Die quantitative Bestimmung des Mineralgehaltes der Knochen aus dem Röntgenbild^*

Zusammenfassung

Die theoretischen Grundlagen eines Untersuchungsverfahrens zur Bestimmung der Konzentration der Kalksalze in der Volumeneinheit Knochengewebe werden dargelegt. Hierbei wird besonders auf die Probleme der Absorption und Streuung von Röntgenstrahlen in Stoffmischungen, der Elimination von Fehlern, die durch den Weichteilmantel der Knochen zustande kommen können, der Filmbearbeitung und Filmphotometrie eingegangen. Das verwendete Referenzsystem aus Hydroxylapatit und Kunstharz ist jederzeit exakt reproduzierbar, in seiner chemischen Zusammensetzung dem Knochen weitgehend ähnlich und somit in seinem physikalischen Verhalten gegenüber Röntgenstrahlen dem Knochen praktisch gleichwertig. Durch vergleichende röntgenologisch-photometrische und chemisch-analytische Untersuchungen des Kalksalzgehaltes pro Volumeneinheit Knochengewebe (Bestimmung des „Apatitwertes“) wird eine Abweichung der gewonnenen Werte — also ein methodischer Fehler — von maximal ± 10% gefunden. Neben röntgenologisch ermittelten Apatitwerten und chemisch-analytischen Untersuchungsergebnissen des Mineralgehaltes gesunder und kranker Knochen werden insbesondere die Abweichungen des Kalksalzgehaltes bei Osteopathien mitgeteilt.

Summary

The theoretical principles are discussed of a method of determining the concentration of bone mineral per unit volume bone tissue. In this connection the problems of absorption and scattering of X-rays in mixtures of substances are emphasized as well as the elimination of errors which arise from the organic material in bones, the processing of the film and film photometry. The comparison standard used consists of hydroxylapatite and plastic, it is always exactly reproducible, its chemical composition is very similar to that of bone and is thus equivalent to bone in its physical behaviour to X-rays. By comparing the photometric results obtained from radiographs with those of the chemical analysis of the mineral content per volume bone tissue (determination of the “apatite” value) a maximum deviation of the obtained values of ± 10 per cent was established (methodical error). Beside the discussion of the apatite values obtained from radiographs and the results of chemical determinations of the mineral content of healty and morbid bones the deviations of mineral content on cases of osteopathy are presented.

Résumé

Exposition des bases théoriques d'un procédé d'examen pour déterminer le taux en sels calciques par unité de volume du tissu osseux. Les auteurs étudient tout particulièrement les problèmes de l'absorption et de la diffraction des rayons X dans les corps formés de diverses substances, de la suppression des erreurs qui peuvent provenir des parties molles enveloppant l'os, du développement et de la photométrie du film. Le système de diffraction utilisé composé d'hydroxyle d'apatite et de résine artificielle peut être toujours exactement reproduit; sa composition chimique présente de grandes analogies avec celle de l'os et son comportement physique en présence des rayons X est pratiquement identique à celui de l'os. Des déterminations comparatives de radio-photométrie et de chimie analytique du taux de calcium par unité de volume du tissu osseux (détermination du taux de l'apatite) livrent des valeurs qui ne différent que de ± 10% — ce qui correspond à une erreur de méthode. Outre les valeurs de l'apatite obtenues par la radiologie et par les résultats des analyses chimiques de la teneur en sels minéraux de l'os sain et malade, les auteurs nous communiquent les variations des taux en sels de calcium dans les ostéopathies.

Resumen

Se describen las bases teóricas de un procedimiento de investigación para determinar la concentración de las sales de calcio en la unidad de volumen de tejido óseo. Se detallan en este sentido sobre todo los problemas de la absorción y dispersión de rayos Roentgen en cuerpos heterogéneos, la eliminación de factores de error condicionados por el manto de partes blandas del hueso, por la manipulación de la película y la fotometría del film. El sistema de referencia utilizado integrado por apatita hidroxílica y resina sintética puede ser reproducido exactamente en cualquier momento, siendo muy semejante a la composición química del hueso y, por lo tanto, en lo que respecta a su comportamiento físico frente a la radiación Roentgen, prácticamente igual a la del hueso. Recurriendo a exámenes comparativos roentgenológico-fotométricos y químico-analíticos del contenido en sales de calcio por volumen de unidad de tejido óseo (determinación del “valor en apatita”) se encuentra una desviación de los valores comprobados, es decir un error de método de un máximo de ± 10 por ciento. Fuera de los valores de apatita comprobados roentgenológicamente y de los resultados de la investigación químico-analítica del contenido mineral en huesos sanos y enfermos se describen, sobre todo, las variaciones de las sales de calcio en osteopatías.