Diagnostische Genauigkeit von phantomfreier Dual-Energy CT-basierter volumetrischer Knochendichtebestimmung der Lendenwirbelsäule im Vergleich zu CT Hounsfield-Unit-Messungen

Zielsetzung:

Bewertung der diagnostischen Genauigkeit von phantomfreier Dual-Energy Computertomografie (CT)-basierter Knochendichte (BMD)-Bestimmung der Lendenwirbelsäule im Vergleich zu Hounsfield-Unit (HU)-Messungen.

Material und Methoden:

200 Lendenwirbelkörper von 53 Patienten, bei denen Dual-Source Dual-Energy CT der 3. Generation und Dual-Röntgen-Absorptiometrie (DXA)-Untersuchungen im Intervall von maximal 7 Tagen durchgeführt wurden, wurden retrospektiv analysiert. Mittels Dual-Energy CT-basierter Postprocessingsoftware, welche eine frei drehbare, farbkodierte dreidimensionale Visualisierung der trabekulären BMD-Verteilung mittels Drei-Material-Zerlegung ermöglicht, wurde die Knochendichte volumetrisch bestimmt. Darüber hinaus wurden HU-Messungen (pro Wirbelkörper fünf zirkuläre trabekuläre regions of interest) anhand von Standardknochenrekonstruktionen durchgeführt. Der DXA-T-Score stellte den Referenzstandard für die Osteoporosediagnostik dar. Sensitivität, Spezifizität und die area under the curve (AUC) waren primäre Messgrößen für die diagnostische Genauigkeit.

Ergebnisse:

DXA ergab 92 osteoporotische Lendenwirbelkörper. Ein Dual-Energy CT-basierter BMD-Cut-off-Wert von 92 mg/cm³ erreichte eine Sensitivität von 99% (Spezifität 92%) für die Detektion der Osteoporose. Bei 93% der Wirbelkörper unterhalb dieser Schwelle diagnostizierte DXA eine Osteopenie/Osteoporose, bei 80% oberhalb des Schwellenwerts zeigte DXA eine normale BMD. Ein HU-Cut-off-Wert von 157 HU erreichte eine Sensitivität von 71% (Spezifität 66%) für die Detektion der Osteoporose. Bei 73% der Wirbelkörper unterhalb dieser Schwelle diagnostizierte DXA eine Osteopenie/Osteoporose, bei 41% oberhalb des Schwellenwerts zeigte DXA eine normale BMD. Die AUC betrug 0,95 (phantomfreie Dual-Energy CT) und 0,75 (HU-basierte Analyse).

Schlussfolgerungen:

Ein phantomfreier Dual-Energy CT Postprocessing-Algorithmus zur volumetrischen BMD-Bestimmung der Lendenwirbelsäule ist HU-Messungen hinsichtlich der diagnostischen Genauigkeit für die Osteoporosediagnostik überlegen.