Beurteilung des kortikalen Knochens mit ultraschallgeführten Wellen: Auf dem Weg zu einer robusten klinischen Messung (BDATChile)

Osteoporose ist eine Skeletterkrankung, die zu Knochenbrüchigkeit führt und das Risiko von Knochenbrüchen erhöht. Sie stellt nach wie vor weltweit ein großes Gesundheitsproblem dar. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, schwere Frakturen zu verhindern, die zu einer erhöhten Mortalität und erheblichen Morbidität führen. Bei Patienten mit einem Risiko für Frakturen wird derzeit mithilfe der Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA) festgestellt, dass sie an Osteoporose leiden. Dabei wird die Flächen- oder projizierte Knochenmineraldichte (aBMD g.cm-2) ermittelt. In Chile ist die Häufigkeit von Hüftfrakturen der internationalen Inzidenz sehr ähnlich. Aufgrund des demografischen und epidemiologischen Wandels wird erwartet, dass die Zahl der Hüftfrakturen bei Patienten über 50 Jahren ohne angemessene präventive und/oder therapeutische Maßnahmen von etwa 6.500 (2007) auf 30.000 (2050) stark ansteigen wird.

Auch wenn DXA nach wie vor der aktuelle Goldstandard ist, ist es aufgrund der Schwierigkeit, einen Schwellenwert in der BMD-Verteilung für die Osteoporosediagnose festzulegen, begrenzt. Darüber hinaus sind einige Erkrankungen (chronische Nierenerkrankung, Diabetes) oder Medikamente (Glukokortikoide) mit einem erhöhten Frakturrisiko verbunden, ohne dass die BMD abnimmt. Quantitativer Ultraschall (QUS) bietet die Vorteile der Tragbarkeit, der geringen Kosten, der Abwesenheit von Strahlung und der Notwendigkeit eines Röntgentechnikers oder eines bestimmten Raums und reagiert empfindlich auf sowohl die Elastizität als auch die Geometrie des von den Wellen erkundeten Mediums. Unter den QUS-Techniken ist die axiale Übertragung (AT) eine Technik, bei der Wandler entlang der Knochenachse ausgerichtet werden. Gemessene, mit Ultraschall geführte Wellen, verbunden mit einem geeigneten Wellenleitermodell, haben das Potenzial, Schätzungen von Material- und/oder geometrischen kortikalen Eigenschaften zu liefern. Eine kombinierte In-vivo-Schätzung sowohl der kortikalen Dicke als auch der Porosität wurde mithilfe der bidirektionalen axialen Übertragung (BDAT) vorgeschlagen. Die BDAT-Messung wurde kürzlich an Ex-vivo-Proben (Radius und Tibia) validiert und in einer klinischen Pilotstudie getestet, in der sich herausstellte, dass die am distalen Radius gemessene kortikale Porosität bei Frakturen mit geringem Trauma im Vergleich zu DXA diskriminierend ist. Kortikale Porosität wird zunehmend als Hauptursache für Knochenbrüchigkeit angesehen.

Die diesem Projekt zugrunde liegende Hypothese besteht darin, dass (1) es möglich ist, mit einem verbesserten BDAT-Gerät robuste und genaue Schätzungen der kortikalen Dicke und Porosität zu erhalten, und (2) diese Schätzungen im Zusammenhang mit Osteoporose bei älteren Menschen von klinischem Interesse sind. Darüber hinaus werden neuartige Parameter getestet, die aus automatischen Klassifizierungstools gewonnen werden.