Tortuosidade da Rede do Osso Trabecular a partir da Reconstrução Geodésica de Imagens Binárias Tridimensionais
Resumo
A osteoporose é uma doença que causa perda de massa e deterioração óssea. O osso trabecular é muito importante para a qualidade e competência mecânica do esqueleto. Sabe-se que a microarquitetura trabecular pode elevar a predição do risco de fratura para cerca de 90%. Vários parâmetros parecem estar correlacionados, estabelecendo detalhes estruturais, entretanto, a tortuosidade da rede trabecular ainda não foi seriamente levada em consideração e sua contribuição não foi completamente investigada e compreendida. Aqui é discutida e estimada a tortuosidade baseada no cálculo da distância e na reconstrução geodésica para amostras do osso rádio-distal. Os resultados mostram que a tortuosidade da rede trabecular provê evidências da anisotropia estrutural e do nível de conectividade.Referências
Accardo, A. P., Strolka, I., Toffanin, R., and Vittur, F. (2005). Medical imaging analysis of the three dimensional (3D) architecture of trabecular bone: techniques and their applications. In Leondes, C. T., editor, Medical Imaging Systems Technology - Methods in General Anatomy. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapura.
Araújo, D. V., Oliveira, J. H., and Bracco, O. L. (2005). Custo da fratura osteoporótica de fêmur no sistema suplementar de saúde brasileiro. Arq. Bras. Endocrinol Metabol, 49:897–901.
Attenborough, K., Shin, H.-C., Fagan, M. J., and Langton, C. M. (2005). Measurements of tortuosity in stereolithographical bone replicas using audiofrequency pulses (L). J. Acoust. Soc. Am., 118:2779–2782.
Aygün, H., Attenborough, K., Postema, M., Lauriks, W., and Langton, C. M. (2009). Prediction of angle dependent tortuosity and elasticity effects on sound propagation in cancellous bone. J. Acoust. Soc. Am., 126:3286–3290.
Burge, R., Dawson-Hughes, B., Solomon, D. H., Wong, J. B., Kin, A., and Tosteson, A. (2007). Incidence and economic burden of osteoporosis-related fractures in the United States: 2005 - 2025. Journal of Bone and Mineral Research, 22:465–475.
Carbonare, L. D., Valenti, M., Bertoldo, F., Zanatta, M., Zenari, S., Realdi, G., Cascio, V. L., and Giannini, S. (2005). Bone microarchitecture evaluated by histomorphometry. Micron, 36:609–616.
Clennell, M. B. (1997). Tortuosity: a guide through the maze. In Developments in Petrophysics, volume 122, pages 299–344. Geological Society, London.
Gommes, C. J., Bons, A.-J., Blacher, S., Dunsmuir, J. H., and Tsou, A. H. (2009). Practical methods for measuring the tortuosity of porous materials from binary or gray-tone tomographic reconstructions. AIChE, 55(8):2000–2012.
Homminga, J., Mccreadie, B. R., Weinans, H., and Huiskes, R. (2003). The dependence of the elastic properties of osteoporotic cancellous bone on volume fraction and fabric. J. Biomechanics, 36:1461–1467.
Hughes, E. R., Leighton, T. G., and White, P. R. (2007). Investigation of an anisotropic trotuosity in a Biot model of ultrasonic propagation in cancelloius bone. J. Acoust. Soc. Am., 121:568–574.
Laib, A., Beuf, O., Issever, A., Newitt, D. C., and Majumdar, S. (2001). Direct measures of trabecular bone architecture from MR images. Adv Exp Med Biol, 496:37–46.
Roque, W. L., Arcaro, K., and Tabor, Z. (2010). An investigation of the mechanical competence of the trabecular bone. In Dvorkin, E., Goldschmit, M., and Storti, M., editors, Mecánica Computacional, volume XXIX, pages 2001–2009. AMCA.
Roque, W. L., Souza, A. C. A., Barbieri, D. X., and Rodrigues, F. C. (2005). Um sistema computacional baseado no processamento de imagens tomográficas para estudo da estrutura trabecular. Anais do VII Workshop de Informática Médica, pages 156–165.
Tabor, Z. (2009). On the equivalence of two methods of determining fabric tensor. Medical Engineering and Physics, 31:1313–1322.
Wesarg, S., Erdt, M., Kafchitsas, K., and Khan, M. F. (2010). Direct visualization of regions with lowered bone mineral density in dual-energy CT images of vertebrae. In Summers, R. M. and van Ginneken, M. B., editors, Medical Imaging 2011: Computer-Aided Diagnosis. SPIE Proceedings.
