體拓?fù)浞治鲈诠琴|(zhì)疏松病理分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、骨質(zhì)疏松癥作為一個世界性的健康問題,已引起了越來越多的關(guān)注。骨質(zhì)疏松癥患者的骨骼不僅骨量減少,骨微結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變,導(dǎo)致骨的脆性增高及骨折危險性增加。世界衛(wèi)生組織(WHO)預(yù)測,在今后的50年內(nèi),骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生人數(shù)也將繼續(xù)增多,其中的一半發(fā)生在亞洲。醫(yī)學(xué)上用骨礦密度作為檢查標(biāo)準(zhǔn),但是近幾年來逐漸認(rèn)識到了骨小梁微結(jié)構(gòu)對骨質(zhì)疏松的影響,隨著CT技術(shù)的發(fā)展,進一步推動了這一方面的研究。
　　 骨小梁(trabecular bon

2、e,簡稱TB)是由相互連接的板狀和桿狀組成的一個復(fù)雜偽隨機網(wǎng)絡(luò),通過骨吸收(破骨細(xì)胞)和骨形成(成骨細(xì)胞)之間復(fù)雜的相互作用,TB持續(xù)重新塑造以動態(tài)適應(yīng)它所承受的壓力(Wolff定律)。在骨質(zhì)疏松癥中,這種動態(tài)平衡被打破了,導(dǎo)致骨流失和結(jié)構(gòu)形變,這些都增加了骨折的風(fēng)險。骨礦密度只能部分說明骨的機械強度,TB強度的決定因素是TB微結(jié)構(gòu)?；讦藽T的圖像分析可以直接從三維角度對骨的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進行分析和評價。
　　 本文首先提出了一種

3、基于局部拓?fù)鋮?shù)的線細(xì)化算法,在保持拓?fù)湫再|(zhì)和幾何性質(zhì)的同時,它能有效地提取三維圖像中的線骨架,并用于后面的體拓?fù)浞治鲋幸蕴崛≈休S體素;其次分析了一種稱為體拓?fù)浞治?VTA)的方法,并把它應(yīng)用于骨質(zhì)疏松的病理分析上。方法能夠?qū)B拓?fù)溥M行區(qū)域量化,在每一個TB區(qū)域,該方法唯一確定板狀和桿狀骨小梁連續(xù)體的拓?fù)浞诸?有助于根據(jù)己知的病因?qū)W對TB的形變進行早期診斷。并以此理論為基礎(chǔ),分析和實現(xiàn)了VTA算法,包括了面骨架化,數(shù)字拓?fù)浞诸?測地距