I Środkowo Europejski Kongres Osteoporozy i Osteoartrozy oraz XIII Zjazd Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy, Kraków 6-8.10.2005

Streszczenia:
Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja 2005, vol 7 (Suppl. 1), s1123-124.

P05
CHARAKTERYSTYKA KOŚCI BELECZKOWEJ W OPARCIU O ZAAWANSOWANĄ ANALIZĘ OBRAZÓW CT

Kubik T.,1 Głuszko P.,2 Rokita E.2
1 Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego, Reymonta 4, 30-059 Kraków
2 Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków

Słowa kluczowe: obrazowanie CT, struktura kości beleczkowej, segmentacja

Pomiar powierzchniowej gęstości mineralnej kości (BMD) oparty na absorpcjometrii promieniowania rentgenowskiego dwóch energii (DXA) jest obecnie najczęściej używaną metodą diagnostyczną do oceny zmian osteoporotycznych. Metoda ta dostarcza użytecznej w praktyce klinicznej informacji w pojedynczym lub powtarzalnych pomiarach, lecz użycie BMD jako znacznika zmian w tkance kostnej jest obarczone różnymi wadami. Dlatego często pomiary własności tkanki kostnej są wykonywane w oparciu o technikę tomografii komputerowej wysokiej rozdzielczości (CT). W niniejszej pracy wykorzystano zaawansowaną analizę dwuwymiarowych (2D) obrazów kręgów uzyskanych techniką CT. Przyjęta hipoteza robocza zakłada, że architektura kości beleczkowej wewnątrz trzonu kręgu nie jest homogeniczna. W konsekwencji własności mechaniczne kręgu zależą od struktury w obszarze 'krytycznym’, który można zidentyfikować w oparciu o 2D obrazy tomograficzne.
Badaniom poddano serię 20 kręgów L3 pobranych od osób zmarłych płci męskiej. Pomiary BMD zostały wykonane densytometrem Lunar DPX-IQ. Następnie cały materiał został poddany badaniom tomografem komputerowym Somatom Sensation 10 przy wykorzystaniu ustawień parametrów w oparciu o protokół pomiaru: ucho wewnętrzne. Wszystkie obrazy uzyskano w płaszczyźnie prostopadłej do fizjologicznej osi kręgów. W kolejnym kroku została przeprowadzona segmentacja na kość beleczkową oraz szpik kostny w oparciu o algorytm wzrostu regionów. Na zakończenie dla każdego obrazu obliczono wartości następujących parametrów: charakterystyka eulera, prawdopodobieństwo dyskoneksji, średnica struktury, SV/GV (’star volume’ jamek szpikowych do całkowitej objętości), ilość punktów struktury, ilość wierzchołków struktury, ilość krawędzi struktury, ilość końców beleczek, ilość przecięć beleczek, ilość punktów prostych beleczek. Obliczenia wykonano wykorzystując własne oprogramowanie.
Uzyskane na podstawie obrazów 2D CT wyniki potwierdzają, że uwzględnione parametry różnicują między sobą poszczególne przekroje w kręgu. Największe zaobserwowane różnice dochodzą do 50%. Metoda wymaga dalszych badań w celu weryfikacji możliwości zastosowania w praktyce klinicznej.

P05
TRABECULAR BONE CHARACTERIZATION BASED ON ADVANCED ANALYSIS OF CT IMAGE

Kubik T.,1 Głuszko P.,2 Rokita E.2
1Institute of Physics of Jagiellonian University, Reymonta 4, 30-059 Krakow
2 Collegium Medicum of Jagiellonian University

Keywords: CT imaging, trabecular bone structure, segmentation

The established procedure for assessing osteoporosis-related changes in trabecular bone is a bone mineral density (BMD) measurement using dual energy x-ray absorptiometry (DXA). This method give clinically useful information in single or repeat measurements but the use of BMD as the marker of bone changes possesses some drawbacks. Therefore, bone samples are very often subjected to high resolution computed tomography (CT) examinations. In the present studies, we used the advanced analysis of the two-dimensional (2D) CT images of the vertebral bodies. Working hypothesis assumes that trabecular bone architecture within vertebral body is not homogeneous. The mechanical properties of the vertebra depends on the structure of a critical region which may be identified on the basis of 2D CT images.
The 20 lumbar vertebrae L3 harvested from human cadavers were used. The BMD measurements were performed using Lunar DPX-IQ densitometer. Next, all specimens were subjected CT method using Somatom Sensation 10 scanner with using parameter settings based on inner ear scanning protocol. All images were collected as perpendicural to the axis of vertebra. Segmentation of the each image into the trabecular bone and bone marrow was performed by region growing algorithm. Finally structural parameters: the euler characteristic, the probability of disconnection, the perimeter of structure, the mean star volume to global volume of marrow space, the number of structure points, the number of structure vertices, the number of structure egdes, the number of termini trabeculae, the number of cross trabeculae, the number of simple trabeculae were calculated. All calculations were performed with algorithms developed in our laboratories.
The examinations of 2D CT images confirmed that the parameters under consideration differ from section to section. The maximum observed discrepancies approach 50%. It means that the critical region may be easy to identified. The clinical applications of the described procedure needs further investigations.

II Środkowo Europejski Kongres Osteoporozy i Osteoartrozy oraz XIV Zjazd Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy, Kraków 11-13.10.2007
Streszczenia:
Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja 2007, vol 9 (Suppl. 2), s150-151.

P05
AKTYWNOŚĆ FIZYCZNA A GĘSTOŚĆ TKANKI KOSTNEJ U MĘŻCZYZN W WIEKU 40-69 LAT

Duda B.

