制备明胶硫酸钡造影剂，其中硫酸钡的质量浓度为30％，明胶质量浓度为5％。在98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成5％明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钡制成30％的硫酸钡悬液，即为明胶硫酸钡造影剂。在35℃下运用超声波对明胶硫酸钡造影剂预处理10分钟，解除纳米硫酸钡团聚并形成悬浮灌注液，超声波功率为200瓦特。所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管。
(5)将插好管的股骨头标本先置于37℃恒温水浴中1小时。以恒定压力60-80㎜Hg将明胶硫酸钡造影剂通过下支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，维持该压力约20分钟。灌注结束，将灌注完成的股骨头标本置于0℃恒温水浴中2小时。
(6)将灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管三维重建。扫描参数为：分辨率24.42μm，曝光时间200ms。InveonCT系统自带的扫描重建软件COBRA生成原始数据。导入影像分析软件Inveon research workplace(IRW)生成并导出Digital imaging andcommunications in medicine(Dicom)格式文件，将该Dicom格式文件导入三维分析软件(Amira)。进行血管图像重建、体渲染、三维正交投影视图(3D orthogonal projectionview)，并截图以研究并显示股骨头骨内静脉血管三维分布构筑情况。图2为本实施例股骨头静脉灌注效果图，图示证明了股骨头内静脉血管系统存在，而不是传统观点认为的静脉窦的形式。股骨头上、下、前支持带静脉在股骨头骺线上方相互吻合构成骺基底静脉网。骺基底静脉网再发出1-3级静脉血管，并且相互吻合。细小分支，吻合清晰可见，分布均匀。
纳米硫酸钡为非水溶性物质，不能通过微循环，不能由静脉系统进入到动脉系统。仅能显示静脉系统的血管结构及其三维分布情况。从重建的图形质量及操作难易程度来看，该技术方法最优越。
本发明成功地通过单一支下持带静脉对股骨头标本进行显微灌注，显微CT扫描，骨内血管三维重建。股骨头内静脉血管网状结构存在。股骨头内静脉血管网由前支持带静脉、上支持带静脉和下支持带静脉血管相互吻合构成，股骨头静脉血管网位于股骨头骺线的上方。显微镜辅助下血管灌注造影方法结合Micro CT扫描能较好的观察股骨头骨内静脉血管分布情况并能进行量化分析。
实施例2下支持带静脉插管，明胶硫酸钡造影剂逆行灌注股骨头静脉
(1)选用新鲜人体股骨头标本。
(2)显微镜下放大10倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离的支持带血管。在股骨头颈部的后方，寻找股骨头下支持带静脉，用手术刀背面由远心端向近心段挤压股骨头颈部软组织，此时可见静脉管腔内有静脉血回流并充盈菲薄的静脉管腔。并选用6#平口针头(外径0.6mm)，针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，结扎固定。同时结扎余下的上、前支持带动脉及静脉开口(保留下支持带动脉作为股骨头内残余血出口)以增加静脉灌注系统的压力，使静脉血管更加的充盈。
(3)选用平均粒径为700纳米的超细纳米硫酸钡制备造影剂。
(4)制备明胶硫酸钡造影剂，其中硫酸钡的质量浓度为30％，明胶质量浓度为5％。在98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成5％明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钡制成30％的硫酸钡悬液，即为明胶硫酸钡造影剂。在35℃下运用超声波对明胶硫酸钡造影剂预处理10分钟，解除纳米硫酸钡团聚并形成悬浮灌注液，超声波功率为200瓦特。所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管。
(5)将插好管的股骨头标本先置于37℃恒温水浴中1小时。以恒定压力60-80㎜Hg将明胶硫酸钡造影剂通过下支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，维持该压力约20分钟。灌注结束，将灌注完成的股骨头标本置于0℃恒温水浴中2小时。
(6)将灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管三维重建。扫描参数为：分辨率24.42μm，曝光时间200ms。InveonCT系统自带的扫描重建软件COBRA生成原始数据。导入影像分析软件Inveon research workplace(IRW)生成并导出Digital imaging andcommunications in medicine(Dicom)格式文件，将该Dicom格式文件导入三维分析软件(Amira)。进行血管图像重建、体渲染、三维正交投影视图(3D orthogonal projectionview)，并截图以研究并显示股骨头骨内静脉血管三维分布构筑情况。
实施例3上支持带静脉插管，明胶硫酸钡造影剂逆行灌注股骨头静脉
(1)选用新鲜猪股骨头标本。
(2)显微镜下放大10倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离支持带血管。在股骨头颈部的后方，寻找股骨头上支持带静脉，用手术刀背面由远心端向近心段挤压股骨头颈部软组织，此时可见静脉管腔内有静脉血回流并充盈菲薄的静脉管腔。并选用6#平口针头(外径0.6mm)，针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，结扎固定。同时结扎余下的下、前支持带动脉及静脉开口(保留上支持带动脉作为股骨头内残余血出口)以增加静脉灌注系统的压力，使静脉血管更加的充盈。
