In this review we summarise over 15 years of research and development around the prediction of whole bones strength from Computed Tomography data, with particular reference to the prediction of the risk of hip fracture in osteoporotic patients. We briefly discuss the theoretical background, and then provide a summary of the laboratory and clinical validation of these modelling technologies. We then discuss the three current clinical applications: in clinical research, in clinical trials, and in clinical practice. On average the strength predicted with finite element models (QCT-FE) based on computed tomography is 7% more accurate that that predicted with areal bone mineral density from Dual X-ray Absorptiometry (DXA-aBMD), the current standard of care, both in term of laboratory validation on cadaver bones and in terms of stratification accuracy on clinical cohorts of fractured and non-fractured women. This improved accuracy makes QCT-FE superior to DXA-aBMD in clinical research and in clinical trials, where the its use can cut in half the number of patients to be enrolled to get the same statistical power. For routine clinical use to decide who to treat with antiresorptive drugs, QCT-FE is more accurate but less cost-effective than DXA-aBMD, at least when the decision is on first line treatment like bisphosphonates. But the ability to predict skeletal strength from medical imaging is now opening a number of other applications, for example in paediatrics and oncology.

Dans cette revue, nous résumons plus de 15 ans de recherche et de développement autour de la prédiction de la résistance des os entiers à partir des données de la tomodensitométrie (CT), avec une référence particulière à la prédiction du risque de fracture de la hanche chez les patients ostéoporotiques. Nous discutons brièvement du contexte théorique, puis nous fournissons un résumé de la validation en laboratoire et clinique de ces technologies de modélisation. Nous discutons ensuite des trois applications cliniques actuelles : en recherche clinique, en essais cliniques et en pratique clinique. En moyenne, la force prévue par les modèles d’éléments finis (QCT-FE) basés sur la tomographie par ordinateur est 7 % plus précise que celle prévue par la densité minérale osseuse surfacique de l’absorbtiométrie biphotonique (DXA-aBMD), la norme clinique actuelle, tant en termes de validation en laboratoire sur les os de cadavres que de stratification sur des cohortes cliniques de femmes fracturées et non fracturées. Cette précision améliorée semble indiquer que la QCT-FE puisse être la supérieure à la DXA-aBMD en recherche clinique et dans les essais cliniques où son utilisation peut réduire de moitié le nombre de patients à recruter pour obtenir la même puissance statistique. Pour un usage clinique de routine afin de décider qui traiter avec des médicaments antirésorptifs, la QCT-FE est plus précise mais moins rentable que la DXA-aBMD, du moins lorsque la décision est sur le traitement de première ligne comme les bisphosphonates. Mais la capacité de prédire la résistance squelettique à partir de l’imagerie médicale ouvre maintenant un certain nombre d’autres applications, par exemple en pédiatrie et en oncologie.