利用计算机断层扫描评估皮质骨的力学性能

从常规 X 射线片很难评估骨骼所能承受的负荷量。因此提出了一个问题：是否可以使用临床环境中常用的计算机断层扫描（CT）系统来估算皮质骨的力学性能。使用 GE 9800 扫描仪对成年人胫骨进行体外骨干横截面扫描，并测定中央横截面数个区域的线性衰减系数。采集这些胫骨骨干中段的样本，进行三点弯曲破坏测试，并测定力学性能以及密度和灰分分数。采用回归分析计算了 CT 测量值、力学性能和物理特性之间的各自关系。此外，还扫描了固体校准体模（tricalciumphosphate）以评估 CT 测量值的变异性。本研究中测得的物理参数与其他作者的数据具有可比性，但相关性为中度至弱。线性回归显示与 CT 数据的相关系数如下：r = 0.55（杨氏模量），r = 0.50（强度），r = 0.65（视密度）和 r = 0.46（灰分分数）。线性拟合与幂函数拟合的这些回归相关系数无显著差异。在模型腔室密度与测得的衰减系数之间发现了高度线性相关（r = 0.99），但准确性在 2% 至 6% 之间变化。标本力学特性的较窄范围以及所用方法的固有局限性可能解释了这些结果。我们的结论是，本研究所使用的临床设备不足以准确估算皮质骨的力学性能。