(3)选用平均粒径为700纳米的超细纳米硫酸钡作为造影剂。
(4)制备明胶硫酸钡造影剂，其中硫酸钡的质量浓度为10％，明胶质量浓度为5％。在98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成5％明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钡制成10％的硫酸钡悬液，即为明胶硫酸钡造影剂。在35℃下运用超声波对明胶硫酸钡造影剂预处理5分钟，解除纳米硫酸钡团聚并形成悬浮灌注液，超声波功率为200瓦特。所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管。
(5)将插好管的股骨头标本先置于37℃恒温水浴中1小时。以恒定压力60-80㎜Hg将明胶硫酸钡造影剂通过下支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，维持该压力约20分钟。灌注结束，将灌注完成的股骨头标本置于0℃恒温水浴中2小时。
(6)将灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管三维重建。扫描参数为：分辨率24.42μm，曝光时间200ms。InveonCT系统自带的扫描重建软件COBRA生成原始数据。导入影像分析软件Inveon research workplace(IRW)生成并导出Digital imaging andcommunications in medicine(Dicom)格式文件，将该Dicom格式文件导入三维分析软件(Amira)。进行血管图像重建、体渲染、三维正交投影视图(3D orthogonal projectionview)，并截图以研究并显示股骨头骨内静脉血管三维分布构筑情况。
实施例4下支持带静脉插管，明胶硫酸钡造影剂逆行灌注股骨头静脉
(1)选用新鲜猪股骨头标本。
(2)显微镜下放大10倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离支持带血管。在股骨头颈部的后方，寻找股骨头下支持带静脉，用手术刀背面由远心端向近心段挤压股骨头颈部软组织，此时可见静脉管腔内有静脉血回流并充盈菲薄的静脉管腔。并选用6#平口针头(外径0.6mm)，针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，结扎固定。同时结扎余下的上、前支持带动脉及静脉开口(保留下支持带动脉作为股骨头内残余血出口)以增加静脉灌注系统的压力，使静脉血管更加的充盈。
(3)选用平均粒径为40纳米的超细纳米硫酸钡作为造影剂。
(4)制备明胶硫酸钡造影剂，其中硫酸钡的质量浓度为40％，明胶质量浓度为10％。在98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成10％明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钡制成40％的硫酸钡悬液，即为明胶硫酸钡造影剂。在35℃下运用超声波对明胶硫酸钡造影剂预处理10分钟，解除纳米硫酸钡团聚并形成悬浮灌注液，超声波功率为300瓦特。所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管。
(5)将插好管的股骨头标本先置于37℃恒温水浴中1小时。以恒定压力80-100㎜Hg将明胶硫酸钡造影剂通过下支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，维持该压力约20分钟。灌注结束，将灌注完成的股骨头标本置于0℃恒温水浴中2小时。
(6)将灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管三维重建。扫描参数为：分辨率24.42μm，曝光时间200ms。InveonCT系统自带的扫描重建软件COBRA生成原始数据。导入影像分析软件Inveon research workplace(IRW)生成并导出Digital imaging andcommunications in medicine(Dicom)格式文件，将该Dicom格式文件导入三维分析软件(Amira)。进行血管图像重建、体渲染、三维正交投影视图(3D orthogonal projectionview)，并截图以研究并显示股骨头骨内静脉血管三维分布构筑情况。
实施例5下支持带静脉插管，明胶硫酸钡造影剂逆行灌注股骨头静脉
(1)选用新鲜猪股骨头标本。
(2)显微镜下放大10倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离支持带血管。在股骨头颈部的后方，寻找股骨头下支持带静脉，用手术刀背面由远心端向近心段挤压股骨头颈部软组织，此时可见静脉管腔内有静脉血回流并充盈菲薄的静脉管腔。并选用6#平口针头(外径0.6mm)，针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，结扎固定。同时结扎余下的上、前支持带动脉及静脉开口(保留下支持带动脉作为股骨头内残余血出口)以增加静脉灌注系统的压力，使静脉血管更加的充盈。
(3)选用平均粒径为700纳米的超细纳米硫酸钡作为造影剂。
(4)制备明胶硫酸钡造影剂，其中硫酸钡的质量浓度为20％，明胶质量浓度为5％。在98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成5％明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钡制成20％的硫酸钡悬液，即为明胶硫酸钡造影剂。在35℃下运用超声波对明胶硫酸钡造影剂预处理5分钟，解除纳米硫酸钡团聚并形成悬浮灌注液，超声波功率为200瓦特。所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管。
