Analyse multi-échelle de l'os trabéculaire vertébral à partir d'images tomodensitométriques

Résumé

L'évaluation clinique du risque de fracture et le diagnostic de l'ostéoporose reposent principalement sur l'estimation de la masse osseuse caractérisée par la densité minérale osseuse (DMO). Or, plusieurs études suggèrent que d'autres facteurs soient pris en compte, dont la microarchitecture de l'os trabéculaire. De plus, aucun outil ne permet d'évaluer de façon pratique et simultanée la densité et la microarchitecture osseuse in vivo, en particulier au niveau vertébral où l'épaisseur des tissus à traverser est problématique. L'objectif principal de ce mémoire est de proposer un algorithme multi-échelle de simulation de la microarchitecture de l'os trabéculaire vertébral à partir d'images tomodensitométriques (CT). Pour répondre aux objectifs, des spécimens cadavériques bovin, porcin et humains ont été imagés à haute et à basse résolution, puis leur microarchitecture a été simulée. Les erreurs relatives moyennes de différents paramètres morphométriques ainsi que les cotes Z entre les valeurs de ces paramètres ont ensuite été quantifiées entre les images haute résolution réelles et simulées. Les principaux résultats obtenus démontrent que l'algorithme semble bien reproduire qualitativement la microarchitecture relativement homogène des spécimens bovin et porcin, mais faiblement reproduire la microarchitecture relativement hétérogène des spécimens humains. Quantitativement, les résultats démontrent le potentiel de l'algorithme proposé à reproduire les paramètres morphométriques. Les faibles écarts-types des erreurs relatives témoignent de la grande reproductibilité des simulations. Cependant, les grandeurs variables des cotes Z obtenues pour les modèles porcin et humain ainsi que les différences observées entre les sujets humains témoignent d'une grande sensibilité de l'algorithme. Les retombées prévues à long terme de la méthode proposée sont l'évaluation plus précise de la qualité osseuse en clinique, l'amélioration de l'efficacité des outils d'évaluation et de planification du traitement des fractures ainsi que l'amélioration du diagnostic et du traitement de pathologies osseuses comme l'ostéoporose.

Date	20 déc. 2013
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Yvan Petit (Directeur(-trice)) & Erwan Gloaguen (Codirecteur(-trice))