3-D Visualization and Prediction of Vertebral Fractures
椎骨骨折的 3D 可视化和预测
基本信息
- 批准号:10086296
- 负责人:
- 金额:$ 0.44万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-05-01 至 2024-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAddressAgeAreaBehaviorBiomechanicsBone DensityBone TissueCase-Control StudiesCharacteristicsClinicalClinical assessmentsCluster AnalysisCommunitiesCross-Sectional StudiesDataDiagnostic radiologic examinationElderlyElementsEnrollmentEvaluationFailureFinite Element AnalysisFractureFramingham Heart StudyFutureGoalsHealthHeterogeneityHigh PrevalenceHistologicHistologyImaging DeviceIndividualIntervertebral disc structureInvestigationLaboratory StudyMeasurementMeasuresMechanicsMethodsModelingPainParticipantPatientsPatternPopulationPopulation StudyQuality of lifeResearch DesignRiskRisk EstimateSamplingScanningSeveritiesSpatial DistributionSpinal FracturesStudy SubjectTestingValidationVertebral columnVisualizationWomanWorkX-Ray Computed Tomographybasebonebone strengthclinical imagingclinical translationclinically relevantcohortcost effectivedigitalexperimental studyfracture riskimprovedintervertebral disk degenerationknowledge translationmenmortalitynovelosteoporosis with pathological fracturepopulation basedpressuresexsimulationspine bone structurethree-dimensional visualizationtoolvalidation studies
项目摘要
Vertebral fractures are the most common type of osteoporotic fracture, afflicting one in three women and one in
six men over the age of 50. Despite their high prevalence, sensitive and specific estimates of vertebral fracture
risk have remained elusive. The limitations of current approaches for estimating vertebral strength and fracture
risk, which rely heavily on measurement of the average bone mineral density (BMD), are widely recognized.
However, alternative methods have been lacking with respect to validation and clear advantages over the
“average BMD” approach. Our recent data address this critical gap in knowledge and translation by
demonstrating the use of clinically feasible measurements made from quantitative computed tomography
(QCT) scans to enhance predictions of vertebral failure. Using QCT-derived measures of the distribution of
bone tissue throughout the vertebra, we have found that the magnitude of the intra-vertebral heterogeneity in
BMD provides improved predictions of vertebral strength and is lower in women with vs. without vertebral
fracture. These data also indicate that multiple, characteristic spatial distributions (“patterns”) of BMD within the
vertebra can confer high bone strength, and that the associations between these patterns and strength may be
modulated by the severity of degeneration in the adjacent intervertebral discs (IVDs). We now propose to
define relationships among intra-vertebral heterogeneity in BMD, vertebral failure, and IVD degeneration in
population-based studies and complementary ex vivo studies. Aim #1 will use a case-control study design with
previously acquired QCT scans in men and women enrolled in the Framingham Heart Study (FHS)
Multidetector QCT study to test the hypothesis that decreased magnitude of heterogeneity is associated with
increased risk of prevalent fracture. Aim #2 will use an age- and sex-stratified, random sample from the FHS
QCT cohort to determine associations between the spatial distribution of BMD and IVD health, followed by ex
vivo studies that define how these associations can influence vertebral strength. Our dual hypotheses in Aim
#2 are that the spatial patterns of BMD are associated with IVD health and that vertebral strength depends on
the congruence between the spatial BMD pattern and the load distribution supplied by the IVDs. Aim #3 will
continue our clinically focused, biomechanical investigations via a novel experimental approach that provides
much-needed evaluation of the accuracy of QCT-based finite element (FE) models of vertebral failure. This
aim will test the hypothesis that the accuracy of the FE predictions is improved by incorporating clinically
obtainable assessments of IVD health. Together, these Aims are a major step towards reducing the burden of
vertebral fracture. This work partners a cost-effective study of the phenomenon of intra-vertebral heterogeneity
in a community-dwelling population with case-control and laboratory studies of the biomechanical
consequences of this heterogeneity. The results will provide a widely applicable, integrated assessment of
vertebral health, complete with translatable tools to set a new standard for estimation of fracture risk.
