Vorhersagekraft der Versagenslast des distalen Radius mit Mikro-Computertomographie und Zweienergie-Röntgen-Absorptiometrie
Beschreibung
vor 16 Jahren
Die Messung des BMD mit der DXA stellt die weitverbreitetste
Methode in der Osteoporosediagnostik zur Abschätzung des
Frakturrisikos dar. Zur Einschätzung der mechanischen Festigkeit
des distalen Radius sind jedoch verbesserte Methoden notwendig, um
zum frühest möglichen Zeitpunkt einen osteoporotisch bedingten
Knochenverlust zu erkennen und folgende Frakturen durch eine
adäquate Therapie zu verhindern. Ziel der vorliegenden Studie war
daher die Prüfung der Hypothese, dass quantitative Messungen der
Knochenmikrostruktur mit der Mikro-CT eine Verbesserung der
Vorhersagen der Bruchlasten des distalen Radius, verglichen mit der
Bestimmung der Knochenmasse alleine, ergeben. Das Untersuchungsgut
umfasste 130 Unterarme von Präparaten (66 Männer, Alter: 79,7±9,13;
64 Frauen, Alter 81,5± 8,94) aus 3 aufeinanderfolgenden
Präparierkursen der Jahre 2000 bis 2002 in der
Ludwig-Maximilian-Universität München. Die Unterarme der einen
Seite wurden mit der Zweienergie-Röntgen-Absorptiometrie (pDEXA;
Norland/ Stratec,, Pforzheim, Deutschland) sowohl an der distalen
Metaphyse (1 cm Länge; proximal des Articulatio radiocarpalis) als
auch am Schaft (1 cm Länge; bei ca. 33% der gesamten Knochenlänge)
gemessen. Die Mikro-CT Scans der kontralateralen Radii (2 mm
proximal des Gelenkspaltes) wurden an einem zylindrischen „Volume
Of Interest“ von 6 mm Durchmesser und 6 mm Länge durchgeführt. Im
Anschluss wurden die Versagenslasten der Radii in einer
Sturzsimulation (in 80% Pronation, 70% Dorsalflexion) mittels einer
Materialprüfmaschine (Firma Zwick, Zwick 1445, Ulm) ermittelt. Bei
der Analyse des gesamten Untersuchungsgutes (n=130) zeigt die ROI
„Distaler isolierter Radius ohne Ulna“ (bzw. Dist BMD R) die
höchste Korrelation (r=0,82) mit den mechanischen Versagenslasten.
Nach Ausschluss von 21 Radii, die kein radiologisch sichtbares
Zeichen einer Fraktur aufwiesen (n=109), ergab sich eine
Korrelation von r=0,85. Die Untergruppe der „Loco-Typico-Frakturen“
(n=79) wies eine Korrelation von 0,82 auf. Bei der Analyse der
Mikro-CT Parameter des gesamten Kollektives zeigte der BV/TV die
höchste Korrelation (r=0,49) mit den Versagenslasten. Den höchsten
Korrelationskoeffizienten (r=0,55) aller Mikro-CT Parameter
erreichte der BV/TV in der Untergruppe der radiologisch
identifizierten Frakturen. In der Untergruppe der
Loco-Typico-Frakturen wies der BV/TV einen
Korrelationskoeffizienten von r=0,43 auf. In multiplen
Regressionsanalysen konnte auf Basis der Mikro-CT keine
signifikante zusätzliche Information zu der mit der DXA möglichen
Vorhersage gewonnen werden. Die Befunde zeigen, dass auch bei
hochauflösender Messung mit Mikro-CT die μ-Struktur des
trabekulären Knochens von Biopsien der hier untersuchten Größe
keinen Informationsgewinn gegenüber der Knochenmasse in Bezug auf
die Strukturfestigkeit des distalen Radius ergibt. Eventuell
besteht klinisch daher keine so hohe Bedeutung der Bestimmung der
trabekulären μ-Struktur wie bisher angenommen.
Methode in der Osteoporosediagnostik zur Abschätzung des
Frakturrisikos dar. Zur Einschätzung der mechanischen Festigkeit
des distalen Radius sind jedoch verbesserte Methoden notwendig, um
zum frühest möglichen Zeitpunkt einen osteoporotisch bedingten
Knochenverlust zu erkennen und folgende Frakturen durch eine
adäquate Therapie zu verhindern. Ziel der vorliegenden Studie war
daher die Prüfung der Hypothese, dass quantitative Messungen der
Knochenmikrostruktur mit der Mikro-CT eine Verbesserung der
Vorhersagen der Bruchlasten des distalen Radius, verglichen mit der
Bestimmung der Knochenmasse alleine, ergeben. Das Untersuchungsgut
umfasste 130 Unterarme von Präparaten (66 Männer, Alter: 79,7±9,13;
64 Frauen, Alter 81,5± 8,94) aus 3 aufeinanderfolgenden
Präparierkursen der Jahre 2000 bis 2002 in der
Ludwig-Maximilian-Universität München. Die Unterarme der einen
Seite wurden mit der Zweienergie-Röntgen-Absorptiometrie (pDEXA;
Norland/ Stratec,, Pforzheim, Deutschland) sowohl an der distalen
Metaphyse (1 cm Länge; proximal des Articulatio radiocarpalis) als
auch am Schaft (1 cm Länge; bei ca. 33% der gesamten Knochenlänge)
gemessen. Die Mikro-CT Scans der kontralateralen Radii (2 mm
proximal des Gelenkspaltes) wurden an einem zylindrischen „Volume
Of Interest“ von 6 mm Durchmesser und 6 mm Länge durchgeführt. Im
Anschluss wurden die Versagenslasten der Radii in einer
Sturzsimulation (in 80% Pronation, 70% Dorsalflexion) mittels einer
Materialprüfmaschine (Firma Zwick, Zwick 1445, Ulm) ermittelt. Bei
der Analyse des gesamten Untersuchungsgutes (n=130) zeigt die ROI
„Distaler isolierter Radius ohne Ulna“ (bzw. Dist BMD R) die
höchste Korrelation (r=0,82) mit den mechanischen Versagenslasten.
Nach Ausschluss von 21 Radii, die kein radiologisch sichtbares
Zeichen einer Fraktur aufwiesen (n=109), ergab sich eine
Korrelation von r=0,85. Die Untergruppe der „Loco-Typico-Frakturen“
(n=79) wies eine Korrelation von 0,82 auf. Bei der Analyse der
Mikro-CT Parameter des gesamten Kollektives zeigte der BV/TV die
höchste Korrelation (r=0,49) mit den Versagenslasten. Den höchsten
Korrelationskoeffizienten (r=0,55) aller Mikro-CT Parameter
erreichte der BV/TV in der Untergruppe der radiologisch
identifizierten Frakturen. In der Untergruppe der
Loco-Typico-Frakturen wies der BV/TV einen
Korrelationskoeffizienten von r=0,43 auf. In multiplen
Regressionsanalysen konnte auf Basis der Mikro-CT keine
signifikante zusätzliche Information zu der mit der DXA möglichen
Vorhersage gewonnen werden. Die Befunde zeigen, dass auch bei
hochauflösender Messung mit Mikro-CT die μ-Struktur des
trabekulären Knochens von Biopsien der hier untersuchten Größe
keinen Informationsgewinn gegenüber der Knochenmasse in Bezug auf
die Strukturfestigkeit des distalen Radius ergibt. Eventuell
besteht klinisch daher keine so hohe Bedeutung der Bestimmung der
trabekulären μ-Struktur wie bisher angenommen.
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