Mechanisches Versagen thorakaler und lumbaler Wirbelkörper älterer Menschen - Vorhersage mittels Zwei-Energie Röntgenabsorptiometrie (DXA)

Osteoporotische Wirbelkörperfrakturen stellen ein großes
sozioökonomisches Gesundheitsproblem dar. Klinisch wird derzeit zur
Diagnosestellung der Osteoporose nach WHO-Empfehlung die lumbale
DXA-Messung hinzugezogen. Die osteoporotischen
Wirbelkörperfrakturen ereignen sich jedoch hauptsächlich in der
thorakalen Wirbelsäule und im thorakolumbalen Übergangsbereich.
Diese Areale sind jedoch der nicht-invasiven DXA-Messung aufgrund
von Überlagerung anderer knöcherner Strukturen nicht zugänglich. In
der vorliegenden Studie wurde die Hypothese untersucht, dass die
auf der DXA basierende Vorhersage der Versagenslasten in der
thorakalen Wirbelsäule durch a) die skelettale Heterogenität
zwischen der lumbalen und thorakalen Wirbelsäule und b) durch die
Artefakte bei der Bestimmung des lumbalen Knochenmineralgehaltes
beeinflusst wird. Hierzu wurden die Korrelationen zwischen den in-
und ex-situ erhobenen DXA-Parametern und den Versagenslasten bei
älteren Individuen untersucht. Insgesamt wurden die Wirbelsäulen
von 119 Präparate (76 Frauen, 82 ± 9 Jahre und 43 Männer, 77 ± 11
Jahre) untersucht. Nach der lumbalen DXA-Messung der Wirbelsäule
unter In-situ Bedingungen in anterior-posteriorer (AP) Projektion
erfolgte die Ex-situ – Messung in AP und in laterater Projektion.
Anschließend wurden in einem axialen Kompressionsversuch, nach der
Dreisegment-Methode, die Versagenslasten der
Brustwirbelkörpersegmente (BWK) 5–7, 9–11 und dem
Lendenwirbelkörpersegment (LWK) 2–4 bestimmt. Der
Korrelationskoeffizient zwischen den Versagenslasten der beiden
thorakalen Segmente betrug r = 0,85, die Versagenslasten der beiden
thorakalen Segmente korrelierte mit dem lumbalen Segment nur
moderat (BWK 6 vs. LWK 3 r = 0,61; BWK 10 vs. LWK 3 r = 0,68). Die
laterale Ex-situ – DXA-Messung erbrachte signifikant höhere
Korrelationen (p < 0,05) mit den Versagenslasten der lumbalen
Wirbelsäule als die In-situ – DXA-Messung in AP-Projektion (r =
0,85 vs. 0,71). Die Korrelationen der thorakalen Versagenslasten
mit der lateralen Ex-situ – DXA-Messung und der In-situ –
DXA-Messung in AP-Projektion waren jedoch gleich (r = 0,69 vs. 0,67
für BWK 10 und r = 0,61 vs. 0,65 für BWK 6). Diese Ergebnisse
demonstrieren eine substantielle Heterogenität der mechanischen
Kompetenz innerhalb der Wirbelsäule älterer Individuen. Das
mechanische Versagen der Lendenwirbelsäule kann am besten aus der
lateralen DXA-Messung an explantierten Knochen vorhergesagt werden,
somit scheint die lumbale In-situ – AP-Messung einer nicht
unbedeutenden Beeinflussung durch die posterioren Element zu
unterliegen, die die Vorhersagekraft der Messung reduzieren. Für
die Vorhersage der Versagenslasten in der thorakalen Wirbelsäule
und den thorakolumbalen Übergangsbereich ist die klinische In-situ
– Messung der Lendenwirbelsäule in anterior-posteriorer Projektion
der Ex-situ – Messung in beiden Projektionen jedoch nicht
unterlegen. Somit scheint die lumbale In-situ – DXA in
anterior-posteriorer Projektion ein mechanisch bedingtes
Frakturrisiko für die thorakale und lumbale Wirbelsäule in gleicher
Weise vorhersagen zu können. Die Artefaktbeeinflussung der lumbalen
In-situ – AP-Messung scheint für die Vorhersage eines
Frakturrisikos in der thorakalen Wirbelsäule eine eher
untergeordnete Rolle zu spielen. Die klinische DXA-Messung der
Lendenwirbelsäule in anterior-posteriorer Projektion kann daher als
nicht-invasive Methode Aussagen über ein mögliches Frakturrisiko
treffen und dazu beitragen Risikopatienten zu diagnostizieren und
einer adäquaten, antiresorptiven Therapie zu unterziehen.