成都华西华科研究所分析股骨颈、股骨粗隆间骨折骨分布空间差异与QCT骨密度测量体模软件系统测量法的骨与矿物研究

 3个旋转，3个缩放）和非线性配准。然后将计算的变换应用于校准的扫描，有效地将所有VBMD图纳入解剖对应关系。空间归一化的VBMD图然后在空间比较之前用高斯滤波器平滑。

为了执行皮质骨特性的SPM，将基于表面的映射空间化为代表股骨模板骨膜表面的三角表面。空间正规化完成与先前计算的VBM变换，从而有效地使所有基于表面的CT，TH，CT.VBMD，和EntB.VBMD映射成解剖对应。在空间比较之前，空间归一化的基于表面的地图也被平滑。

统计分析

为了证实这一子集是整个研究的代表性，我们使用ANOVA计算在本文中所报告的对照组和整个研究中的对照组之间的年龄、身高、体重和髋部骨密度之间的差异，以及FN和TR受试者和他们的同行之间的子组之间的差异。整个研究。

股骨颈骨折、对照组和股骨粗隆骨折患者和股骨颈骨折患者和股骨粗隆骨折患者的受试者特征（年龄、身高和体重）的统计学意义的统计学意义方差分析。差异有显著性，P＜0.016，用BoFrONROI方法校正多重比较。

VBM以体素明智的一般线性模型的形式进行。在空间归一化和平滑VBMD图的每个体素位置上的VBMD值被用作因变量和组成员（控制或股骨颈骨折、控制或股骨粗隆骨折、股骨颈骨折或股骨粗隆骨折）作为独立变量。在比较中，年龄、身高和体重作为协变量。错误发现率（FDR）（21）校正用于多重比较（＜7，0.05）。

SPM以顶点明智的一般线性模型的形式进行。皮质骨性质（CT.TH，CT.VBMD），或EndoTB。在空间归一化和平滑的基于表面的地图的每个顶点位置被用作因变量和组成员（控制或股骨颈骨折，控制或股骨粗隆骨折，股骨颈骨折，或股骨粗隆部骨折）作为独立变量。年龄，身高和体重也被作为协变量，比较采用FDR校正来校正多重比较（＜7±0.05）。在这些统计测试中，由于其薄的皮质骨而排除了股骨头。

在VBM和基于表面的SPM中，我们允许比较中的形状以最小化系统失配效应，如GEE和Treece先前所示。（22）我们允许5个组件/ 14）但是，股骨大小不是第一部分的一部分。

组件，因为各向异性缩放被用于生成统计形状模型。

根据最近出版的Eklund和同事（23）在基于SPM的功能磁共振成像研究中处理膨胀假阳性率，我们评估了VBM和基于表面的SPM的特异性。为此目的，将50个对照组随机分为10个组，每组25个受试者。每次使用VBM和基于表面的SPM，比较两组之间的VBMD、CT、TH、CT.VBMD和EndoTb.vBMD，允许年龄、身高、体重和形状（5个组成部分），并使用FDR校正多个比较。

结果

研究参与者的特征如表1所示。两种骨折（股骨颈和股骨粗隆间骨折）的受试者和受试者的年龄有显著性差异；股骨颈骨折和对照组受试者的身高和股骨颈骨折和股骨粗隆骨折的受试者之间的身高有显著性差异；股骨粗隆间骨折与对照组比较。

对于TR病例，分析样本与整个样本之间存在显著的年龄和身高差异（P均为0.048，年龄为P，身高为P 0.049），但体重和臀部ABMD比较没有显著差异。FN患者的年龄、身高、体重、臀部ABMD在分析样本和整个样本之间均无显著性差异。对照组与对照组比较，差异有显著性（P＝0.033）。

VBM学生的t检验统计量图的不同股骨近端视图（我们称之为T-MAP），来自对照组和股骨颈骨折的女性之间的VBMD比较，如图1／A所示。阳性F值表明对照组的VBMD高于骨折病例。为了便于在这个图中的3D可视化，根据它的每个体素使用透明度。

