Dosisreduktion bei CT-basierter Knochendichtemessung und Mikrostruktur-Analyse: Effekte der Niedrigdosis-Simulation und des Sparse-Samplings

Zielsetzung:

Es sollte untersucht werden, ob anhand von Knochendichte-Messungen (BMD) und Mikrostruktur-Analysen des trabekulären Knochens nach simulierter Dosisreduktion und Sparse-Sampling in Kombination mit statistischer iterativer Rekonstruktion (SIR) weiterhin zwischen Patienten mit und ohne Wirbelkörperfrakturen unterschieden werden kann.

Material und Methodik:

In Thorax-/Abdomen CTs, die in der klinischen Routine bei 12 Patienten mit osteoporotischen Wirbelkörperfrakturen sowie 12 Patienten ohne Frakturen, paarweise zugeordnet nach Alter und Geschlecht, angefertigt worden waren, wurden durch virtuell reduzierte Röhrenstrom (10, 25 und 50% des ursprünglichen Röhrenstroms) und durch Sparse-Sampling (10, 25 und 50% der ursprünglichen Projektionen) niedrigere Strahlendosen simuliert. BMD und Mikrostruktur-Parameter (u.a. Knochenvolumenfraktion und trabekuläre Dicke) wurden für BWK10 bis LWK5 aus den mittels SIR rekonstruierten Bilddaten berechnet.

Ergebnisse:

Die effektive Dosis der Original-Untersuchung war 10 mSv; und jeweils 5, 3, 1 mSv für die 50, 25 und 10% Sparse-Samplings sowie virtuell reduzierten Röhrenstrom. Sämtliche BMD-Messungen basierend auf den verschiedenen virtuellen Dosisreduktionen und Sparse-Samplings waren signifikant niedriger in Patienten mit Frakturen verglichen mit Patienten ohne Frakturen (Spannweite: 89 – 110 vs. 125 – 187 mg/ml; jeweils P < 0.003). Analog dazu waren die Knochenvolumenfraktion (0.31 – 0.47 vs. 0.50 – 0.52, jeweils P < 0.004) und trabekuläre Dicke (1.1 – 1.3 vs. 1.7 – 2.4 mm; jeweils P < 0.011) in Patienten mit Frakturen durchweg signifikant niedriger.

Schlussfolgerungen:

Nach simulierter Dosisreduktion und Sparse-Sampling von CT-Untersuchungen unterschieden sich BMD-Messungen und Mikrostruktur-Analysen in Patienten mit und ohne Wirbelkörperfrakturen weiterhin signifikant voneinander. Damit erscheint CT-basierte Osteoporose-Diagnostik auch anhand von Niedrigdosis-Protokollen möglich.