沙鼠中耳逼真三维计算机模型：精确再现骨骼与软组织结构的形态学特征

为提高中耳（ME）有限元建模（FEM）的真实性，需要全面且精确的形态学数据。迄今为止，微型 X 射线计算机断层扫描（μCT）记录已被用作中耳听小骨 FEM 模型的几何输入数据。此前也曾尝试获取中耳软组织的此类数据，但由于软组织对 X 射线吸收率低，图像质量受限。另一种常用方法是利用组织学切片作为三维模型的数据，该方法能为切片提供高面内分辨率，但其本质上是破坏性的，且切片配准困难。我们将来自同一只沙鼠样本的高分辨率 μCT 记录数据与高分辨率正交平面荧光光学切片显微镜（OPFOS）数据相结合。先进的 μCT 提供了听小骨及其他中耳骨性结构三维形状的高分辨率数据，而 OPFOS 装置则生成了在骨骼和软组织 ME 结构上前所未有质量的数据。这两种技术均为断层成像且非破坏性，并能提供自动对齐的虚拟切片集。来自不同技术的数据集需要相互配准。通过合并这两个数据集，我们获得了沙鼠中耳所有功能组件的完整高分辨率形态学模型。所得三维模型可直接导入 FEM 软件，并免费提供给研究界使用。本文讨论了所使用的方法，展示了合并后的模型，并探讨了肌肉和韧带等软组织的形态学特性。