Assessment of the elastic properties of human vertebral trabecular bone using computational mechanical tests and x-ray microtomography—a subvolume analysis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Trabecular bone structures can be modeled as a linear elastic solid, with a heterogeneous and anisotropic structure. The HR-pQCT technique is ideal for the characterization of trabecular bone to measure aspects of bone quality in diseases such as osteoporosis. In this investigation, twelve human vertebrae were used for the investigation of the mechanical properties of trabecular bone by finite element analysis (FEA). A virtual cube sample with 18.5 mm sides was extracted from each vertebrae and four smaller central cubes were obtained from it, with a 20% reduction of volume for each cube. The direct mechanics approach by FEA was performed (FAIM v6.0, Numerics88 Solutions Ltd) and mean values on three mean directions of loading resulting in: E 1 = 294 MPa, E 2 = 258 MPa, E 3 = 153 MPa, G 23 = 86 MPa, G 31 = 103 MPa, G 12 = 100 MPa. The Statistical Analysis was applied showing that E 1 values are statically different from E 3 , and E 2 are statically different from E 3 , with E 2 equal to E 1 . This indicates that there are two different mean directions of loading on these trabecular bone samples of human vertebrae. The assessment of microstructural properties showed a tendency to increased connectivity of trabeculae, which occurs as the reduction of the analyzed subvolumes (100% to 20% or 18.5 mm to 3.7 mm) followed by an addition of bone volume fraction values. Those results highlight the idea that mechanical properties are better described in local regions, in other words, a local assessment with smaller sample size maintain the volume fraction and connectivity improving the prediction of bone strength. The mechanical properties are better associated with microstructural information in the subvolume, reducing the time of scan and radiation dose, which can generate bone quality parameters, for the diagnosis of bone diseases and prediction of fracture risk of bone structures with higher accuracy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».