腰椎小梁骨各向异性定量评估新突破：简明梯度张量模型的应用

为评估图像梯度方法量化腰椎小梁骨方向异质性的可行性，研究人员收集 326 例男性患者腰椎 CT 图像分组研究。结果显示各年龄组腰椎小梁骨存在显著方向异质性且随年龄加剧，该研究构建的梯度张量模型可评估骨折风险，意义重大。

　　研究旨在评估图像梯度方法量化腰椎小梁骨（lumbar trabecular bone）方向异质性的可行性。研究收集了 326 例男性患者的腰椎 CT 图像，并按年龄分为 20 - 39 岁、40 - 59 岁和≥60 岁三组。对 L₄椎体的正中矢状面进行切向梯度计算，计算纵向与横向梯度之比（ratio_σ）以构建梯度张量模型（gradient tensor model）。通过统计分析评估各组间 ratio_σ 的差异，选取骨矿物质密度（bone mineral density）相同的个体构建有限元模型（finite element models），验证不同张量模型在骨折风险评估中的价值。

研究结果表明，各年龄组的腰椎小梁骨核心均存在显著的方向异质性，且随着年龄的增长愈发明显，具体表现为 ratio_σ 值逐渐增加（20 - 39 岁组为 1.44±0.29，40 - 59 岁组为 1.86±0.19，≥60 岁组为 2.10±0.33）。相同骨矿物质密度下的有限元分析结果显示，高张量组的骨折风险元素比例高于低张量组。

研究结论为，小梁骨核心表现出明显的方向异质性，并随年龄变化。利用方向梯度分解，研究人员开发了梯度张量模型来量化骨微观结构中特定方向的重塑状态。这种基于张量的方法还能够在相似的骨矿物质密度水平下进行骨折风险评估。