图1。对照组和股骨颈骨折患者的股骨近端VBM-T图的比较：{B）对照组和股骨粗隆骨折的女性；以及（C）有颈部骨折的妇女和股骨粗隆骨折的妇女。

在股骨颈的上侧面观察到差异。在对照组和股骨颈骨折患者之间的比较中，在骨皮质的小梁小室和骨内膜层中观察到大部分显著的VBMD差异。根据对照组和股骨颈骨折妇女的对比，将图和15的颜色编码设置为标准值的T值动态范围：2.4至6（对照组与股骨粗隆骨折的女性：2.4至5）。

股骨颈骨折与股骨粗隆间骨折的股骨近端VBMD的比较，得到了图1C的VBM T-MAP。在不同的T图中，很明显，股骨颈骨折的女性比股骨粗隆的女性表现出更高的VBMD。C骨折（阳性T值）主要在大转子。

从Ct的SPM T-MAP的不同股骨视图。对照组和股骨颈骨折的妇女之间的比较显示在图2A中。在这个图中，阳性T值表明对照组的皮质比骨折更严重。图2A显示了股骨颈前、内侧和周围的整体CT、TH差异。在股骨颈的上前部、股骨颈的下侧面和股骨粗隆间的前侧面可以观察到明显的病灶差异。在这个图中，非重要顶点呈现为白色。

图2B显示了与图2A相似的股骨近端视图，但是Ct的SPM T-MAP图。对照组和股骨粗隆间骨折患者的TH比较。如图2A所示，阳性T值表明对照组较骨折病例中的皮质更厚。显著的CT、TH差异主要是在内侧观察到的。类似于图2A，非重要顶点呈现为白色。图2A和2B的颜色编码被设定为T值从3到7.2的标准动态范围（对照组与股骨颈骨折的妇女：2.4至7.2；对照组与股骨粗隆骨折的妇女：3至5.3）。

Ct股骨颈骨折患者与股骨粗隆间骨折的比较的SPM T图显示在图2C中。该图清楚地显示了女性股骨颈骨折的较细的皮质（阴性F值）高于在ASP上的股骨粗隆骨折患者。股骨颈的ECT。如图2A和2B所示，在图2C中，非重要顶点呈现为白色。

在对照组和两种骨折类型的妇女之间的CTM VBMD的比较结果显示，在骨折区域中，女性骨折的CT.VBMD显著低于对照组（阳性T值），如图3A和3B的SPM T-MAP所能理解的。设定为标准值的动态范围从3.5到5.2（对照组与股骨颈骨折的妇女：3.5至4.6；对照组与股骨粗隆骨折的妇女：3.4至5.2）。

图3C显示女性股骨颈骨折与股骨粗隆间骨折患者的CT.VBMD比较的SPM T-MAP。在这幅图中，很明显，股骨颈骨折的女性比以股骨粗隆骨折为主的女性具有更高的Ct.vBMD（阳性T值）。n大转子。股骨颈骨折（负T值）患者的下CT. VBMD非常小的一块也可以在股骨颈的上前部被欣赏。

与VBM一致，EntB.VBMD比较在控制和两种类型骨折之间产生了显著的差异。尽管这些差异在对照组和股骨颈骨折患者之间更为稀疏，但在对照组和股骨粗隆间骨折患者中，它们在图4A和4B中观察到更为全局性。在这些图中，阳性F值表明对照组中的EntB.VBMD高于骨折病例。图4A和4B中的颜色编码被设定为从2.4到6.3的T值标准化动态范围（对照组与股骨颈骨折的对照组：2.4至5.3）；

图2。不同的股骨近端SPM T图的Ct。TH比较：{A）对照组和股骨颈骨折的妇女；{B）对照组和股骨粗隆间骨折的妇女；和（c）有颈部骨折的妇女和股骨粗隆骨折的妇女。

对照组与股骨粗隆间骨折的对照组：2.1比6.3。类似于所有SPM图，非重要顶点呈现为白色。

在最后的SPM比较的病例对照研究中，EndoTb。比较两种骨折类型的VBMD

在股骨颈骨折患者中，EntB.VBMD高于女性股骨粗隆部骨折三个部位：1）大转子后区；2）大转子外侧区；3）小转子，如图4C中的SPM T图所示（正T值）。

图3。不同的股骨近端股骨颈SPE-T图从CT.VBMD比较：{A）对照组和股骨粗隆间骨折患者；{B）对照组和股骨粗隆间骨折妇女；（c）有股骨颈骨折的妇女和股骨粗隆骨折的妇女。