(5)将插好管的股骨头标本先置于37℃恒温水浴中1小时。以恒定压力60-80㎜Hg将明胶硫酸钡造影剂通过下支持带静脉灌注到股骨头的静脉系统，维持该压力约20分钟。灌注结束，将灌注完成的股骨头标本置于0℃恒温水浴中2小时。
(6)将灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管三维重建。扫描参数为：分辨率24.42μm，曝光时间200ms。InveonCT系统自带的扫描重建软件COBRA生成原始数据。导入影像分析软件Inveon research workplace(IRW)生成并导出Digital imaging andcommunications in medicine(Dicom)格式文件，将该Dicom格式文件导入三维分析软件(Amira)。进行血管图像重建、体渲染、三维正交投影视图(3D orthogonal projectionview)，并截图以研究并显示股骨头骨内静脉血管三维分布构筑情况。
实施例6(对比例)下支持带动脉插管，碘海醇造影剂顺行灌注股骨头静脉
(1)选用新鲜猪股骨头标本。
(2)显微镜下放大10倍，镜下运用显微器械进行显微操作，游离支持带血管。在股骨头颈部的后方，寻找股骨头下支持带动脉。并选用5#平口针头(外径0.5mm)，针头前部光滑，后部粗糙灌注针插管，结扎固定。同时结扎余下的上、前支持带动脉及静脉开口(保留下支持带静脉作为股骨头内残余血出口)。
(3)选用平均粒径为100纳米硫酸钙为阴性造影剂，置换动脉系统内碘海醇，仅显示股骨头静脉系统血管。
(4)制备明胶硫酸钙悬液，其中硫酸钙的质量浓度为10％，明胶质量浓度为5％。98℃水浴下将明胶融化于去离子水中制成5％明胶溶液，调整水浴到35℃，加入硫酸钙制成10％的硫酸钙悬液，即为明胶硫酸钙阴性造影剂。在35℃下运用超声波对明胶硫酸钙阴性造影剂预处理10分钟，解除纳米硫酸钙团聚并形成悬浮灌注液，超声波功率为200瓦特。所用超声波预处理时装有明胶硫酸钡造影剂的容器为直径10㎜螺旋形的玻璃管。
(5)将插好管的股骨头标本先置于37℃恒温水浴中1小时。选用碘海醇(市售的造影剂)，以压力60-80㎜Hg通过下支持带动脉灌注到股骨头的动脉-静脉系统，并维持该压力约10分钟，再选用明胶硫酸钙作为阴性造影剂遮蔽股骨头动脉系统血管，以恒定压力60-80㎜Hg压力灌注，通过下支持带动脉灌注到股骨头的动脉系统，并维持该压力约10分钟。灌注结束，将灌注完成的股骨头标本置于0℃恒温水浴中2小时。
(6)将灌注完成的股骨头标本进行显微CT扫描和静脉血管三维重建。扫描参数为：分辨率24.42μm，曝光时间200ms。InveonCT系统自带的扫描重建软件COBRA生成原始数据。导入影像分析软件Inveon research workplace(IRW)生成并导出Digital imaging andcommunications in medicine(Dicom)格式文件，将该Dicom格式文件导入三维分析软件(Amira)。进行血管图像重建、体渲染、三维正交投影视图(3D orthogonal projectionview)，并截图以研究并显示股骨头骨内静脉血管三维分布构筑情况。图3为本实施例股骨头静脉灌注效果图，图示证明了股骨头内静脉血管系统存在，而不是传统观点认为的静脉窦的形式。股骨头上、下、前支持带静脉在股骨头骺线上方相互吻合构成骺基底静脉网。与实施例2比较，重建血管效果图骨内主干血管可见，可以看到骺基底静脉网存在，上、下、前支持带静脉相互吻合构成股骨头骺基底静脉网。虽然能显示股骨头静脉管道系统，但是不如实施例2清晰，能辨识的静脉血管主要为静脉主干，不如实施例2细小分支也清晰可见。
由于碘海醇为溶液，可由动脉系统通过微循环进入到静脉血管系统。而第二次灌注的纳米硫酸钙仅能进入动脉系统，不能通过微循环，且吸收X射线的能力与骨组织相似，从而将动脉血管内碘海醇置换遮蔽动脉血管。最终通过影像学重建，显示的管道系统仅为股骨头静脉管道系统。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将骨组织标本置于35-37℃恒温水浴中30分钟-1小时，再用造影剂以压力60-100㎜Hg对骨组织标本的静脉血管进行灌注，灌注过程持续10-20分钟，灌注结束，再置于0-4℃恒温水浴中1-2小时；
(2)将步骤(1)中灌注完成的骨组织标本进行显微CT扫描和静脉血管数据的三维重建。
2.根据权利要求1所述的骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，所述造影剂为明胶硫酸钡混悬液，其中硫酸钡的浓度为10-40％，明胶的浓度为5-10％。
3.根据权利要求2所述的骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，所述硫酸钡为纳米硫酸钡，平均粒径为40-700纳米。
4.根据权利要求2所述的骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，所述造影剂在灌注前还需进行超声波预处理5-10分钟。
5.根据权利要求4所述的骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，所述超声波预处理条件为：温度20-35℃，功率200-300瓦特。
6.根据权利要求1所述的骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，所述骨组织为股骨头、肱骨头、股骨髁、髌骨距骨、舟骨、跖骨、或月骨。
7.根据权利要求1所述的骨内静脉血管三维可视化方法，其特征在于，步骤(1)中，将骨组织标本置于37℃恒温水浴中1小时，再用造影剂以压力60-80㎜Hg对骨组织标本的静脉血管进行灌注，灌注过程持续20分钟，灌注结束，再置于0-4℃恒温水浴中2小时。
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