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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und
47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie

02. - 06.10.2006, Berlin

Zerstörungsfreie Analyse des Umbaus der subchondralen Grenzlamelle im Arthroseprozess des Hüfkopfes durch lichtmikroskopieäquivalente Bildgebung mittels farbkodiertem Diffraction- Enhanced- Imaging- CT (DEI-CT)

Meeting Abstract

  • A. Wagner - Lehrstuhl für Orthopädie der Universität Jena, Waldkrankenhaus Eisenberg, Eisenberg, Germany
  • M. Stoessel - mediso, Medical IT Solutions, Radiologische Praxis, Eisenberg, Dresden, Germany
  • P. Coan - medical beamline, ESRF Grenoble, France, Grenoble, France
  • J. Mollenhauer - Forschungsabteilung, Lehrstuhl für Orthopädie Eisenberg, Eisenberg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 70. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 92. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie und 47. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 02.-06.10.2006. Düsseldorf, Köln: German Medical Science; 2006. DocE.7.1-1100

Die elektronische Version dieses Artikels ist vollständig und ist verfügbar unter: http://www.egms.de/de/meetings/dgu2006/06dgu0150.shtml

Veröffentlicht: 28. September 2006

© 2006 Wagner et al.
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Gliederung

Text

Die Bildgebung in der Orthopädie stellt die Arthrose mit Hilfe konventioneller Techniken (Radiographie, CT, MRT) übertragen auf eine optische Darstellung im Auflösungsbereich des unbewaffneten Auges dar. Wir sehen in der Bildgebung der knöchernen Gelenkanteile wie auch makroskopisch im Rahmen der Gelenkchirurgie Osteophyten, Knochenzysten, Deformierungen und Sklerosen als Zeichen des Arthroseprozesses. Der mikroskopische Aspekt dieses Prozesses bleibt jedoch der konventionellen Bildgebung und dem bloßen Auge verborgen.

Die zerstörungsfreie lichtmikroskopieäquivalente Bildgebung erfordert ein hochauflösendes Bildgebungsverfahren. Es stellt sich die Frage, ob das DEI-CT als Verfahren optimierter Radiographie mittels selektiver Aufzeichnung von ausgewählten am Objekt gebrochenen Röntgenstrahlen definierter Wellenlänge Aussagen über mikroskopische Veränderungen im Arthroseprozess erlaubt.

Methode: Die Untersuchungen erfolgten am Synchrotron in Grenoble. Dieses liefert eine hochenergetische Primärstrahlung, die es erlaubt, eine ausreichende Menge monochromatischen Röntgenlichtes aus dem Spektrum an Wellenlängen herauszufiltern. Dieses Röntgenlicht durchstrahlt nach Passage eines Siliziumkristalls als sekundärem Monochromator das Untersuchungsobjekt (menschlicher Hüftkopf). Die Bilddetektion erfolgt durch Aufzeichnung der in einem definierten Winkel gebrochenen Röntgenstrahlen durch Selektion dieser Strahlung mittels Analysator-(Silizium-) kristall (Diffraction- Enhanced- Imaging (DEI)). Der Bildanalyse stehen die Einzelbilder sowie das berechnete „Refraktionsbild“ und das farbkodierte Brechungsbild zur Verfügung. Es erfolgte die Aufzeichnung der Projektionsbilder sowie des DEI-CT`s. Zusätzlich erfolgte die vergleichende Bildgebung mittels Röntgen, konventionellem CT und MRT. Zur Korrelation mit dem morphologischen Befund erfolgte die histologische Aufarbeitung der Gewebeproben.

Ergebnisse: Die DEI-Projektionsbilder der knöchernen Anteile eines arthrotischen Hüftkopfes liefern auf Grund des Überlagerungseffektes Aufnahmen, die dem konventionellen Röntgenbild vergleichbar sind. Demgegenüber stellt das DEI-CT eine dem lichtmikroskopischen Bild vergleichbare Auflösung der Kochenfeinstruktur dar. Dies erlaubt eine Analyse der Veränderungen der Grenzlamelle im Arthroseprozess. Sichtbar sind intrakartilaginäre Osteophytenbildungen mit Anschluss zu der im Umbau befindlichen Grenzlamelle, die Entsehung einer osteophytären „Neo“-grenzlamelle bei gleichzeitigem Abbau der originären Grenzlamelle sowie Veränderungen der sublamellären Spongiosarchitektur. Eine vergleichbar hochauflösende Bildgebung des Arthroseprozesses gelingt weder mit dem konventionellen CT noch mit dem MRT.

Schlussfolgerung: Das DEI-CT erlaubt eine zerstörungsfreie Analyse der knöchernen Veränderungen im Arthroseprozess. Diese hochauflösende Bildgebung eröffnet damit prinzipiell auch die Möglichkeit der Untersuchung der Arthrose im zeitlichen Verlauf auf lichtmikroskopischer Ebene.