骨与矿物质研究杂志近5年股骨近端骨折骨分布的差异

九图4。不同的股骨近端SPE-T图从EntB.VBMD比较：{A）对照组和股骨颈骨折患者；{B）对照组和股骨粗隆骨折的妇女；和（c）有颈部骨折的妇女和股骨粗隆骨折的妇女。

在假阳性的评估中，25个对照的不同亚组之间的40个比较（4个参数x 10）产生了不显著的体素或顶点，表明鲁棒性特异性。

讨论

在本研究中，我们使用统计多参数映射来研究股骨颈和股骨粗隆间骨折和健康对照两种主要类型股骨近端股骨密度和皮质骨特性的空间差异。与以前的研究（10、14、16、24）相比，我们用VBMB的VBM和皮质骨性质的SPM确定了与髋部骨折相关的特征，从而提供了股骨近端的更全面的QCT骨密度测量体模软件系统测量法评估。研究的特征包括VBMD、CT、TH、CT.VBMD和EntB.VBMD。对照组与两种类型骨折和两种骨折之间进行比较。VBM结果提示小梁VBMD的空间分布可能在两种骨折中起重要作用，SPM结果提示皮质骨变薄的病灶区域可能与股骨颈骨折更相关，而皮质和皮质减少的病灶区域更为重要。股骨转子间骨折的VBMD可能更为相关。

VBM结果显示，股骨近端有较大的股骨近端区域，在两种类型髋关节骨折的对照组和女性之间具有显著的VBMD差异（图1A 5）。与以前的髋部骨折研究相一致，（10）VBM在骨折病例中显示出较低的VBMD，与股骨粗隆间区和小梁小室的下半部分相比，这是一个主要的承重区域，被假定为保留骨量。老年人。此外，在VBM研究中，李和同事（8）达成了一致意见。

VBM显示，与股骨颈骨折组相比，股骨粗隆间骨折组在大转子中的VBMD较低（图1）。VBM还显示股骨粗隆骨折组与股骨颈上表面的对照组相比没有VBMD差异（图1B）。值得注意的是，在骨折组中显著的VBMD缺陷的区域包括与髋部骨折部位匹配的区域，这些骨折部位与每个骨折类型相关。VBMD缺陷的不同解剖位置有助于解释骨折类型的机制，并可能在抵抗跌倒骨折中起关键作用。

与对照组相比，两种骨折组的骨折区域均较骨折类型更细（图2A、B）。结果也与Poole和同事（12）一致，在急性股骨颈和股骨粗隆骨折的研究中也进行了SPM的研究，并与Treece和他的同事在男性髋部骨折的研究中进行了比较。（14）在三项研究中，股骨颈FR患者。在股骨颈上前部方面，Acthess显示了皮质骨变薄的局部斑块。比较两种骨折类型的Ct、Th，结果显著（图2）。股骨颈骨折的女性明显比股骨粗隆前骨折的股骨粗隆区有一个明显的较薄的皮质骨斑块。股骨颈骨折的妇女也表现出非常小的意义。

 健康对照组和两种骨折类型的妇女之间有显著差异（图3A，B）。在这项特别的研究中，VBM和VBM和SPM表明，皮质骨深层的区域在髋部骨折中可能比浅层区域更相关。然而，与VBM相一致，两种骨折之间的CT.VBMD的SPM比较表明，股骨粗隆骨折的患者在大转子中的CT.VBMD显著降低（图3）。与VBM一致，EntB.VBMD比较在对照组和两种骨折（图4A、B）和两种骨折之间产生显著差异（图4C）。一个有趣的结果是，股骨颈骨折的妇女在股骨近端的后侧面和大转子的侧面表现出与股骨粗隆骨折的女性相比更高的EntB.VBMD。这些区域对于施加在后外侧坠落的股骨近端的外力是至关重要的。此外，Poole和他的同事从最近的急性髋部骨折研究涉及英国和捷克受试者的SPM内皮质密度结果，实际上与中国女性的这一点非常一致。在这项研究中，作者证实了局灶性骨质疏松症是具体的骨折类型通过使用SPM的皮质和皮质密度参数与目标活检的微CT措施。06）不幸的是，股骨头不包括在我们的表面为基础的SPM分析，TH。我们限制我们的视觉比较到股骨近端的其余部分。

