【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于ct成像，尤其涉及一种脊椎动物胚胎的三维数字解剖方法及系统。
技术介绍
1、生物微观组织结构反映其发育过程，研究人员聚焦于研究生物表型特征及相关的系统发育，以探究生命的起源及演化过程。ct在生物无损研究方面得到了广泛应用。ct成像利用了x射线穿透不同密度的样品，不同密度的物质对x射线的吸收能力不同，重建出生物的三维数字结构。对三维数字模型进行分割重建提取研究，实现无损数字解剖。
2、在一系列生物利用ct构建三维模型进行科学研究中，不同门类发育过程中胚胎的三维结构受到越来越多的关注。胚胎的研究为动物系统发育和进化提供重要证据，对动物分类学研究也非常重要。而目前，胚胎的形态学研究通常是用比较解剖的方式获取。解剖是将标本用特定的刀剖开进行有损研究，对于胚胎微观的结构信息，通常采用蜡质包埋、染色、切片、镜检等方法，观察研究各门类动物胚胎个体发育过程中形态变化的异同，从单一切片到一系列切片，组合成三维模型，从而探讨其在系统发育上的相互关系。目前，存在如下问题：
3、脊椎动物胚胎尺寸很小，对操作人员手动解剖的要求非常高。对具体微观形态结构的观察，通常需要显微镜，且与切片质量有很大关系。在包埋染色切片等过程中，每个环节都要求精准，只有切到特定的细节才能观察到。如果观察不到就需要大量的材料、更多的时间重复实验。
4、基于此，开发一种高效清晰展示胚胎内部结构的三维数字模型，再准确进行数字解剖的方法十分必要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种脊椎动物胚胎的三维数字解剖方法，所述方法包括：
4、固定胚胎标本；
5、对固定好的胚胎标本前处理；
6、使用显微ct扫描系统扫描前处理后的胚胎标本，得到胚胎三维数字模型；
7、在所述胚胎三维数字模型的基础上，对感兴趣区域进行虚拟数字解剖。
8、进一步地，所述固定胚胎标本，包括：
9、获取新鲜的胚胎标本；
10、使用生理盐水冲洗新鲜的胚胎标本；
11、将冲洗后的胚胎标本浸入8-12％的福尔马林溶液中，密封避光保存36至72小时后，得到固定好的胚胎标本。
12、进一步地，所述对固定好的胚胎标本前处理，包括：
13、将固定好的胚胎标本移入无水酒精浸泡5-15分钟进行初次脱水处理；
14、将脱水后的胚胎标本转移到0.5%的lugol's试剂中浸泡12-36个小时进行染色处理；
15、染色处理后的胚胎标本取出依次移入梯度酒精中分别浸泡8-12分钟进行二次脱水处理；
16、将二次脱水后的胚胎标本转移至co2临界点干燥仪的样品室中来实现干燥；
17、将干燥后的胚胎标本转移置ct固定容器后，使用封口膜密封所述ct固定容器的开口。
18、进一步地，所述梯度酒精包括：30％乙醇、50％乙醇、70％乙醇、85％乙醇、90％乙醇、95%乙醇、100％乙醇。
19、进一步地，所述初次脱水处理中的浸泡时间分别为5分钟；所述染色处理中的浸泡时间为24个小时；所述二次脱水处理中的浸泡时间分别为10分钟。
20、进一步地，所述使用显微ct扫描系统扫描前处理后的胚胎标本，得到胚胎三维数字模型，包括：
21、使用显微ct扫描系统扫描前处理后的胚胎标本，得到扫描数据；
22、对扫描数据进行重构，得到胚胎标本的三维数据；
23、基于三维可视化软件对所述胚胎标本的三维数据分割提取，渲染得到数字解剖的胚胎三维模型。
24、进一步地，所述显微ct扫描系统的参数设置包括：电压为80-110kv，电流为70-150ua，分辨率为0.8～20μm。
25、一种脊椎动物胚胎的三维数字解剖系统，所述系统包括：
26、固定模块，用于固定胚胎标本；
27、前处理模块，用于对固定好的胚胎标本前处理；
28、ct扫描模块，用于使用显微ct扫描系统扫描前处理后的胚胎标本，得到胚胎三维数字模型；
29、解剖模块，用于在所述胚胎三维数字模型的基础上，对感兴趣区域进行虚拟数字解剖。
30、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
31、1. 可无损获取各门类胚胎样品的高精度三维结构。无损检测，无需解剖，无需切片，可保存胚胎样品内部近似于自然状态下的细微结构信息，以便后续的研究。
32、2. 所制备不同胚胎标本在ct扫描时内部结构的对比度提升显著，胚胎内部结构清晰可见。
33、3. 先脱水再用低浓度试剂染色，染色均匀并避免过度染色。再使用梯度脱水临界点干燥，脱水彻底，干燥完全，使样品保持染色后的状态，在ct扫描过程中内部结构稳定清晰。
34、4. 本专利技术不仅最大程度的保持胚胎的原貌，使ct扫描重建后的三维模型清晰准确，而且可短期快速获得大量的脊椎动物胚胎三维模型。
35、5. 在胚胎的三维模型上进行精确的数字解剖，提取不同的感兴趣区域，用不同的颜色标记，清晰的研究其精细结构、形态特征以及相互关系，避免了要求极高的手动解剖方法，无损获得完整的胚胎三维数字模型，实现无损、多角度、全方位、无限次的精确数字解剖。
36、6. 积累大量数据后，可支撑建立脊椎动物三维胚胎形态学数据库，追溯脊椎动物演化过程，为脊椎动物的系统发育和进化提供重要证据，在微观脊椎动物领域有广阔前景。
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1.一种脊椎动物胚胎的三维数字解剖方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定胚胎标本，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对固定好的胚胎标本前处理，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述梯度酒精包括：30％乙醇、50％乙醇、70％乙醇、85％乙醇、90％乙醇、95％乙醇和100％乙醇。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初次脱水处理中的浸泡时间分别为5分钟；所述染色处理中的浸泡时间为24个小时；所述二次脱水处理中的浸泡时间分别为10分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用显微CT扫描系统扫描前处理后的胚胎标本，得到胚胎三维数字模型，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述显微CT扫描系统的参数设置包括：电压为80-110KV，电流为70-150uA，分辨率为0.8～20μm。
8.一种脊椎动物胚胎的三维数字解剖系统，其特征在于，所述系统包括：
【技术特征摘要】
1.一种脊椎动物胚胎的三维数字解剖方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定胚胎标本，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对固定好的胚胎标本前处理，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述梯度酒精包括：30％乙醇、50％乙醇、70％乙醇、85％乙醇、90％乙醇、95％乙醇和100％乙醇。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初次脱水处理中的浸泡...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢静，尹鹏飞，刘晓悦，侯叶茂，张效梅，
申请(专利权)人：中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，
类型：发明
国别省市：
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