Текстурные характеристики субхондральной кости при остеоартрозе

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Оценить взаимосвязь текстурных характеристик субхондральной кости с данными стандартной рентгенографии, определить маркёры ремоделирования субхондральной кости при гонартрозе.

Методы. В исследуемую группу включены 92 пациента в возрасте 66,1±10,5 года с остеоартрозом коленных суставов I-IV стадий по Kellgren, в группу сравнения - 24 добровольца в возрасте 29,6±5,96 года без клинических и рентгенологических признаков гонартроза. Выполняли стандартную цифровую рентгенографию коленных суставов. На изображении выбирали область интереса, включавшую участок субхондральной кости размером 48±2×90±4 пиксела. По текстуре участка строили гистограмму полутоновых значений и 3D график распределения интенсивности пикселов по площади.

Результаты. Распределение значений отдельных пикселов относительно среднего полутонового значения показало обратную корреляционную связь со стадией заболевания (r=-0,52, p=0,00004) и наличием больших остеофитов (r=-0,40, p=0,002). Экстремум минимального значения 3D гистограммы прямо коррелировал с рентгенологической стадией гонартроза (r=0,42, p=0,0009), возрастом пациентов (r=0,33, p=0,01) и количеством остеофитов (r=0,43, p=0,0007). Этот показатель был выше в группе пациентов с остеоартрозом (p=0,009) и статистически значимо снижался по мере прогрессирования заболевания (p=0,04).

Вывод. Впервые применён анализ 3D реконструкции поверхности в зависимости от полутоновых значений пикселов, который продемонстрировал хорошие характеристики по выделению групп пациентов с остеоартрозом и сопоставимость с данными стандартного рентгенологического протокола; наилучшие результаты продемонстрировало минимальное значение по 3D гистограмме, которое имело значимые вариации в зависимости от стадии заболевания.

Об авторах

Максим Александрович Кабалык

Тихоокеанский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Maxi_maxim@mail.ru

Список литературы

  1. Андреев Г.А. Анализ и синтез случайных пространственных текстур. Зарубежн. радиоэлектроника. 1984; 2: 3-33.
  2. Кабалык М.А., Дубиков А.И., Петрикеева Т.Ю. и др. Феномен микрокристаллического стресса при остеоартрозе. Тихоокеан. мед. ж. 2014; 1: 70-74.
  3. Baltasar S.A., Gonzalez S.A. A quantitative method for the characterization of lytic metastases of the bone from radiographic images. Sci. World J. 2014; 2014: 264836.
  4. Burnett W., Kontulainen S., McLennan C. et al. Patella bone density is lower in knee osteoarthritis patients experiencing moderate-to-severe pain at rest. J. Musculoskelet. Neur. Interact. 2016; 16 (1): 33-39.
  5. Chai H.Y., Swee T.T., Seng G.H., Wee L.K. Multipurpose contrast enhancement on epiphyseal plates and ossification centers for bone age assessment. Biomed. Eng. Online. 2013; 12: 27. http://dx.doi.org/10.1186/1475-925X-12-27
  6. Grbatinić I., Milošević N.T. Incipient UV-Induced structural changes in neutrophil granulocytes: Morphometric and texture analysis of two-dimensional digital images. Microsc. Microanal. 2016; 24: 1-7. http://dx.doi.org/10.1017/s1431927616000532
  7. Guermazi A., Hunter D.J., Li L. et al. Different thresholds for detecting osteophytes and joint space narrowing exist between the site investigators and the centralized reader in a multicenter knee osteoarthritis study - data from the Osteoarthritis Initiative. Skeletal. Radiol. 2012; 41: 179-186. http://dx.doi.org/10.1007/s00256-011-1142-2
  8. Harris-Love M.O., Seamon B.A., Teixeira C., Ismail C. Ultrasound estimates of muscle quality in older adults: reliability and comparison of Photoshop and ImageJ for the grayscale analysis of muscle echogenicity. Peer. J. 2016; 4: e1721.
  9. Hirvasniemi J., Thevenot J., Kokkonen H.T. et al. Correlation of subchondral bone density and structure from plain radiographs with micro computed tomography ex vivo. Ann. Biomed. Eng. 2015 Sep. 14.
  10. Hochberg M.C., Yerges-Armstrong L., Yau M., Mitchell B.D. Genetic epidemiology of osteoarthritis: recent developments and future directions. Curr. Opin. Rheumatol. 2013; 25 (2): 192-197. http://dx.doi.org/10.1097/BOR.0b013e32835cfb8e
  11. Huang H., Richards M., Bedair T. et al. Effects of orthodontic treatment on human alveolar bone density distribution. Clin. Oral. Investig. 2013; 17 (9): 2033-2040. http://dx.doi.org/10.1007/s00784-012-0906-y
  12. Jones G. What’s new in osteoarthritis pathogenesis? Intern. Med. J. 2016; 46 (2): 229-236. http://dx.doi.org/10.1111/imj.12763
  13. Lawrence R.C., Felson D.T., Helmick C.G. et al. Estimates of the prevalence of arthritis and other rheumatic conditions in the United States. Part II. Arthritis Rheum. 2008; 58: 26-35. http://dx.doi.org/10.1002/art.23176
  14. Li M., Fu S., Zhu Y. et al. Computed tomography texture analysis to facilitate therapeutic decision making in hepatocellular carcinoma. Oncotarget. 2016 Feb. 17.
  15. Roemer F.W., Jarraya M., Niu J. et al. Knee joint subchondral bone structure alterations in active athletes: a cross-sectional case-control study. Osteoarthritis Cartilage. 2015; 23 (12): 2184-2190. http://dx.doi.org/10.1016/j.joca.2015.07.002
  16. Stokholm R., Spin-Neto R., Nyengaard J.R., Isidor F. Comparison of radiographic and histological assessment of peri-implant bone around oral implants. Clin. Oral. Implants. Res. 2015 Sep 26.
  17. Yao J.J., Zhou G.Q., Jin Y.N. et al. Predictors of mastoiditis after intensity-modulated radiotherapy in nasopharyngeal carcinoma: A dose-volume analysis. J. Cancer. 2016; 7 (3): 276-282. http://dx.doi.org/10.7150/jca.13183

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© 2016 Кабалык М.А.

Creative Commons License

Эта статья доступна по лицензии
Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 75008 от 01.02.2019.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах