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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.23.2020.tde-24022021-160624
Document
Author
Full name
Danielle Ayumi Nishimura
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Arita, Emiko Saito (President)
Costa, Claudio
Dutra, Marcelo Eduardo Pereira
Ferreira, Thásia Luiz Dias
Title in Portuguese
Análise de ressonância magnética com baixo campo para mensuração da porosidade óssea alveolar
Keywords in Portuguese
Densidade óssea
Imagem por ressonância magnética
Osteoporose
Porosidade
Abstract in Portuguese
A porosidade possui grande influência na resistência óssea, conforme as pessoas vão envelhecendo, a porosidade tende a aumentar, diminuindo a densidade mineral óssea. O objetivo principal desse trabalho foi a avaliação da porosidade óssea com a utilização da técnica de ressonância magnética de baixo campo, comparando com os dados do paciente como a idade e como objetivo secundário consiste em comparar os dados de ressonância magnética com os dados de micro-ct e tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Foram incluídos 14 casos de paciente que haviam sido diagnosticados para colocação de ao menos um implante. Os pacientes foram submetidos a um exame de TCFC, onde foi medido as regiões de interesse (ROIs) de 6 mm de comprimento e 3 mm de largura, coincidindo com o local de colocação do implante. Com o software Osirix, foi medido os valores de pixel (densidade óssea). Os sítios implantares foram preparados com uma trefina, obtendo amostras ósseas de 3,0 milímetros de diâmetro e 7,0 milímetros de comprimento. As amostras de osso foram fixadas e armazenadas em solução tampão de formaldeído a 10%, para depois serem escaneados no aparelho de ressonância magnética. Das 14 amostras, as 8 primeiras amostras ósseas foram analisadas com uma máquina de micro-CT, onde analisamos quanto ao número (Tb.N), espessura (Tb.Th), espaçamento trabecular (Tb.Sp) e a fração volumétrica óssea (BV/TV). Os escaneamentos de RM (Ressonância Magnética) foram realizados em um aparelho de 0,3T para amostras (NMI20, Niumag Corporation, Shanghai, China). Os dados das curvas de T2 foram convertidos em porosidade da amostra óssea, isso é possível devido aos diferentes tempos T2 que as moléculas de água de cada poro possuem, uma vez que cada poro tem tamanhos diferentes, ou seja, a água dentro deles tem diferentes tempos T2. Assim, T2 é proporcional ao tamanho do poro. Nos gráficos da RM, conseguimos analisar a relação de quantidade de poros grandes e pequenos, uniformidade e tamanho médio dos poros. Na análise estatística, a normalidade foi avaliada para as variáveis contínuas (idade, porosidade com RM) através do teste de Shapiro-Wilk. Análises de correlação foram realizadas entre todas as variáveis analisadas no estudo. Para teste de correlação foi utilizado os testes de correlação de Pearson e o teste de correlação de Spearman. Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando o software IBM SPSS Statistics 24. Os resultados dos testes foram considerados estatisticamente significativos quando p<0,05. Como resultado achamos correlações positivas entre a fração volumétrica óssea (BV/TV) e espessura trabecular, e correlação negativa entre a fração volumétrica óssea (BV/TV) e raio médio dos poros; e entre a espessura trabecular e o espaçamento trabecular. Diante dos resultados encontrados, conseguimos achar uma correlação na paciente mais idosa de 70 anos, com os achados dos gráficos de RM, micro-ct e TCFC e nos pacientes mais novos, de 35 e 37 anos, tiveram os dois maiores valores de pixel em TCFC, ou seja, foram o que tiveram maior densidade. A porosidade possui grande influência na resistência óssea, conforme as pessoas vão envelhecendo, a porosidade tende a aumentar, diminuindo a densidade mineral óssea. O objetivo principal desse trabalho foi a avaliação da porosidade óssea com a utilização da técnica de ressonância magnética de baixo campo, comparando com os dados do paciente como a idade e como objetivo secundário consiste em comparar os dados de ressonância magnética com os dados de micro-ct e tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Foram incluídos 14 casos de paciente que haviam sido diagnosticados para colocação de ao menos um implante. Os pacientes foram submetidos a um exame de TCFC, onde foi medido as regiões de interesse (ROIs) de 6 mm de comprimento e 3 mm de largura, coincidindo com o local de colocação do implante. Com o software Osirix, foi medido os valores de pixel (densidade óssea). Os sítios implantares foram preparados com uma trefina, obtendo amostras ósseas de 3,0 milímetros de diâmetro e 7,0 milímetros de comprimento. As amostras de osso foram fixadas e armazenadas em solução tampão de formaldeído a 10%, para depois serem escaneados no aparelho de ressonância magnética. Das 14 amostras, as 8 primeiras amostras ósseas foram analisadas com uma máquina