Zusammenfassung
Altersbedingte Osteoporose erhöht des Frakturrisiko. Übliche Diagnoseverfahren basieren
auf DXA. Leider sind diese ungenau und erklären oft nicht die Effekte von Behandlungen.
Eine neue Methode zur Bestimmung der Knochenfestigkeit beginnt derzeit, sich zu etablieren
– die Finite-Elemente-Methode (FEM). Diese universelle, im Bereich der Technik weit
verbreitete, Methode erlaubt es, die Diagnose und den Behandlungserfolg besser vorauszusagen
als DXA. CT-basierende FEModelle sind stark von der Bildauflösung abhängig. In diesem
Überblicksartikel werden drei unterschiedliche Modelltypen (μCT, HRpQCT, QCT) vorgestellt
und die Ergebnisse von densitometrischen und FE-Analysen verglichen. Dabei waren die
FE-Ergebnisse den densitometrischen immer überlegen. Darüber hinaus erlaubt die FEM
die Angabe eines biomechanischen Frakturrisikos. Dieser Vorteil der FE-Methode muss
jedoch im Licht der höheren Röntgendosen und Betriebskosten der CT-Bildgebung betrachtet
werden. Zukünftig wird die FE-Methode klinisch eine weite Verbreitung finden – die
Frage ist nur wann und wie!
Summary
Osteoporosis leads to higher bone fracture risk and is diagnosed by DXA. Unfortunately,
DXA is not a perfect surrogate of bone strength and can often not explain the effect
of pharmacological treatment. Currently a new methodology to determine bone strength
becomes established: the Finite element method (FEM). This universal, widely accepted
engineering method allows to diagnose bone fragility and the effect of treatment better
than DXA and QCT. The CT-based FE models depend highly on image resolution. In this
review, three types of models are presented (μCT, HR-pQCT, QCT) and the results of
densitometric and FEM results are compared. In these cases, the FE results were always
superior to densitometric ones. In addition, FE allows to determine a biomechanical
fracture risk. Nevertheless, this advantage of FEM needs to be considered in the light
of higher x-ray dose and service costs associated with CT imaging. In the future,
FEM will be widely applied in the clinics, the question is only when and how!
Keywords
Osteoporosis - Finite element method - bone strength
Schlüsselwörter
Osteoporose - Finite-Elemente-Methode - Knochenfestigkeit