CT-Osteodensitometrie in unmittelbarer Umgebung von Hüftendoprothesen

 

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Zusammenfassung

Ziel: Untersucht wurde der Stellenwert der Metallartefaktreduktion bei der quantitativen Knochendichtebestimmung in der Umgebung von metallischen Implantaten. Methode: 10 Leichenfemora mit in vivo implantierten Hüftendoprothesen wurden in Abhängigkeit von der Schichtdicke, der Röhrenspannung, der Meßzeit und des Vergrößerungsfaktors computertomographisch untersucht. Die artefaktbelasteten Bilder wurden mit einem Programm zur Metallartefaktreduktion (MAR) nachbearbeitet. Nach Entfernung des Metallimplantates wurde die Knochenscheibe ohne störende Metallartefakte erneut untersucht. Dadurch war ein Vergleich der Messungen mit und ohne Implantat sowie vor und nach MAR möglich. Ergebnisse: Der Vergleich der Dichtemessung in der Versuchsgruppe ohne und mit Implantat vor MAR zeigte einen unerwarteten Korrelationskoeffizienten (KK) von r = 0,975 -0,977. Er stieg nach MAR auf r = 0,987-0,992 bei 125 kV und auf r = 0,989-0,991 bei 85 kV. Die Reproduzierbarkeit der Dichtemessungen hat für die Versuchsgruppen ohne Implantat und mit Implantat nach MAR einen Variationskoeffizienten (VK) von 1,16 % bzw. 0,75 %. Bei der manuellen ROI-Definition im Knochen liegt sie für die Dichtemessung bei einem VK = 2,19 %. Schlußfolgerung: Die Knochendichte kann in der Umgebung metallischer Implantate nach MAR verläßlich und reproduzierbar bestimmt werden.

Summary

Purpose: The value of metal artifact reduction in quantitative bone density determination in the vicinity of metallic implants was studied. Method: Ten cadaver femora with hip endoprostheses implanted intra vitam were examined in CT with varying slice thicknesses, tube voltage, scan time and magnification factor. The artifact-laden images were then processed using a metal artifact reduction programme (MAR). The metallic implant was removed, allowing the bone slices to be examined again with the same imaging parameters, but without the bothersome metal artifacts. This allowed comparison of bone density values obtained before and after application of MAR with data obtained after implant removal. Results: A comparison of the bone density measurements between the sample group without implants and the group with indwelling implants prior to MAR showed an unexpected correlation coefficient r = 0.975-0.977. The correlation coefficients after MAR rose to r = 0.987-0.992 in 125 kV and r = 0.989-0.991 in 85 kV modes. The reproducibility of the density measurements for the groups without implants and with implants following MAR showed variation coefficients (VC) of 1.16 % and 0.75 % respectively. The reproducibility of the manual definition of the region of interest (ROI) in bone showed a VC = 2.19 %. Conclusions: Bone density in the vicinity of metallic implants can be reliably and reproducibly determined using MAR.