与Poole和同事的研究结果一致，我们的研究显示骨折发生部位的骨内骨较低（图1）。在体外髋部骨折测试中，Helason和同事们用高速摄影机显示，股骨颈骨折首先在时间6.99毫秒时观察到，随后是颈前裂。（25）本次跌倒模拟实验探头在侧向下降的情况下骨折，不像LoA。D在许多研究中通常是单调增加直到骨折发生。在另一项模拟侧向跌倒的研究中，de Bakker和他的同事在股骨颈上或股骨颈上出现了一个裂缝，虽然大部分来自DXA的股骨近端7分不能诊断为骨质疏松症。（26）Navathe和同事（27）生物力学TE。STED 12尸体股骨近端直接测量侧向跌倒的强度，并进行有限元分析以估计初始结构失效部位，并发现仅有一小部分骨组织与失败相关。结果与我们的一致。

观察到股骨颈骨折是高度集中的，并且不利地集中在跌倒时要承受高的力的部位。为了突出这些图像分析技术对我们理解股骨骨折的贡献，图5总结了股骨颈骨折的结果。在这个图中，有四个重要的方面需要注意：1）骨的空间分布差异；2）心理分析；3）多参数评估；4）统计稳健性。虽然基于预定的感兴趣区域的统计分析的传统方法提供了相关的骨折信息，但是如图5所示的评估仅可以使用诸如VBM和基于表面的SPM的计算解剖方法。虽然近来在神经影像学研究（23）中使用SPM发现了膨胀的假阳性率，但在使用VBM和基于表面的SPM的这一和其他肌肉骨骼研究中已经观察到了高特异性。（28）

在病例对照研究中，通过统计多参数映射，探讨股骨颈与股骨粗隆间骨折骨分布的空间差异。我们的研究结果和Poole和同事们都认为骨质疏松症在骨质疏松症的临床实践中应该高度重视，因为髋部骨折与骨质疏松的诊断是不一致的，并且骨的局部缺陷可能会遇到这个问题。更重要的是，识别局灶性缺陷可能有助于实施适当的药理学或生活方式干预在临床实践中。

这项研究有三个主要限制。第一个限制是在股骨颈和股骨粗隆骨折的发生之前缺乏基线QCT扫描。本研究的第二个主要限制是FN病例和TR病例均不与对照组年龄匹配。年龄相关的变化可能会减少结果的影响；然而，我们在所有VBM和SPM比较中考虑年龄的变化，以最小化年龄效应。第三，所有的女性都是中国人，限制了对其他种族的解释，因为有研究显示结构的DIF。

 本研究的强度是，除了VBM，它结合了小梁和皮质骨的空间评估VBMD，我们应用表面为基础的SPM空间评估皮质骨性能。评估骨小梁和皮质骨的性质是必要的，因为这两种类型的骨在骨折相关的改变上是不同的。（32）迄今为止，骨小梁和皮质骨对髋部骨折风险的各自贡献还不完全理解/ 333，然而，大多数骨折。（70%）本研究的第二个强度是骨折的妇女在骨折后48小时内扫描，最大限度地减少骨结构的改变和由于骨折而导致的瘦肉和脂肪组织的变化。

总之，利用统计多参数映射方法，探讨了股骨颈与股骨粗隆间骨折的股骨近端骨密度分布和骨皮质性质的差异。VBM结果提示小梁VBMD的空间分布可能在髋部骨折中起重要作用，而SPM结果提示，股骨粗隆部骨折的皮质骨变薄可能与股骨粗隆部皮质和皮质内VBMD减少有关。图斯。成都华西华科研究所研制研发生产多种QCT骨密度测量体模软件分析系统
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