近位上腕骨の皮質骨幾何学のハウンズフィールド値 - in vitro研究

はじめに：近位上腕骨の骨折は、主要な骨粗鬆症の負担を表しています。CTイメージングにおける最近の発展は、脆弱性骨折の予防と管理における皮質骨の厚さ分布の重要性を強調しています。皮質幾何学マップを構築するために、上腕骨近位の皮質骨のCT密度を実験的に定義することを目指しました。 方法：倫理的な承認を得て、10個の新鮮な凍結した人間の近位腫を使用しました。これらはすべての軟部組織を取り除き、その後、高解像度のCT画像を採取しました。その後、上腕骨の頭を切除して、骨幹根性領域へのアクセスを許可しました。キュレットを使用して、海綿骨を硬い皮質骨まで除去しました。その後、Reamed標本のCT画像の別のセットが採取されました。CTイメージングソフトウェアとCADインターフェイスを使用して、異なるCT密度のしきい値での皮質輪郭を、Reamed標本の参照内部皮質輪郭と比較しました。これらの皮質マップの3Dモデル表現を使用して、さまざまなCTしきい値に基づいて距離比較分析を正確に行うことができました。 結果：700 HUで最も近い値を計算できます。500-900 Huピクセルに沿って生成されたHuベースの輪郭に違いは見つかりませんでした（p = 1.000）。等高線は、300、400、1,000、および1,100 Huで生成されたものとは大きく異なりました。 結論：500-900 HUのHounsfield範囲は、近位上腕骨の皮質骨幾何学を正確に描写できます。この範囲外のしきい値は、統計的に有意な不正確さにつながります。私たちの結果は、近位大腿骨の文献で報告されている同様の範囲と同意しています。皮質骨の厚さの局所的な変動に関する知識は、骨粗鬆症とその治療に関する基礎科学研究に直接的な意味を持ちますが、治療オプションの決定はしばしば局所的な骨の品質によって導かれるため、整形外科医にとっても重要です。

INTRODUCTION: Fractures of the proximal humerus represent a major osteoporotic burden. Recent developments in CT imaging have emphasized the importance of cortical bone thickness distribution in the prevention and management of fragility fractures. We aimed to experimentally define the CT density of cortical bone in the proximal humerus for building cortical geometry maps. METHODS: With ethical approval, we used ten fresh-frozen human proximal humeri. These were stripped of all soft tissue and high-resolution CT images were then taken. The humeral heads were then subsequently resected to allow access to the metaphyseal area. Using curettes, cancellous bone was removed down to hard cortical bone. Another set of CT images of the reamed specimen was then taken. Using CT imaging software and a CAD interface, we then compared cortical contours at different CT density thresholds to the reference inner cortical contour of our reamed specimens. Working with 3D model representations of these cortical maps, we were able to accurately make distance comparison analyses based on different CT thresholds. RESULTS: We could compute a single closest value at 700 HU. No difference was found in the HU-based contours generated along the 500-900 HU pixels (p = 1.000). The contours were significantly different from those generated at 300, 400, 1,000, and 1,100 HU. CONCLUSIONS: A Hounsfield range of 500-900 HU can accurately depict cortical bone geometry in the proximal humerus. Thresholding outside this range leads to statistically significant inaccuracies. Our results concur with a similar range reported in the literature for the proximal femur. Knowledge of regional variations in cortical bone thickness has direct implications for basic science studies on osteoporosis and its treatment, but is also important for the orthopedic surgeon since our decision for treatment options is often guided by local bone quality.