椎骨骨折是最常见的骨质疏松性骨折类型,三分之一的女性和四分之一的人患有椎骨骨折。
六名 50 岁以上的男性。尽管其患病率很高,但对椎骨骨折的估计敏感且具体
目前评估椎骨强度和骨折的方法的局限性仍然难以捉摸。
风险在很大程度上依赖于平均骨矿物质密度(BMD)的测量,这一点已得到广泛认可。
然而,在验证方面缺乏替代方法,并且相对于现有方法具有明显的优势。
我们最近的数据通过“平均 BMD”解决了知识和翻译方面的这一关键差距。
展示使用定量计算机断层扫描进行的临床上可行的测量
(QCT) 扫描,使用 QCT 衍生的分布测量来增强对椎体衰竭的预测。
整个椎骨的骨组织,我们发现椎体内异质性的程度
BMD 提供了对椎骨强度的改进预测,并且有椎骨的女性与无椎骨的女性相比较低
这些数据还表明 BMD 存在多种特征空间分布(“模式”)。
椎骨可以赋予高骨强度,这些模式和强度之间的关联可能是
受相邻椎间盘(IVD)退变严重程度的调节。
定义椎体内 BMD 异质性、椎体衰竭和 IVD 退化之间的关系
基于人群的研究和补充性体外研究将采用病例对照研究设计。
之前对参与弗雷明汉心脏研究 (FHS) 的男性和女性进行的 QCT 扫描
多检测器 QCT 研究检验异质性程度降低与以下因素相关的假设:
目标 #2 将使用来自 FHS 的年龄和性别分层随机样本。
QCT 队列以确定 BMD 和 IVD 健康的空间分布之间的关联,然后进行前
体内研究定义了这些关联如何影响椎骨强度,我们在 Aim 中的双重假设。
#2 是 BMD 的空间模式与 IVD 健康相关,并且椎骨强度取决于
空间 BMD 模式与 IVD 目标 #3 提供的载荷分布之间的一致性。
通过一种新颖的实验方法继续我们以临床为重点的生物力学研究,该方法提供了
对基于 QCT 的椎体衰竭有限元 (FE) 模型的准确性进行急需的评估。
目标将检验以下假设:通过结合临床数据可以提高 FE 预测的准确性
这些目标共同构成了减轻医疗负担的重要一步。
这项工作与椎体内异质性现象的成本效益研究相结合。
在社区居住人群中进行病例对照和生物力学实验室研究
这种异质性的后果将提供广泛适用的综合评估。
椎骨健康状况,配有可翻译工具,为骨折风险评估设定新标准。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Elise F Morgan其他文献
Elise F Morgan的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Elise F Morgan', 18)}}的其他基金
Tailoring of cellular mechanical microenvironments to rescue age-related impairments in bone regeneration
定制细胞机械微环境以挽救与年龄相关的骨再生损伤
- 批准号:
10708034 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Vertebral Fractures
椎骨骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
9070193 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
Mechanical Consequences of Focal Articular Defects
局灶性关节缺损的机械后果
- 批准号:
8002887 - 财政年份:2010
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
Inducing Skeletal Repair by Mechanical Stimulation
通过机械刺激诱导骨骼修复
- 批准号:
7929028 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Spine Fractures
脊柱骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
8066431 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Vertebral Fractures
椎骨骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
10681728 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Spine Fractures
脊柱骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
7525627 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Vertebral Fractures
椎骨骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
10244936 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Vertebral Fractures
椎骨骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
8843784 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
3-D Visualization and Prediction of Spine Fractures
脊柱骨折的 3D 可视化和预测
- 批准号:
8259847 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
相似国自然基金
时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
- 批准号:61906126
- 批准年份:2019
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
- 批准号:41901325
- 批准年份:2019
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
- 批准号:61802133
- 批准年份:2018
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
- 批准号:61802432
- 批准年份:2018
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
- 批准号:61872252
- 批准年份:2018
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
- 批准号:
10462257 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
Engineered tissue arrays to streamline deimmunized DMD gene therapy vectors
工程组织阵列可简化去免疫 DMD 基因治疗载体
- 批准号:
10724882 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别:
Novel Polymer-antibody Conjugates as Long-acting Therapeutics for Ocular Diseases
新型聚合物-抗体缀合物作为眼部疾病的长效治疗药物
- 批准号:
10760186 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 0.44万 - 项目类别: