螺旋CT扫描技术用于珍贵中药材鉴定的应用评价

牛全福，张喜娥，贺鹏飞，罗晋萍，马双成

（1.山西省吕梁市食品药品检验所，山西 吕梁 033000； 2.山西省吕梁市人民医院，山西 吕梁 033000；3.山西省食品药品检验所，山西 太原 030001； 4.中国食品药品检定研究院，北京 100050）

动物药是中药材的重要组成部分，随着动物资源越来越少，动物类药材也愈加珍贵。过去对其采集、检验、质量分析和标准的研究采用显微切片，信息量大，专属性强，但其制作手段有破坏性［1-2］。计算机断层扫描（CT）的数字成像技术，大大促进了医学影像学的发展［3-5］，继CT之后的磁共振（MRI）与发射型计算机断层扫描（ECT）等新的数字成像技术均较少用于药材鉴定。本研究中采用螺旋CT扫描技术，对以动物角类药材为代表的珍贵中药材进行鉴定，建立二维、三维专属性特征图，据此建立珍贵中药材新的鉴定方法。现报道如下。

1 仪器与试药

1.1 仪器

Neusoft东软®NeuViz128型螺旋CT扫描仪、Neu-Viz 128 1.0型64排螺旋CT 128层X线断层摄影系统（沈阳东软集团）。

1.2 试药

样品（见图1）经山西省药品检验所高天爱主任药师鉴定均为雄兽角。其中，水牛角产自福建厦门，为牛科动物水牛Bubalusbubalis Linnaeus的角；黄牛角产自山西离石马茂庄屠宰场，为牛科动物牛（黄牛）Bostaurus domesticus的角；牦牛角产自甘肃武威天祝县屠宰场，为牛科动物牦牛Bosgrunniens（B.run-niens）的角；羚羊角产自俄罗斯，为牛科动物赛加羚羊SaigatataricaLinnaeus的角［6-9］；藏羚羊角产自新疆，为牛科动物藏羚羊Pantholops hodgsonii的角；山羊角产自山西离石马茂庄屠宰场，为牛科动物白山羊Capraaegagrushircus（家养白山羊）的角。

2 方法与结果

采用螺旋CT扫描仪扫描各动物角，设置模式化扫描基本参数，利用X射线电磁波穿透组织，对同一部位的不同方向进行多次曝光，实行单向的连续旋转，螺旋扫描，采用图像数据内插法重建图像，利用多层螺旋CT重建技术，即实时多二维重建（MPR）、曲面重建（CPR）、最大密度投影（MIP）、三维容积漫游（VRT），重建的药材样品可旋转，以观察不同方位的三维图像，展示其组织结构的全貌（因篇幅所限，仅以羚羊角为例展示），通过多个一维或二维图像来完全恢复原来的三维结构的所有信息，获得详细的二维剖面图、三维图。大范围扫描，一次完成一个检查部位，以轴位数据重建出冠状、矢状、曲面、斜面任意角度的二维图像和三维图像。采用1.07版Dicom Viewer软件浏览图片。药材样品每层二维图差异明显，药材样品扫描CPR的三维图与实物一致，MIP的三维图差异明显，可见样品各自内部结构、密度、骨腔、骨塞及其天然缝隙。详见图2至图6。

3 讨论

传统的中药材鉴定包括性状、显微和理化鉴别，对于动物角类药材的鉴定，最常用的是性状和显微鉴定，通过切片或粉末的组织特征来鉴别其真伪［10-13］，但显微切片的制作烦琐、耗时长，相近物种组织特征极相似，难以判定结果，且需破坏样品。采用螺旋CT扫描方法鉴定中药材，迄今仍首次提出和试验，该技术可在不破坏药材样品的情况下快速地获得其二维、三维扫描图像，更好地分析药材样品内部结构和整体结构，还可拓展到农业、林业、考古、海关、教学等领域，拓展到鲜活、珍贵药材样品，具有很高的经济价值和社会价值。

本研究中螺旋CT机的体素和像素的分辨度较低（样品需大于0.625mm），矩阵排列构成的断层CT图像显示未达微米级，二维图（显微结构）特征欠理想；若在扫描圈光路上增加一圈“凸透镜”，增加其放大倍数，利用电子束CTEBT显微成像技术提升CT机Z轴分辨率，可得到更高的各向同性分辨率，建立百万像素级成像平台，可显示高清晰细节，并可使放大倍数达微米级，提供更多更详细的信息。该技术用于医学临床，可避免破坏性取样，以“微型CT”直接观察结果，达到早期诊断的目的；用于药学领域，可确定中药材的最佳采收期及制订质量标准。CT机还可进行微型化改造，做成便携式产品，使其使用更方便、快速，并使螺旋CT扫描仪像X光机一样，操作时床位可平放或竖立，扫描圈可在防辐射玻璃外罩内上下或前后移动，进行螺旋扫描，外罩防辐射玻璃可为开合的圆形或半圆形，以保护医务（或试验）人员免受辐射。