基于MRI矫正骨密度无创评估椎体骨折风险的“生物力学CT”方法研究

目的椎体脆性骨折是骨质疏松症最严重的后果之一,如何早期精准评估椎体骨折风险是预防椎体骨折的关键。骨密度(BMD)检测不能准确评估椎体骨折风险,基于CT和有限元分析的“生物力学CT”(BCT)方法较BMD能准确评估椎体骨强度,但其受到骨髓脂肪(BMAT)的影响。本研究旨在建立并验证一种基于MRI矫正骨密度来准确评估椎体骨折风险的BCT方法。方法25例患者(骨折组5人,非骨折组20人)均进行了MRI和QCT扫描,分别测量椎体BMAT含量和体积骨密度(v BMD)。基于QCT图像建立BCT模型,并利用MRI-BMAT矫正骨密度等材料特性参数,通过非线性有限元分析,模拟轴向压缩受力,计算矫正前后椎体BCT强度。采用t检验和受试者工作特征(ROC)曲线分析校正前后v BMD、BCT强度的差异和鉴别骨折时的表现。结果校正后,骨折组与非骨折组之间v BMD的差异降低(21%vs 15%),两组之间椎体BCT强度差异没有变化(26%vs 27%);但是,与校正前后v BMD和未校正BCT强度相比,校正后BCT强度具有更大的曲线下面积(分别为0.68、0.64、0.68、0.72)。结论通过MRI骨髓脂肪矫正BMD建立的“生物力学CT”方法显著提升了评估椎体脆性骨折风险的能力。