Dự đoán sự hỏng hoá của xương xốp với các khuyết tật mô phỏng lytic bằng phân tích cấu trúc không xâm lấn

Journal of Orthopaedic Research - Tập 22 - Trang 479-486 - 2004
James Hong1, Greg D. Cabe1, John R. Tedrow1, John A. Hipp1, Brian D. Snyder1
1Orthopedic Biomechanics Laboratory, Beth Israel Deaconess Medical Center, Boston, Massachusetts 02215, USA

Tóm tắt

Tóm tắtGãy xương bệnh lý là một rủi ro đáng kể đối với bệnh nhân mắc các khối u xương di căn hoặc lành tính. Dilemma đối với các bác sĩ điều trị cho những bệnh nhân này là sau khi đưa ra chẩn đoán, họ phải cố gắng dự đoán khả năng chịu tải của xương bị ảnh hưởng và nguy cơ gãy xương từ các hình ảnh trong các xét nghiệm hình ảnh. Vì xương thất bại ở mức độ căng kéo tương đối không đổi và không phụ thuộc vào mật độ, chúng tôi chứng minh rằng việc sử dụng phương pháp cơ học vật liệu, các thuộc tính cấu trúc mặt cắt ngang của xương bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi khuyết tật lytic quyết định khả năng chịu tải của toàn bộ xương.Các lõi trụ đồng nhất của xương bọt đã được thu hoạch từ các thân đốt sống của xương cá voi và chuẩn bị với các khuyết tật lỗ tròn hoặc rãnh với kích thước khác nhau để mô phỏng các khối u xương lytic. Mỗi mẫu vật đã được hình ảnh hóa bằng CT tính toán định lượng (QCT), đo hấp thụ tia X năng lượng kép (DXA) và cộng hưởng từ (MRI) để thu thập dữ liệu tính toán các thuộc tính cấu trúc mặt cắt ngang: độ cứng trục, độ uốn và độ xoắn. Các mẫu vật sau đó được chia thành các nhóm phân bố đồng đều liên quan đến kích thước và hình dạng khuyết tật, và bị tác động bởi lực kéo một trục, uốn 4 điểm hoặc xoắn cho đến khi gãy.Mối quan hệ tích cực mạnh mẽ đã được phát hiện giữa các tải trọng giới hạn kéo được đo, mômen uốn và mômen xoắn với độ cứng cấu trúc trục, độ cứng uốn và độ cứng xoắn tương ứng, được tính toán từ dữ liệu QCT, DXA và MRI [QCT: kéo r2 = 0.951, uốn r2 = 0.909, xoắn r2 = 0.914 (p < 0.001); DXA: kéo r2 = 0.926, uốn r2 = 0.841, xoắn r2 = 0.916 (p < 0.001), MRI: kéo r2 = 0.916; uốn r2 = 0.856, xoắn r2 = 0.852 (p < 0.001)].Đối với các lõi trụ của xương bọt với các khuyết tật lytic mô phỏng, khả năng chịu tải của toàn bộ lõi tỷ lệ thuận trực tiếp với độ cứng trục, độ uốn hoặc độ xoắn tại mặt cắt ngang yếu nhất qua lõi chứa khuyết tật. Do đó, phân tích độ cứng cấu trúc của dữ liệu hình học mặt cắt ngang được đo lường không xâm lấn bởi QCT, DXA và MRI của các loại xương có chứa khuyết tật lytic có thể được sử dụng để dự đoán khả năng chịu tải của xương bị ảnh hưởng và nguy cơ gãy xương tương đối trong cơ thể sống. © 2003 Hiệp hội nghiên cứu chỉnh hình. Xuất bản bởi Elsevier Ltd. Tất cả các quyền được bảo lưu.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

AaronM SnyderBD WilsonS et al. Non‐invasive prediction of fracture risk in patients with metastatic breast cancer to the spine.Transactions of the 48th Orthopaedic Research Society2002; Poster # 745. Blake GM, 1999, The evaluation of osteoporosis: dual energy X‐ray absorptiometry and ultrasound in clinical practice 10.1016/S8756-3282(09)80011-2 Cabe GD, 1997, Non‐invasive measurement of load capacity of trabecular bones with defects 10.2106/00004623-197759070-00021 10.1002/jor.1100170418 10.1016/S0031-3955(05)70444-2 10.1136/bmj.1.5849.341 10.1016/0021-9290(96)00062-0 Gartland JJ, 1975, Modern concepts in the treatment of unicameral bone cysts of the proximal humerus, Orthop Clin North Am, 6, 487, 10.1016/S0030-5898(20)31012-9 Gibson LJ, 1997, Cellular solids structures and properties, 10.1017/CBO9781139878326 Hipp JA, 1995, Predicting pathologic fracture risk in the management of metastatic bone defects, Clin Orthop, 312, 120 10.1007/s002230050015 Houston SJ, 1995, The systemic treatment of bone metastases, Clin Orthop, 312, 95 Inoue O, 1993, Packing with high‐porosity hydroxyapatite cubes alone for the treatment of simple bone cyst, Clin Orthop, 293, 287 Keene J, 1986, Metastatic breast cancer in the femur a search for the lesion at risk of fracture, Clin Orthop Rel Res, 203, 282, 10.1097/00003086-198602000-00036 10.1016/0021-9290(94)90056-6 10.1016/S0021-9290(98)00057-8 10.1016/0021-9290(84)90010-1 Mirels H, 1989, Metastatic disease in long bones, Clin Orthop Rel Res, 206, 256 10.1016/S0730-725X(97)00134-3 Nazarian A, 2002, Analytical model to predict mechanical behavior of skeletal metastasis, J Bone Miner Res, 17, S416 10.1097/00003086-197311000-00008 10.1016/1350-4533(95)97314-F Snyder BD, 2000, Structural rigidity measured by CT accurately predicts fracture in children with benign tumors of the appendicular skeleton, Transactions of the 46th Orthopaedic Research Society, 25, 243 10.1115/1.3168375 Walls J, 1995, Hyperclacemia and bone resorption in malignancy, Clin Orthop, 312, 51 Whealen K, 2000, Non‐invasive imaging predicts failure loads of spine defects, J Bone J Surg, 82, 1240, 10.2106/00004623-200009000-00004
Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Orthopaedic Research

Tập 22

479-486

Thông tin tác giả