Quantitative Biomarkers of Bone Strength

Towards Quantitative Biomarkers of Bone Strength using Ultrasound

Durée du projet :

  • 2 ans

Début :

  • janvier 2015

PICS (Projet International de Coopération Scientifique, CNRS)

Le PICS est un projet scientifique établi et présenté conjointement par deux équipes de recherche, l’une au CNRS (le LIB) et l’autre à l’étranger (Medical Ultrasound Lab (MUL) Fudan University, Shanghai, Chine). Le financement reçu dans le cadre du PICS permettra d’effectuer des missions (séminaires, séjours de recherche) entre les deux équipes partenaires.

Résumé:

Le risque de fracture est actuellement estimé par la densité minérale osseuse mesurée par rayons X. Les limitations de cette méthode pourraient être dépassées par l’analyse des ondes ultrasonores guidées par l’os cortical, permettant l’obtention de nouveaux biomarqueurs, mesurés aux radius et tibia. Ces biomarqueurs (épaisseur et élasticité corticales) sont obtenus en comparant les ondes guidées expérimentales aux modes théoriques. L’objectif de ce projet est d’améliorer notre connaissance sur ces ondes guidées par l’os cortical. Deux points seront étudiés particulièrement: l’excitabilité, afin d’optimiser le rapport signal à bruit, et la sensibilité de ces modes aux paramètres du guide d’onde, afin d’améliorer la robustesse de l’évaluation de ces paramètres. Il est attendu que cette connaissance aide à l’analyse des données cliniques.

Abstract :

Fracture risk is currently estimated in vivo by X-rays measuring the bone mineral density (BMD). The current limitations of X-rays imaging technologies could potentially be overcome by the analysis of the ultrasonic waves guided by the cortical bone. It would lead to the evaluation of new ultrasound biomarkers, measured at skeletal sites such as the radius and tibia. These biomarkers, i.e., namely the thickness and material properties of the cortical shell, are obtained by fitting a model to the experimentally determined guided modes. The project aims at improving our knowledge on the propagating waves guided by the cortical bone. Two points will be particularly studied: the excitability of these waves, in order to optimize the signal-to-noise-ratio, and their sensitivity to the biomarkers, in order to improve the robustness and fiability of these biomarkers. This knowledge is expected to guide the analysis of ultrasonic clinical data.

Responsable du projet :