de micro-CT, onde analisamos quanto ao número (Tb.N), espessura (Tb.Th), espaçamento trabecular (Tb.Sp) e a fração volumétrica óssea (BV/TV). Os escaneamentos de RM (Ressonância Magnética) foram realizados em um aparelho de 0,3T para amostras (NMI20, Niumag Corporation, Shanghai, China). Os dados das curvas de T2 foram convertidos em porosidade da amostra óssea, isso é possível devido aos diferentes tempos T2 que as moléculas de água de cada poro possuem, uma vez que cada poro tem tamanhos diferentes, ou seja, a água dentro deles tem diferentes tempos T2. Assim, T2 é proporcional ao tamanho do poro. Nos gráficos da RM, conseguimos analisar a relação de quantidade de poros grandes e pequenos, uniformidade e tamanho médio dos poros. Na análise estatística, a normalidade foi avaliada para as variáveis contínuas (idade, porosidade com RM) através do teste de Shapiro-Wilk. Análises de correlação foram realizadas entre todas as variáveis analisadas no estudo. Para teste de correlação foi utilizado os testes de correlação de Pearson e o teste de correlação de Spearman. Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando o software IBM SPSS Statistics 24. Os resultados dos testes foram considerados estatisticamente significativos quando p<0,05. Como resultado achamos correlações positivas entre a fração volumétrica óssea (BV/TV) e espessura trabecular, e correlação negativa entre a fração volumétrica óssea (BV/TV) e raio médio dos poros; e entre a espessura trabecular e o espaçamento trabecular. Diante dos resultados encontrados, conseguimos achar uma correlação na paciente mais idosa de 70 anos, com os achados dos gráficos de RM, micro-ct e TCFC e nos pacientes mais novos, de 35 e 37 anos, tiveram os dois maiores valores de pixel em TCFC, ou seja, foram o que tiveram maior densidade.
Title in English
Magnetic resonance analysis with low field to measure alveolar bone porosity
Keywords in English
Bone density
Magnetic resonance imaging
Osteoporosis
Porosity
Abstract in English
Porosity has a great influence on bone strength, as people age, porosity tends to increase, decreasing bone mineral density. The main objective of this work was the evaluation of bone porosity using the low-field magnetic resonance technique, comparing it with patient data such as age and the secondary objective was to compare the magnetic resonance data with the data of micro-ct and cone beam computed tomography (CBCT). Case of 14 patients that had been diagnosed for placement of at least one implant were included. The patients underwent a CBCT exam, where the regions of interest (ROIs) of 6 mm in length and 3 mm in width were measured, coinciding with the implant placement site. Using the Osirix software, pixel values (bone density) were measured. The implant sites were prepared with a trephine, obtaining bone samples of 3.0 mm in diameter and 7.0 mm in length. The bone samples were fixed and stored in a 10% formaldehyde buffer solution, to then be scanned in the MRI (Magnetic Resonance Imaging) machine. Of the 14 samples, the first 8 bone samples were analyzed with a micro-CT machine, where we analyzed the number (Tb.N), thickness (Tb.Th), trabecular spacing (Tb.Sp) and the bone volume fraction ( BV / TV). MRI scans were performed in a 0.3T sample device (NMI20, Niumag Corporation, Shanghai, China). The data of the T2 curves were converted into porosity of the bone sample, this is possible due to the different T2 times that the water molecules of each pore have, since each pore has different sizes, and consequently, the water inside them has different T2 times. Thus, T2 is proportional to the pore size. In the MRI charts, we were able to analyze the relationship between the number of large and small pores, uniformity and average pore size. In the statistical analysis, normality was assessed for continuous variables (age, porosity with MRI) using the Shapiro-Wilk test. Correlation analyzes were performed between all variables analyzed in the study. For the correlation test, Pearson's correlation test and Spearman's correlation test were used. All statistical analyzes were performed using the IBM SPSS Statistics 24 software. As a result, we found positive correlations between the bone volume fraction (BV/TV) and trabecular thickness, and a negative correlation between the bone volume fraction (BV/TV) and the average pore radius; and between trabecular thickness and trabecular space. The test results were considered statistically significant when p <0.05. In view of the results found, we were able to find a correlation in the oldest patient of 70 years, with the findings of the MRI, micro-ct and CBCT graphs and in the younger patients, of 35 and 37 years, they had the two highest pixel values in CBCT, they had the highest density.
 
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Publishing Date
2021-03-03
 
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