Visualization of 3D osteon morphology by synchrotron radiation micro‐CT
Notice bibliographique
Résumé
Cortical bone histology has been the subject of scientific inquiry since the advent of the earliest microscopes. Histology - literally the study of tissue - is a field nearly synonymous with 2D thin sections. That said, progressive developments in high-resolution X-ray imaging are enabling 3D visualization to reach ever smaller structures. Micro-computed tomography (micro-CT), employing conventional X-ray sources, has become the gold standard for 3D analysis of trabecular bone and is capable of detecting the structure of vascular (osteonal) porosity in cortical bone. To date, however, direct 3D visualization of secondary osteons has eluded micro-CT based upon absorption-derived contrast. Synchrotron radiation micro-CT, through greater image quality, resolution and alternative contrast mechanisms (e.g. phase contrast), holds great potential for non-destructive 3D visualization of secondary osteons. Our objective was to demonstrate this potential and to discuss areas of bone research that can be advanced through the application of this approach. We imaged human mid-femoral cortical bone specimens derived from a 20-year-old male (Melbourne Femur Collection) at the Advanced Photon Source synchrotron (Chicago, IL, USA) using the 2BM beam line. A 60-mm distance between the target and the detector was employed to enhance visualization of internal structures through propagation phase contrast. Scan times were 1 h and images were acquired with 1.4-μm nominal isotropic resolution. Computer-aided manual segmentation and volumetric 3D rendering were employed to visualize secondary osteons and porous structures, respectively. Osteonal borders were evident via two contrast mechanisms. First, relatively new (hypomineralized) osteons were evident due to differences in X-ray attenuation relative to the surrounding bone. Second, osteon boundaries (cement lines) were delineated by phase contrast. Phase contrast also enabled the detection of soft tissue remnants within the vascular pores. The ability to discern osteon boundaries in conjunction with vascular and cellular porosity revealed a number of secondary osteon morphologies and provided a unique 3D perspective of the superimposition of secondary osteons on existing structures. Improvements in resolution and optimization of the propagation phase contrast promise to provide further improvements in structural detail in the future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».