Akademia Wychowania Fizycznego i Sportu, Zakład Anatomii i Antropologii
80-336 Gdańsk, ul. Wiejska 1

Słowa kluczowe: aktywność fizyczna, osteoporoza, osteopenia, styl życia

Regularna oraz systematyczna aktywność fizyczna należy do głównych czynników warunkujących zdrowy styl życia i jest jednym z czynników zapobiegających obniżeniu się poziomu masy kostnej, a nawet wywierającym korzystny wpływ na utrzymanie się jej na odpowiednim poziomie. Celem pracy jest ocena gęstości tkanki kostnej i aktywności fizycznej u mężczyzn w wieku 40-69 lat.
Zbadano 130 mężczyzn w wieku 40-69 lat. Wyróżniono trzy kategorie wieku: 40-49 lat (39 osób), 50-59 lata (56 osoby) i 60-69 lat (35 osób). Pomiar gęstość tkanki kostnej w g/cm2 (BMD) odcinka lędźwiowego kręgosłupa L2- L4 i szyjki kości udowej przeprowadzono metodą DEXA aparatem DPX-L firmy Luna. Pod uwagę wzięto wielkość BMD oraz odpowiadający jej wskaźnik T-score. Do określenia aktywności fizycznej badanych zastosowano metodę sondażu diagnostycznego.
Analiza gęstości tkanki kostnej w odcinku lędźwiowym kręgosłupa u mężczyzn w wieku 40 – 69 lat wykazała, że osteopenię stwierdzono w 40,7%, a osteoporozę w 7,7%. Natomiast w szyjce kości udowej osteopenię zauważono u 20,8% badanych osób, a osteoporozę u 1,5% mężczyzn. Częstość występowania osteopenii u mężczyzn w odcinku lędźwiowym kręgosłupa maleje wraz z wiekiem i wynosi w poszczególnych kategoriach wieku odpowiednio: 43,6%; 42,8% i 34,3%, zaś w szyjce kości udowej wzrasta wraz z wiekiem i wynosi odpowiednio: 12,8%; 23,2% i 25,7%. Natomiast częstość pojawiania się osteoporozy u mężczyzn w odcinku lędźwiowym kręgosłupa wzrasta wraz z wiekiem i wynosi: 2,6%; 9,0% i 11,4%. Zaś w szyjce kości udowej występuje tylko wśród mężczyzn 60-69 – letnich (5,7%). Osoby u których stwierdzono zmiany gęstości tkanki kostnej zwykle prowadzą siedzący tryb życia. Mężczyźni z osteopenią i z osteoporozą w poszczególnych kategoriach wieku, odpowiednio w 92,8%; 78,9% i 80% nie poświęcają w ogóle czasu na aktywność fizyczną. Badani zwykle oceniają swoją aktywność fizyczną w czasie wolnym jako średnią, ćwiczą w tygodniu tylko czasami, 2-3 razy w tygodniu (40-59 lat) lub wcale (60-69 lat) i poświęcają na ten cel tylko pół godziny lub wcale. Najczęstszą formą aktywności ruchowej jest spacer. Wczesne wykrycie niskiej gęstości mineralnej kości (BMD) u mężczyzn może być użyteczne w redukowaniu ryzyka złamań i zachowań związanych z osteoporozą, aktywność tym promowanie regularnej i systematycznej aktywności fizycznej.

P05
PHYSICAL ACTIVITY AND MINERAL BONE DENSITY IN MEN AGED 40-69 YEARS

Duda B.

Academy of Physical Education and Sport, Faculty of Anatomy and Anthropology
80-336 Gdańsk, ul. Wiejska 1, Poland

Key words: physical activity, osteoporosis, life style

Regular and systematic physical activity is one of the main determinants of a healthy life style and is a factor preventing a decrease of bone tissue. Moreover, it favourably affects the maintenance of its appropriate level. The focus of the study is to assess the mineral bone density and physical activity in men 40-69.
130 men aged 40-69 were recruited. Three age categories were selected: 40-49 years (39 individuals), 50-59 years (56) and 60-69 years (35). Bone density g/cm2 (BMD) in the lumbar section of the spine (L2- L4) and the femoral neck bone was measured by DEXA method and DPX-L, Luna apparatus. BMD and corresponding to it T-score index were considered. A diagnostic survey was applied to collect data on physical activity of the respondents.
The analysis of bone density in the lumbar section of the spine in men aged 40-69 indicated that 40, 7% of the men had osteopenia and 7,7% had osteoporosis. In the femoral bone neck osteopenia was observed in 20,8% of the men and osteoporosis in 1,5% of the respondents. The frequency of osteopenia in the lumbar section of the spine decreases with age and equals 43,6%; 42,8% and 34,3% for age categories. On the contrary in the femoral neck bone increases with age and is 12,8%; 23,2% and 25,7% respectively.
The occurrence of osteoporosis in the lumbar section of the spine increases with age and is 2,6%; 9,0% and 11,4% respectively. However, in the femoral neck bone osteoporosis occurs only in men aged 60-69 (5,7%). Changes in bone density were observed in sedentary subjects. The men with osteopenia and osteoporosis in each particular age category do not perform any physical activity (92,8%; 78,9% and 80% respectively). The respondents describe their physical activity in free time as average. They exercise sometimes during a week, 2-3 times weekly for half an hour (40-59 years) or not at all (60-69 years). Walking is the most popular physical activity.
The early diagnosis of low mineral density (BMD) in men may be useful in reduction of the risk of a future fracture of the bone and behaviours connected with osteoporosis, including promotion of regular and systematic physical activity.