基于显微CT成像技术的单独骨小梁分割法在人体骨质疏松症和骨关节炎中应用研究
发布时间：2020-12-31 15:40
目的:骨微观结构中杆状骨小梁和板状骨小梁形态改变和相互之间的连接方式决定了松质骨的微观结构特征和生物力学特性。骨重建过程中一旦发生失调,骨微观结构和力学性能就会改变,进而引发相应的骨疾病,如骨性关节炎和骨质疏松症等。因此发现骨微观结构和力学性能的变化特征,对骨疾病的发病机制和临床上早期诊断及治疗都能提供理论支持。目前世界上已经开发了几种不同的成像方法能够在3D下展现骨微观结构,如显微CT（μCT）和高分辨外周定量CT（HR-pQCT）。但是μCT和HR-pQCT自带的图像分析软件无法分析板状骨小梁和杆状骨小梁微观结构特性。传统的松质骨微观结构评价方法主要在模型依赖方法中获得微观结构参数。单独小梁分割技术（ITS）将骨三维连接网络结构分割成单个的板状骨小梁和杆状骨小梁。该技术完全量化了板-杆骨小梁相关的微观结构特征。ITS技术被应用于计算评价板和杆状骨小梁相关的微观结构参数。本研究将单独骨小梁分割法应用到骨科常见疾病骨性关节炎和骨质疏松症中。（1）利用ITS和显微有限元（μFE）分析我国女性群体中桡骨远端和胫骨远端的骨微结构和力学特性与年龄相关的变化,为中国女性群体ITS各参数建立正常参...
【文章来源】：新疆医科大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高分辨率外围定量CTFig.1-1High-resolutionperipheralquantitativecomputedtomography(HR-pQCT).
图 1-2 胫骨远端和桡骨远端 HR-pQCT扫描感兴趣区域预览图(A)，胫骨远端和桡骨远端 HR-pQCT分析得到的三维图像(B)。Fig. 1-2 The preview images of the region of interest for HR-pQCT scans at distal tibia anddistal radius (A), the HR-pQCT analyzed 3D images of distal tibia and radius (B).
图 1-3 不同年龄段桡骨远端各指标改变：骨体积分数（A），板状骨小梁骨体积分数（B），杆状骨小梁骨体积分数（C），板状骨小梁与杆状骨小梁比率（板状骨小梁骨体积分数除以杆状骨小梁骨体积分数）（D），板状骨小梁数量（E）,杆状骨小梁数量（F），板状骨小梁厚度（G），杆状骨小梁厚度（H），杆-杆骨小梁连接密度（I），杆-板骨小梁连接密度（J），板-板骨小梁连接密度（K），预测破坏载荷值（L），完整骨刚度（M）和松质骨刚度（N）。*表示与前一组相比差值具有统计学意义(p<0.01)。Fig. 1-3 Distal radius measurements in bone volume fraction (BV/TV) (A), plate bone volumefraction (pBV/TV) (B), rod bone volume fraction (rBV/TV) (C), p-r Ratio(plate bone volumefraction divide rod bone volume fraction) (D), plate trabecular number (pTb.N) (E), rodtrabecular number (rTb.N) (F), mean trabecular plate thickness (pTb.Th) (G), mean trabecularrod thickness (rTb.Th) (H), rod-rod junction density (R-R Junc.D) (I), plate-rod Junction density(R-P Junc.D) (J), plate-plate junction densit (P-P Junc.D) (K), estimated failure load (L), wholebone stiffness (M) and trabecular stiffness (N) at different age groups. * represents the difference
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bone density, microarchitecture and stiffness in Caucasian and Caribbean Hispanic postmenopausal American women[J]. Bin Zhou,Ji Wang,Emily M Stein,Zhendong Zhang,Kyle K Nishiyama,Chiyuan A Zhang,Thomas L Nickolas,Elizabeth Shane,X Edward Guo. Bone Research. 2014(03)
[2]Trabecular Plate Loss and Deteriorating Elastic Modulus of Femoral Trabecular Bone in Intertrochanteric Hip Fractures[J]. Ji Wang,Bin Zhou,Ian Parkinson,C.David L.Thomas,John G.Clement,Nick Fazzalari,X.Edward Guo. Bone Research. 2013(04)
本文编号：2949876
【文章来源】：新疆医科大学新疆维吾尔自治区
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
高分辨率外围定量CTFig.1-1High-resolutionperipheralquantitativecomputedtomography(HR-pQCT).
图 1-2 胫骨远端和桡骨远端 HR-pQCT扫描感兴趣区域预览图(A)，胫骨远端和桡骨远端 HR-pQCT分析得到的三维图像(B)。Fig. 1-2 The preview images of the region of interest for HR-pQCT scans at distal tibia anddistal radius (A), the HR-pQCT analyzed 3D images of distal tibia and radius (B).
图 1-3 不同年龄段桡骨远端各指标改变：骨体积分数（A），板状骨小梁骨体积分数（B），杆状骨小梁骨体积分数（C），板状骨小梁与杆状骨小梁比率（板状骨小梁骨体积分数除以杆状骨小梁骨体积分数）（D），板状骨小梁数量（E）,杆状骨小梁数量（F），板状骨小梁厚度（G），杆状骨小梁厚度（H），杆-杆骨小梁连接密度（I），杆-板骨小梁连接密度（J），板-板骨小梁连接密度（K），预测破坏载荷值（L），完整骨刚度（M）和松质骨刚度（N）。*表示与前一组相比差值具有统计学意义(p<0.01)。Fig. 1-3 Distal radius measurements in bone volume fraction (BV/TV) (A), plate bone volumefraction (pBV/TV) (B), rod bone volume fraction (rBV/TV) (C), p-r Ratio(plate bone volumefraction divide rod bone volume fraction) (D), plate trabecular number (pTb.N) (E), rodtrabecular number (rTb.N) (F), mean trabecular plate thickness (pTb.Th) (G), mean trabecularrod thickness (rTb.Th) (H), rod-rod junction density (R-R Junc.D) (I), plate-rod Junction density(R-P Junc.D) (J), plate-plate junction densit (P-P Junc.D) (K), estimated failure load (L), wholebone stiffness (M) and trabecular stiffness (N) at different age groups. * represents the difference
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bone density, microarchitecture and stiffness in Caucasian and Caribbean Hispanic postmenopausal American women[J]. Bin Zhou,Ji Wang,Emily M Stein,Zhendong Zhang,Kyle K Nishiyama,Chiyuan A Zhang,Thomas L Nickolas,Elizabeth Shane,X Edward Guo. Bone Research. 2014(03)
[2]Trabecular Plate Loss and Deteriorating Elastic Modulus of Femoral Trabecular Bone in Intertrochanteric Hip Fractures[J]. Ji Wang,Bin Zhou,Ian Parkinson,C.David L.Thomas,John G.Clement,Nick Fazzalari,X.Edward Guo. Bone Research. 2013(04)
本文编号：2949876
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