人體脊柱松質(zhì)骨三維形態(tài)學(xué)指標(biāo)的臨床應(yīng)用研究.pdf

1、目的：
　　隨著顯微成像技術(shù)（包括μCT，μMRI）廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)研究和臨床初期研究，研究者們已經(jīng)能夠獲得骨骼的微觀三維空間結(jié)構(gòu)。然而，目前關(guān)于準(zhǔn)確測(cè)量松質(zhì)骨的結(jié)構(gòu)參數(shù)和在臨床實(shí)踐中應(yīng)用結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究很少。本研究的目的是探討影響松質(zhì)骨微觀結(jié)構(gòu)測(cè)量精確性的四個(gè)因素，并將微觀結(jié)構(gòu)測(cè)量的指標(biāo)應(yīng)用于骨水泥定量注射的計(jì)算。
　　方法：
　　本研究采集了6具人體頸椎椎體松質(zhì)骨標(biāo)本，進(jìn)行顯微CT掃描后，應(yīng)用結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量、顯微有限元分

2、析、力學(xué)參數(shù)計(jì)算方法、椎弓根螺釘拔出仿真模擬，研究了感興趣區(qū)域體積、圖像分割閾值、感興趣區(qū)域形狀、椎體內(nèi)解剖部位對(duì)于結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果的影響，并結(jié)合骨質(zhì)疏松椎弓根螺釘植入的骨水泥強(qiáng)化過(guò)程，應(yīng)用文獻(xiàn)中顯微CT測(cè)量得到的腰椎松質(zhì)骨骨體積分?jǐn)?shù)，提出了一種計(jì)算腰椎椎弓根螺釘強(qiáng)化時(shí)骨水泥注射量的計(jì)算方法。
　　結(jié)果：
　　1.感興趣區(qū)域體積是影響顯微CT測(cè)量人椎體松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)參數(shù)的一個(gè)重要因素?；诒狙芯浚覀兺扑]一個(gè)最佳的采樣

3、體積為216mm3，當(dāng)樣本滿(mǎn)足以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以采取本采樣體積。(1).標(biāo)本來(lái)源為人體頸椎椎體。(2).樣本形狀為立方體。(3).顯微CT掃描分辨率大于42um。
　　2.圖像分割的閾值是影響顯微CT測(cè)量人椎體松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)參數(shù)的一個(gè)重要因素。當(dāng)閾值的改變超過(guò)2.9％時(shí)，在不同的閾值組和對(duì)照組之間，結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學(xué)參數(shù)存在顯著的差異。
　　3.感興趣區(qū)域形狀的改變（圓柱體Vs.立方體）對(duì)于人椎體松質(zhì)骨顯微結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)量沒(méi)有顯著性

4、影響。
　　4.通過(guò)對(duì)頸椎椎體松質(zhì)骨不同部位的結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學(xué)參數(shù)的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)：(1).在頸椎椎體松質(zhì)骨，頭側(cè)和尾側(cè)的結(jié)構(gòu)參數(shù)均存在顯著差異，其余部位的結(jié)構(gòu)參數(shù)無(wú)顯著差異。(2).在頸椎椎體松質(zhì)骨，頭側(cè)和尾側(cè)的力學(xué)參數(shù)在主方向上存在顯著差異；此外，外側(cè)和內(nèi)側(cè)的表觀彈性模量在非主方向上存在顯著差異，在主方向上無(wú)顯著差異，表觀剪切模量無(wú)顯著差異。
　　5.對(duì)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的直徑為6.5mm的腰椎椎弓根螺釘，在骨質(zhì)疏松患者椎體內(nèi)，其有