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Multidirectional Optical Bone Densitometry Using a Simulation-Based Machine Learning Model: Experimental Validation with Bone Phantoms

delete2026-07-02
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OA
AI
S
Shigeo Tanaka *
K
Kaito Yoshikawa
DOI:10.1007/s10439-026-04258-8delete
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摘要

摘要

En 中文
虽然基于模拟最初提出的多方向光学骨密度测定方法已被先前报道,但其实验验证尚未得到证实。本研究通过使用骨仿体验证了该方法。这些仿体由英特拉利普、琼脂糖和牛皮质骨碎片制成。通过改变皮质骨碎片的比例,制备了不同骨密度的仿体。波长为850 nm的近红外激光从三个方向照射在仿体上,并记录了仿体表面上产生的背向、侧向和前向光强分布。从这些分布中提取方向光强值,用作模拟机器学习模型的特征以预测骨密度。预测骨密度与参考骨密度之间的线性回归得到r2为0.85。这些发现证明了所提出方法在概念验证层面的可行性,并为未来光学骨密度评估方法的发展提供了可能的方向。
Keyword:
Bone mineral density
Optical bone densitometry
Machine learning
Simulation
Osteoporosis screening

期刊

Annals of Biomedical Engineering 封面图
Annals of Biomedical Engineering
IF:
5.4
论文数:
6.3K
被引数:
1.4W

机构

I
Institute of Science and Engineering
学者数:
22
论文数: 15
被引数: 0
G
Graduate School of Natural Science and Technology
学者数:
27
论文数: 15
被引数: 0
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Light scattering in lntralipid-10% in the wavelength range of 400–1100 nm
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