Experimentelle Untersuchungen zur Genauigkeit der Mineralsalzgehaltsbestimmung spongiöser Knochen mit Hilfe der quantitativen CT (Einenergiemessung)

Zusammenfassung

Unter Simulation der Meßbedingungen im LWS-Bereich mit Hilfe eines Körperphantoms wurden bei 42 Lendenwirbelkörpern und 30 Fersenbeinen Mineralsalzgehaltsmessungen mit der quantitativen CT durchgeführt und die gemessenen Knochenbereiche anschließend mit einer Methode der Naßveraschung auf ihren Kalzium- und Fettgehalt chemisch analysiert. Die Mineralsalzäquivalentkonzentrationen (bezogen auf ein Kalibrierungssystem wäßriger K₂HPO₄-Lösungen) zeigten gute Korrelationen zum Kalziumgehalt (r = 0,963 für die Lendenwirbelkörper und r = 0,94 für die Fersenbeine). Eine systematische Unterschätzung des Mineralsalzgehalts bei der Einenergie-CT-Messung wird durch den Fettgehalt des Knochenmarks hervorgerufen. Die experimentellen Befunde können mit Hilfe eines Dreikomponentenmodells des spongiösen Knochens (ideale Mischung von Mineral, Fett und fettfreiem Bindegewebe) quantitativ in befriedigender Weise beschrieben werden.

Summary

The mineral content of 42 lumbar vertebral bodies (using a phantom to simulate living conditions) and of 30 calcanea was measured by quantitative CT. The bones were subsequently ashed and the calcium and fat content determined chemically. The mineral concentration (calibrated against a K₂HPO₄ solution) showed good correlation with the calcium content (for the lumbar vertebrae, r = 0.963 and for the calcanea r = 0.94. The fat content of the bone marrow leads to a systematic underestimation of the mineral content, if one uses single energy CT measurements. The experimental findings can be satisfactorily treated in a quantitative way with the help of a model which contains the three components of spongey bone (mineral, fat and fat-free connective tissue).