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DOI: 10.1055/s-2006-940665
DXA des Hüftgelenkes: Verbesserte Vorhersage des Frakturrisikos durch topologische Analyse der Grauwertverteilung klinischer DXA-Scans des proximalen Femurs
Ziele: Wir stellen einen Postprocessing-Algorithmus vor, welcher – basierend auf der topologischen Grauwertanalyse klinischer DXA-Scans der Hüfte – zu einer verbesserten Vorhersage des Frakturrisikos im Bereich des proximalen Femurs post-menopausaler Patientinnen erlaubt. Das neuartige Verfahren wird hinsichtlich Frakturvorhersage mit der konventionellen Densitometrie verglichen. Methode: DXA-Scans der Hüfte von 24 postmenopausalen Patientinnen (Alter 67+/-5 Jahre), bei denen in sieben Fällen eine Fraktur des kontralateralen proximalen Femurs vorlag, wurden mit einem Postprocessing-Algorithmus basierend auf den Minkowski-Funktionalen (MF) in 2D zur topologischen Analyse der Grauwert- bzw. Kalksalzdichteverteilung ausgewertet. Mit einem optimierenden integrativen Filterverfahrens („Sliding Windows“) wurde eine skalare Größe (MF_SW) aus der Spektraldarstellung der MF jedes Bilddatensatzes extrahiert und in Beziehung zur Diagnose gesetzt. Wir verwendeten die ROC-Analyse zur Erfassung der prädiktiven Wertigkeit unseres Verfahrens hinsichtlich korrekter Differenzierung zwischen Patientinnen mit/ohne Hüftfraktur und verglichen das Resultat mit dem T-Wert der Knochendichte. Ergebnis: Der mittlere T-Wert der Patientinnen mit Fraktur des Schenkelhalses lag bei -3.3+/-1.0 (-5.2 bis -1), in der Gruppe ohne Fraktur bei 0.7+/-1.2 (-3.0 bis 2.5). Der topologische Parameter MF_SW ergab für die Frakturgruppe 28.5+/-7.2, für die Patienten ohne Fraktur -70+/-12.5. Die Auswertung der prädiktiven Wertigkeit des T-Wertes hinsichtlich eines Frakturereignisses in der ROC-Analyse ergab eine Fläche unter der Kurve (AUC) von 0.85, der AUC-Wert unserer Methode lag bei 0.93. Schlussfolgerung: Das von uns vorgestellte Postprocessing-Verfahren basierend auf der topologischen Analyse der Grauwertverteilung auf DXA-Scans des Hüftgelenkes mittels Minkowski-Funktionalen in 2D ist gut geeignet, das Risiko einer Fraktur des proximalen Femurs abzuschätzen. Seine prädiktive Wertigkeit übertrifft die Vorhersage des Frakturrisikos durch die konventionelle Densitometrie.
Korrespondierender Autor: Böhm HF
LMU, Radiologie, Marchionini Str. 15, 81377 München
E-Mail: holger.boehm@med.uni-muenchen.de
Key words
Hüft-DXA - Minkowski Funktionale - Frakturvorhersage in-vivo