Finite Element Analysis of Osteoporotic and Osteoblastic Vertebrae and Its Association With the Proton Density Fat Fraction From Chemical Shift Encoding-Based Water-Fat MRI – A Preliminary Study
Notice bibliographique
Résumé
Purpose: Osteoporosis is prevalent and entails alterations of vertebral bone and marrow. Yet, the spine is also a common site of metastatic spread. Parameters that can be non-invasively measured and could capture these alterations are the volumetric bone mineral density (vBMD), proton density fat fraction (PDFF) as an estimate of relative fat content, and failure displacement and load from finite element analysis (FEA) for assessment of bone strength. This study's purpose was to investigate if osteoporotic and osteoblastic metastatic changes in lumbar vertebrae can be differentiated based on the abovementioned parameters (vBMD, PDFF, and measures from FEA), and how these parameters correlate with each other. Materials and Methods: Seven patients (3 females, median age: 77.5 years) who received 3-Tesla magnetic resonance imaging (MRI) and multi-detector computed tomography (CT) of the lumbar spine and were diagnosed with either osteoporosis (4 patients) or diffuse osteoblastic metastases (3 patients) were included. Chemical shift encoding-based water-fat MRI (CSE-MRI) was used to extract the PDFF, while vBMD was extracted after automated vertebral body segmentation using CT. Segmentation masks were used for FEA-based failure displacement and failure load calculations. Failure displacement, failure load, and PDFF were compared between patients with osteoporotic vertebrae versus patients with osteoblastic metastases, considering non-fractured vertebrae (L1-L4). Associations between those parameters were assessed using Spearman correlation. Results: . 3,095 N, p=0.034 each). A strong correlation was noted between PDFF and failure displacement (rho -0.679, p=0.094). A very strong correlation was noted between PDFF and failure load (rho -0.893, p=0.007). Conclusion: PDFF as well as failure displacement and load allowed to distinguish osteoporotic from diffuse osteoblastic vertebrae. Our findings further show strong associations between PDFF and failure displacement and load, thus may indicate complimentary pathophysiological associations derived from two non-invasive techniques (CSE-MRI and CT) that inherently measure different properties of vertebral bone and marrow.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 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 ».