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X射线相位衬度成像（X-ray phase-contrast imaging,XPCI）主要利用X射线穿过样品时引起的相移信息变化来成像,该相位衬度变化是传统X射线成像所产生吸收衰减衬度变化的1000倍左右;此外,XPCI能获得微米甚至亚微米量级的空间分辨率,因而具有同时清晰成像软组织和硬组织的优势被广泛应用于生物医学成像领域。结合断层成像（computed tomography,CT）技术,XPCI发展为X射线相衬CT（X-ray phase-contrast CT,PCCT）,它不仅能以高分辨率观测组织丰富的内部显微结构,而且可与三维（three-dimensional,3D）重建技术结合实现组织的3D可视化,并获得任意角度的内部结构断层信息。本文中骨质疏松症模型（osteoporosi,OP）小鼠股骨和牙周炎模型大鼠上颌骨样品的成像实验均在上海同步辐射光源（Shanghai Synchrotron Radiation Facility,SSRF）BL13W1线站完成。通过调整样品至探测器的距离分别实现样品的同步辐射吸收衬度CT（synchrotron radiation absorption-contrast CT,SR-ACCT）和同步辐射相衬CT（synchrotron radiation phase-contrast CT,SR-PCCT）成像。本文用到的两种疾病模型的共同特征为骨量减少,骨显微结构发生形态变化,且所采集标本均为含软组织和硬组织的混合型样品。目的:本文分别比较分析SR-ACCT和SR-PCCT对小鼠股骨和大鼠上颌骨两种软硬组织混合型样品的成像特点;探讨SR-PCCT在OP模型和牙周炎模型影像学特征上的应用可行性及价值。方法:（1）将15只8周大balb/c雌性小鼠平均随机分为3组。其中两组小鼠行去势手术（切除小鼠的双侧全部卵巢）,模拟绝经后雌激素下降所造成的OP,并于手术四周后开始分别给予TSA药物和生理盐水,以下称药物组和盐水组;另外一组小鼠仅切除卵巢附近的部分脂肪组织作为正常对照组,以下称假手术组。最后取所有小鼠左侧股骨在SSRF的BL13W1线站分别进行SR-ACCT和SR-PCCT扫描,并测量其断层图像信号噪声比（signal to noise radio,SNR）和衬度对比度（contrast to noise ratio,CNR）,比较两种成像方式的图像质量。并基于SR-PCCT分析OP样品的影像学特征及TSA药物对OP的改善作用。（2）将6只雄性Sprague Dawley大鼠随机分为牙周炎组（n=3）和正常组（n=3）,牙周炎组采用“丝线结扎+高糖饲养”的方法构建牙周炎模型,正常组予常规饲养。8周后取两组大鼠右上颌骨分别进行SR-ACCT和SR-PCCT扫描,并分析其成像特点。基于SR-PCCT重建上颌骨3D结构,测量比较两组大鼠的釉牙骨质界-牙槽嵴顶（cemento-enamel junction-alveolar bone crest,CEJ-ABC）距离和牙根长度,描述两组大鼠的牙槽骨高度及骨小梁排列情况,探索牙周炎的影像学特征。结果:（1）SR-PCCT股骨断层图像的CNR和SNR是SR-ACCT的3倍左右（骨髓/背景SNR:22.03±4.28和7.97±1.55;骨组织/背景SNR:43.83±6.87和16.41±3.43;骨髓/骨组织CNR:17.84±4.79和6.29±1.63）。与SR-ACCT相比,SR-PCCT能够呈现小鼠股骨表面更为丰富的纹理细节及股骨内部更清晰的骨小梁3D结构。此外,基于股骨3D结构测得的骨形态计量学参数统计结果显示:与假手术组的BS/TV、BV/TV、BS/BV、Tb.Th、Tb.N和骨皮质厚度相比(10.75±0.64μm-1、21.47±3.90%、0.072±0.015μm-1、45.89±11.49μm、84.33±22.03μm-1和201.55±21.65μm),盐水组的各项对应参数均发生显著性变化(7.99±1.02μm-1、13.14±1.61%、0.078±0.009μm-1、29.47±10.58μm、47.22±3.80μm-1、146.53±26.71μm;所有P<0.05)。药物组的BS/TV、BV/TV、BS/BV、Tb.Th、Tb.N和骨皮质厚度分别为10.84±0.83μm-1、21.06±2.39%、0.072±0.008μm-1、44.13±11.48μm、87.33±11.12μm-1和197.13±17.93μm,与盐水组相比各项参数均发生显著性变化（P<0.05）。药物组各项参数与假手术组接近,两组间无显著差异（P>0.05）。（2）与SR-ACCT相比,SR-PCCT大大提高了牙槽骨硬组织和牙龈等软组织的SNR和CNR（牙龈/背景SNR:7.88±0.85和16.54±1.83,t=19.62,P<0.01;牙槽骨/背景SNR:11.04±0.81和30.89±3.84,t=23.16,P<0.01;牙龈/牙槽骨CNR:2.82±0.39和11.65±1.66,t=23.73,P<0.01）以及上颌骨整体3D结构重建质量。此外,基于SR-PCCT重建的上颌骨断层图像和3D图像显示,在上颌骨第一磨牙处,与正常组相比,牙周炎组牙槽骨高度降低,牙周袋形成,CEJ-ABC显著增大（正常组1167.22[437.35,830.14]μm,牙周炎组620.91[1026.17,1304.08]μm,Z=-9.43,P<0.01）,牙槽骨骨小梁较少,且排列较为紊乱。结论:与SR-ACCT相比,SR-PCCT对小鼠股骨骨小梁及骨髓组织和大鼠上颌骨软硬组织成像更具优势。SR-PCCT与3D可视化技术结合,能实现股骨和上颌骨结构任意方向的高分辨率和高衬度断层图像展示和3D结构重建。基于SR-PCCT对小鼠OP股骨和大鼠牙周炎上颌骨样品的成像研究表明,OP的主要影像学特征为骨小梁显微结构的形态变化;牙周炎的主要影像学特征为牙槽骨高度降低、牙周袋形成、CEJ-ABC增大以及牙槽骨骨小梁排列紊乱。SR-PCCT对评估小鼠OP股骨和大鼠牙周炎上颌骨具有较大的潜在应用价值,有望为OP和牙周炎的诊断及药物疗效评估提供一种新的有效影像学方法。