Zusammenfassung
Quantitativer Ultraschall (QUS) zur Knochendiagnostik hat sich in den letzten
Jahren fundamental weiterentwickelt. Systeme der ersten Generation waren meist
nicht-bildgebend und nutzten Parameter wie die Schallgeschwindigkeit (SOS) und
die breitbandige Ultraschalldämpfung (BUA) zur Abschätzung von Osteoporose und
Frakturrisiko. Neuere Verfahren setzen auf bildgeführte, multiparametrische
Analysen. Die Radiofrequenz-Echografische Multi-Spektrometrie (REMS) nutzt
erstmals medizinische Bildgebung zur spektral basierten Abschätzung der
Knochenmineraldichte an Wirbelsäule und Femur. Die axiale Transmission verwendet
geführte Ultraschallwellen zur Bestimmung der kortikalen Dicke und Porosität.
Beide Methoden zeigen in Studien eine vergleichbare oder bessere
Frakturdiskriminierung als DXA. Die kortikale Rückstreuanalyse (CortBS) und die
multifokale Bildgebung (MultiFocus) bilden eine neue Generation der
dreidimensionalen QUS-Bildgebung (3D-QUSIB). CortBS analysiert die
mikrostrukturellen und viskoelastischen Eigenschaften des kortikalen Knochens
durch spektrale Rückstreuanalyse. MultiFocus korrigiert Schallbrechungseffekte
zur Bestimmung der kortikalen Dicke und Schallgeschwindigkeit. Durch
multidirektionale 3D-Scans und spektrale Analysen werden intrakortikale
Porengrößen bis zu 20 µm quantifiziert. Erste Studien zeigen, dass 3D-QUSIB
vertebrale und nichtvertebrale Frakturen besser differenziert als DXA. Die
vergleichende Betrachtung verschiedener Methoden unterstreicht das Potenzial
dieser Technologie für eine präzisere Frakturprognose und das klinische
Management metabolischer Knochenerkrankungen.
Abstract
Quantitative ultrasound (QUS) for bone diagnostics has advanced significantly in
recent years. First-generation systems were mostly non-imaging and relied on
parameters such as speed of sound (SOS) and broadband ultrasound attenuation
(BUA) to assess osteoporosis and fracture risk. Newer methods employ
image-guided, multiparametric analyses. Radiofrequency Echographic
Multi-Spectrometry (REMS) was the first to use ultrasound medical imaging for
spectral-based estimation of bone mineral density (BMD) at the spine and femur.
Axial transmission utilizes guided ultrasound waves to determine cortical
thickness and porosity. Both methods have shown comparable or superior fracture
discrimination compared to DXA in studies. Cortical backscatter analysis
(CortBS) and multifocal imaging (MultiFocus) represent a new generation of
three-dimensional QUS imaging (3D-QUSIB). CortBS analyzes the microstructural
and viscoelastic properties of cortical bone through spectral backscatter
analysis. MultiFocus corrects for refraction effects to determine cortical
thickness and sound velocity. Multidirectional 3D scans and spectral analyses
allow quantification of intracortical pore sizes down to 20 µm. Early studies
indicate that 3D-QUSIB differentiates vertebral and non-vertebral fractures more
effectively than DXA. The comparative evaluation of different methods highlights
the potential of this technology for more precise fracture prediction and
improved clinical management of metabolic bone diseases.
Schlüsselwörter
Knochen - Ultraschall - Frakturdiskriminierung - Bildgebung
Keywords
Bone - Ultrasound - Fracture discrimination - Imaging