Wua, Y. S., van Vliet, L. J., Frijlink, H. W., and van der Voort Maarschalka, K. (2006). The determination of relative path length as a measure for tortuosity in compacts using image analysis. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 28:433–440.
Araújo, D. V., Oliveira, J. H., and Bracco, O. L. (2005). Custo da fratura osteoporótica de fêmur no sistema suplementar de saúde brasileiro. Arq. Bras. Endocrinol Metabol, 49:897–901.
Attenborough, K., Shin, H.-C., Fagan, M. J., and Langton, C. M. (2005). Measurements of tortuosity in stereolithographical bone replicas using audiofrequency pulses (L). J. Acoust. Soc. Am., 118:2779–2782.
Aygün, H., Attenborough, K., Postema, M., Lauriks, W., and Langton, C. M. (2009). Prediction of angle dependent tortuosity and elasticity effects on sound propagation in cancellous bone. J. Acoust. Soc. Am., 126:3286–3290.
Burge, R., Dawson-Hughes, B., Solomon, D. H., Wong, J. B., Kin, A., and Tosteson, A. (2007). Incidence and economic burden of osteoporosis-related fractures in the United States: 2005 - 2025. Journal of Bone and Mineral Research, 22:465–475.
Carbonare, L. D., Valenti, M., Bertoldo, F., Zanatta, M., Zenari, S., Realdi, G., Cascio, V. L., and Giannini, S. (2005). Bone microarchitecture evaluated by histomorphometry. Micron, 36:609–616.
Clennell, M. B. (1997). Tortuosity: a guide through the maze. In Developments in Petrophysics, volume 122, pages 299–344. Geological Society, London.
Gommes, C. J., Bons, A.-J., Blacher, S., Dunsmuir, J. H., and Tsou, A. H. (2009). Practical methods for measuring the tortuosity of porous materials from binary or gray-tone tomographic reconstructions. AIChE, 55(8):2000–2012.
Homminga, J., Mccreadie, B. R., Weinans, H., and Huiskes, R. (2003). The dependence of the elastic properties of osteoporotic cancellous bone on volume fraction and fabric. J. Biomechanics, 36:1461–1467.
Hughes, E. R., Leighton, T. G., and White, P. R. (2007). Investigation of an anisotropic trotuosity in a Biot model of ultrasonic propagation in cancelloius bone. J. Acoust. Soc. Am., 121:568–574.
Laib, A., Beuf, O., Issever, A., Newitt, D. C., and Majumdar, S. (2001). Direct measures of trabecular bone architecture from MR images. Adv Exp Med Biol, 496:37–46.
Roque, W. L., Arcaro, K., and Tabor, Z. (2010). An investigation of the mechanical competence of the trabecular bone. In Dvorkin, E., Goldschmit, M., and Storti, M., editors, Mecánica Computacional, volume XXIX, pages 2001–2009. AMCA.
Roque, W. L., Souza, A. C. A., Barbieri, D. X., and Rodrigues, F. C. (2005). Um sistema computacional baseado no processamento de imagens tomográficas para estudo da estrutura trabecular. Anais do VII Workshop de Informática Médica, pages 156–165.
Tabor, Z. (2009). On the equivalence of two methods of determining fabric tensor. Medical Engineering and Physics, 31:1313–1322.
Wesarg, S., Erdt, M., Kafchitsas, K., and Khan, M. F. (2010). Direct visualization of regions with lowered bone mineral density in dual-energy CT images of vertebrae. In Summers, R. M. and van Ginneken, M. B., editors, Medical Imaging 2011: Computer-Aided Diagnosis. SPIE Proceedings.
Wua, Y. S., van Vliet, L. J., Frijlink, H. W., and van der Voort Maarschalka, K. (2006). The determination of relative path length as a measure for tortuosity in compacts using image analysis. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 28:433–440.
Publicado
19/07/2011
Como Citar
ROQUE, Waldir L.; ARCARO, Katia; FREYTAG, Iuri.
Tortuosidade da Rede do Osso Trabecular a partir da Reconstrução Geodésica de Imagens Binárias Tridimensionais. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE COMPUTAÇÃO APLICADA À SAÚDE (SBCAS), 11. , 2011, Natal/RN.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2011
.
p. 1708-1717.
ISSN 2763-8952.
