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Eine quantitative Methode zur Analyse dreidimensionaler Knochenvolumina
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Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Fragestellung
Aufwendige Bestimmungen der knöchernen Volumenparameter erfordern kosten- und zeitintensive histologische Schnitttechniken, die meist von verschiedenen Personen ausgewertet werden. Aus 3D-Auswerteverfahren, die auf Mikro-CT-Daten angewandt werden, können objektive, quantitative Aussagen über die Knochenmorphologie abgeleitet werden. Ein solches Auswerteschema wurde auf Störgrößen und Präzision der Ergebnisse getestet.
Methoden
Ein isotroper Gitterwürfel der Kantenlänge 5 cm, bestehend aus 16x16x16 quadratischen Gitterstäben (1mm²), wurde mittels rapid-prototyping hergestellt und tomographiert. In den 3D-Mikro-CT-Daten betrug die Voxelkantenlänge 90µm. Die Segmentierung und Auswertung des Datensatzes erfolgte mittels eines modifizierten Algorithmus nach Simmons/Hipp. Die Radien des kugelförmigen Auswertevolumens wurden stufenweise verkleinert und dabei die Knochenparameter bone-volume/total-volume (BV/TV) und trabecular-number (TbN) berechnet. Die Testkugeln wurden im Tomogramm schrittweise verschoben und die Auswirkungen auf die Parameter BV/TV und TbN sowie die Präzision erfasst. Eine ANOVA sicherte statistische Unterschiede.
Ergebnisse
Die Zunahme des Kugelradius führt zu einer Abnahme der Parameterwerte BV/TV (0,278 auf 0,143) und TbN (0,372 auf 0,212). Kleine Kugelradien wirken sich sig. (p<0,005) störender auf die Parameter BV/TV und TbN, als große Kugelradien. Die Präzision der Methode wurde mit 0,35% (TbN) und 0,01% (BV/TV) bestimmt.
Schlussfolgerungen
Die Studie zeigt eine stabile, neue Methode mit hoher Präzision zur objektiveren Auswertung von 3D-Knochenvolumen.