区域骨密度差异对老年女性髋部骨折部位影响的有限元分析

发布时间：2019-07-15 09:54

【摘要】：目的：老年女性髋部骨折作为骨质疏松性骨折之一,对其进行有效的预测和预防具有重要的临床意义,骨密度降低是骨质疏松性骨折发生的重要因素,DXA测量骨密度是其重要的监测指标。三维有限元分析可以很好地模拟出骨骼各部位的应力特性以及材料分布,我们的前期研究发现临床骨密度与股骨三维有限元模型密度具有线性正相关关系,但模型的股骨转子间与股骨颈区域的密度差异与骨折部位的相关性尚未研究,本文拟探讨股骨三维有限元模型区域密度的差异能否预测老年女性髋部骨折的部位。方法：1.建立股骨近端三维有限元模型 临床收集16例髋部骨折病人,进行双侧髋部CT扫描,获取DICOM格式数据,利用Mimicsl5.01软件通过区域增长、腔隙填充、编辑蒙罩、三维重建功能、网格划分及材料赋值等步骤构建健侧股骨近端三维有限元模型。2.股骨近端有限元模型密度分析 定义股骨近端有限元模型的股骨颈及转子间区域并进行分区；利用Abaqus6.12软件对股骨近端模型进行加载和运算,计算出骨折部位与非骨折部的区域密度,利用SPSS17.0软件进行统计学分析,分析骨折发生部位与该部位骨密度的大小的关系。结果：1.通过Mimics 15.01软件对16份股骨近端CT数据进行三维重建,根据其灰度值分层赋予10种材料属性,建成股骨近端有限元模型。2.所选取的16例患者平均年龄为78.56±6.14岁,其中股骨转子间骨折组82.25±3.85岁,股骨颈骨折组74.88±5.91岁。其中左侧肢体9例,右侧肢体7例。3.骨折部位的股骨转子间区域/股骨颈区域密度为1.20±0.02(×106),非骨折部位的股骨转子间区域/股骨颈区域密度为1.22±0.03(×106),p=0.03,差异具有统计学意义。所建立的16个健侧股骨近端模型,14个与实际的骨折部位相符合,1例不符合,1例无法预测,符合率为87.5%。8个股骨转子间骨折患者模型中,7个模型的健侧股骨转子间区域密度比股骨颈区域密度低,1个模型的健侧股骨转子间区域密度比股骨颈区域密度高。8个股骨颈骨折患者模型中,7个模型的健侧股骨颈区域密度比股骨转子间区域密度低,1个模型的健侧股骨颈区域密度与股骨转子间区域密度相同。结论：相对低骨密度的股骨转子间区域或股骨颈区域更容易发生对应部位类型的髋部骨折,这为寻找髋部骨折部位的原因提供了一种新的思路,也为临床预测骨折发生部位提供了方法。
文内图片：
图片说明： 减轻了信息的损失。将保存的ＤＩＣＯＭ数据导入Ｍｉｍｉｃｓｌ５．０１软件中，自逡逑动生成横断面、冠状面及矢状面图像，得到软组织和骨骼在内的灰度不同的区域逡逑（如图１）。逡逑枦１国逡逑Ｉ婍乳＿逡逑图１髓关节ＣＴ图像（ＤＩＣＯＭ格式）逡逑２．３．２．２确定阔值逡逑ＣＴ扫描W像的灰度值反映组织对Ｘ线不同的衰减系数。一般说来，密度大逡逑的物质对Ｘ线的衰减就大，ＣＴ值灰度值也大；反之亦然。因此，ＣＴ的灰度值反逡逑映了物质对Ｘ线衰减的绝对值。Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ标度将空气的Ｘ－射线衰减系数定为逡逑最小的值（－１0２勺祀水的Ｘ－射线衰减系数定为０。根据Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ标度，脂肪的ＣＴ逡逑１０逡逑
文内图片：
图片说明： 区域fI密度差异对老年女性髓部冒折部位影响的有限元分折００邋Ｈｕ，，肌肉大约为４０邋Ｈｕ，骨松质为ｌＯＯＨｕ到３００Ｈ化皮质骨大牙釉质高于２０００吐１邋（图２）。逡逑割（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ）方法就是基于对灰度值图像的一种假设；分割目相邻像素间灰度值是相似的，但不同分割目标或背景的像素值则同组织的ＣＴ值，确定合理的阔值范围，把骨骼部分和其他部分区的选择应在合理范围内，范围过大将会使模型的分割繁琐，范围髓的部分信息。本课题由于需要的是提取股骨近端的骨性组织，ｇ按巧，弹出操作对话框，将阔值定位到邋２００－２１００Ｈｕ（图３）。逡逑－１０２４ＡＩＲ逡逑
【学位授予单位】：广州中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R687.3

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 徐自胜;任伯绪;;基于有限元的人体四肢骨折的生物力学研究进展[J];实用医学杂志;2011年04期

2 钟润泉;潘刚明;邓伟民;;股骨上端几何结构和骨密度与骨质疏松性髋部骨折的关系[J];中国组织工程研究与临床康复;2007年45期

3 刘杨;牛文鑫;陈正龙;;健康人体正常站立位完整股骨生物力学的有限元分析[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年52期

4 朱文骏,瞿玉兴,朱亚平;老年髋部骨折患者的骨密度分析[J];江苏大学学报(医学版);2003年02期

本文编号：2514630