Genauigkeit der volumetrischen trabekulären Knochendichtebestimmung mittels Dual-Source Dual-Energy CT: Prospektive Phantomstudie und Vergleich mit der QCT

Zielsetzung Evaluation der Genauigkeit der volumetrischen Dual-Energy Computertomografie (CT)-basierten Knochendichte (BMD)-Bestimmung des trabekulären Knochens im Vergleich zur Quantitativen Computertomografie (QCT).

Material und Methoden Im Rahmen dieser prospektiven Studie wurde ein validiertes anthropomorphes Wirbelsäulenphantom, welches aus drei Lendenwirbelkörperequivalenten (50, 100 und 200 mg/cm³ Calciumhydroxylapatit (HA)-Konzentrationen) besteht, mittels Dual-Source Dual-Energy CT der 3. Generation, QCT und Dual-Röntgen-Absorptiometrie (DXA) gescannt. Für die Dual-Energy CT-basierte BMD-Bestimmung wurde dabei eine spezielle Postprocessingsoftware, welche mittels Drei-Material-Zerlegung und semi-manueller Definition des volume of interest (VOI) eine volumetrische BMD-Messung isoliert des trabekulären Knochens ermöglicht, angewendet. Scans aller drei Modalitäten sowie die BMD-Messungen pro Wirbelkörper wurden dreifach wiederholt und BMD-Mittelwerte bestimmt. Die Genauigkeit der Dual-Energy CT- und QCT-basierten BMD-Messungen wurde verglichen; zusätzlich wurden die kalkulierten BMD-Werte mit den DXA-Ergebnissen, welche den Referenzstandard für die BMD-Bestimmung entsprechend der WHO darstellten, korreliert.

Ergebnisse Signifikant höhere Korrelationen zwischen gemessener und tatsächlicher HA-Konzentration fanden sich bei den Dual-Energy CT-Untersuchungen (r=0,98) verglichen mit den QCT-Scans (r=0,93; P<0,001). Die mittlere Messabweichung für alle Messungen betrug -2,8 ± 3,3 mg/cm³ (Dual-Energy CT) und –8,3 ± 9,5 mg/cm³ (QCT) (P<0,001). Es bestand eine signifikant höhere Korrelation zwischen Dual-Energy CT- und DXA-basierten BMD-Werten (r=0,99) verglichen mit der Korrelation zwischen BMD-Werten von QCT und DXA (r=0,96; P<0,001).

Schlußfolgerungen Die volumetrische BMD-Bestimmung des trabekulären Knochens mittels Dual-Energy CT-basierter Materialzerlegung erreicht eine signifikant höhere Genauigkeit sowie Korrelation mit Ergebnissen der DXA verglichen mit der QCT.