《微重力狀態下定量超聲背散射評價骨質的方法研究》是依託復旦大學，由徐峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微重力狀態下定量超聲背散射評價骨質的方法研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太空中的微重力環境以及因病長期臥床的微重力狀態都會造成人體骨質的大量流失，導致骨折發生的危險性大大提高，因此微重力狀態下骨質流失的評價和動態監測具有十分重要的意義。項目擬採用超聲背散射法研究微重力狀態下的骨質評價基礎和方法。將用理論分析、數值仿真和離體、在體實驗等相結合的方法，重點研究微重力狀態下超聲在骨微結構中的散射及衰減規律；採用數值方法建立骨微結構仿真模型；探索從背散射信號中提取新特徵參量的信號處理算法，提出微重力狀態下骨質評價的綜合評價參數；分析綜合評價參數與骨質狀況之間的相關性和敏感性；最後縱向研究微重力狀態下骨質評價及骨質流失的規律。從而實現微重力狀態下對骨質的綜合評價。本項目研究的科學意義在於：探索微重力狀態下全面評價骨質狀況(骨量和骨微結構)的新方法，為長期動態監測微重力狀態下人體的骨質變化提供方法和技術手段，為未來微重力環境下骨質疏鬆的防護及後期恢復治療的研究提供基礎。
結題摘要
微重力狀態下的骨質評價和動態監測對航天醫學以及長期臥床病人的健康都具有十分重要的意義。本課題的研究內容分為五個方面：1、超聲背散射參數與松質骨微結構參數變化的敏感性仿真研究通過FDTD仿真，模擬了不同骨質流失方式情況下，骨微結構的變化情況，得到相應的超聲背散射參數。仿真結果表明，超聲背散射參數能夠反映出微重力狀態下骨質流失的骨量變化（BMD）及骨微結構變化。2. 設計並開展超聲背散射在體測量紐西蘭兔不同狀態骨流失的實驗採用126隻紐西蘭兔，建立了-20度頭低位（HDT）模擬微重力骨流失模型，並進行了為期20周的實驗。實驗分為3組：頭低位（HDT）模擬微重力組、雙側卵巢切除（OVX）組、空白對照（Sham）組。HDT組在實驗8周時初步出現骨流失。通過實驗，得到不同分組的實驗結果材料（血清和脛骨）和超聲背散射信號數據。3. 不同骨流失過程超聲背散射參數與松質骨微結構變化關係通過微CT掃描分析，獲得了三組的微結構參數和BMD。對比分析得出了不同分組松質骨微結構參數變化過程和差異。指出超聲背散射在體評價骨微結構時，超聲背散射參數與微結構參數的最優組合，且具有較大的相關性（各向異性度（DA）：R=0.52，p<0.001；其他參數：0.58≤|R| ≤0.71，p<0.001）。為提高超聲背散射骨質評價效果提供了新方法。4. 不同骨流失過程超聲背散射參數與松質骨BMD 變化關係實驗結果的分析表明微重力狀態與絕經後兩種情況下，超聲背散射參數與BMD變化關係有明顯區別。兩組歸一化散射差均值（nMBD）與BMD的關係存在較大差異（OVX：R=-0.67，P<0.01；HDT：R=0.5，P<0.05）。給出了超聲背散射方法用於微重力狀態下骨質評價的具體方法。5. 超聲背散射參數與骨代謝生化指標之間的關係研究了超聲背散射參數與骨代謝生化指標ALP和TRACP之間的關係，得出超聲表觀背散射頻域斜率的截距（FIAB）與骨形成生化指標ALP 和骨吸收生化指標TRACP均具有較強的相關性關係（FIAB與ALP：R=0.64，p<0.001；FIAB與TRACP：R=0.51，p<0.001）。為微重力狀態下超聲背散射評價骨質提供了新的思路。
