Ανάπτυξη μεθοδολογίας επεξεργασίας εικόνων p-QCT για την κατασκευή 3-Δ μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων μακρών οστών

Abstract

Η αστοχία των οστών οφείλεται σε στρεπτικά ή καμπτικά φορτία ή σε συνδυασμό και των δύο. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, όπως είναι η ύπαρξη οστεοπόρωσης, η αντοχή των οστών μειώνεται και η πιθανότητα κατάγματος αυξάνεται. Για τέτοιες περιπτώσεις είναι πρωτίστης διαγνωστικής σημασίας να μπορεί κάποιος να προβλέπει με μη καταστροφικό τρόπο τη συμπεριφορά του οστού υπό την επιβολή περιπτώσεων φορτίσεων χρησιμοποιώντας υπάρχοντα δεδομένα οστικής πυκνότητας. Γι' αυτό το σκοπό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα κατάλληλο 3D μοντέλο, του οποίου βασικό κλειδί αποτελεί η αναγνώριση των συνόρων του οστού. Προς αυτή την κατεύθυνση, προτείνεται μια νέα μέθοδος επεξεργασίας εικόνας για την ανάπτυξη 3D μοντέλων από τομογραφίες pQCTs, έτοιμων για ανάλυση με τη θεωρία των Πεπερασμένων Στοιχείων.

The failure of bones is rather due to torsion or bending loads or a combination of the two. Under specific conditions, such as osteoporosis, the bone strength decreases and the probability of bone failure increases. For such cases it is of primal diagnostic importance to be able to non - destructively predict the bone behavior under various load cases using information from the available bone density. For this purpose, an appropriate 3-D model may be used, the key to its development being the detection of bone tissue borders. Toward this direction, a new image processing approach for developing 3D models from pQCTs ready for Finite Element Analysis is proposed.