Blut, Muskeln und Leber: Bias-Kompensation der Kontrastmittelverstärkung in der quantitativen Computertomographie im Kontext der Osteoporose

Einleitung Patientenscreenings basierend auf bestehenden CT-Aufnahmen mit dem Zweck der Abschätzung der Knochenmineraldichte konnten bisher nur auf nativen Aufnahmen vorgenommen werden, da Jod-basiertes Kontrastmittel die Messung der Knochenmineraldichte beeinflusst. Die Schätzung des Jodgehaltes in Blut, Muskeln und Leber wurde hinsichtlich der Kompensation der erhöhten Dichtewerte untersucht. Hierbei kann der dem Jod zuzuschreibende Bias der Knochenmineraldichte direkt aus dem abgeschätzten Jodgehalt bestimmt werden.

Methode 39 Patienten bekamen im Rahmen klinischer Routine (aus anderen Gründen als die der Knochenmineraldichtebestimmung) CT-Untersuchungen in nativer, arterieller und portaler Phase (Revolution EVO, GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA; Imeron 350, Bracco Imaging, Konstanz, Deutschland). Ein neuer Prototyp der Software CliniQCT (Mindways Software, Austin, TX, USA) erlaubte anhand eines Ansatzes aus dem Bereich der Basismaterialdekomposition die Schätzung des Jodgehaltes in Blut, Muskeln und Leber. Generalisierte Additive Modelle (GAMs) modellierten sowohl lineare als auch nichtlineare Effekte der Dynamik des Jodgehaltes in einem gemeinsamen Modell arterieller und portaler Daten.

Ergebnisse In dem kombinierten Modell (Jodgehalt von Blut, Muskeln und Leber), das einen Restfehler von 3,7 mg/ccm Knochenmineraldichte aufwies, zeigte nur die Leber einen signifikanten Beitrag (p < 7,8E-12), während der Jodgehalt von Aorta und Muskel keinen signifikanten Beitrag leisteten. Der Restfehler eines nur auf den Daten der Leber basierenden Modells (signifikanter Beitrag mit p < 2E-16) lag bei ebenfalls 3,7 mg/ccm, während das nur auf Daten der Aorta basierende Modell (signifikanter Beitrag mit p < 1,1E-9) einen Restfehler von 5,4 mg/ccm Standardabweichung zeigte.

Diskussion Die Dichtewerte in Leber und Aorta eignen sich unter Verwendung eines Ansatzes aus der Theorie der Basismaterialdekomposition zur Abschätzung des Jodgehaltes im Knochengewebe. Der Jodgehalt erlaubt die Kompensation des ensprechenden Jod-induzierten Bias und damit eine Korrektur der Knochenmineraldichtebestimmung. Hierbei werden der Leber die besten Ergebnisse zugeordnet, was den Restfehler der Knochenmineraldichtebestimmung angeht. Ein Restfehler von 3,7 mg/ccm liegt damit über, aber in Reichweite üblicher Präzision von QCT-basierten Knochendichteanalysen. Dieses Ergebnis eröffnet grundsätzlich die Möglichkeit, Analysen der Knochenmineraldichtebestimmung anhand bereits bestehender CT-Messungen im Sinne eines Screenings nicht nur an nativen, sondern auch kontrastmittelverstärkten CT-Untersuchungen durchzuführen. Damit lässt sich ein weitreichendes Screening von Patienten ohne zusätzliche Applikation von Röntgenstrahlen und entsprechender Dosis etablieren. Eine Ausweitung der Studie über CTs anderer Hersteller sowie Jod-basierten Kontrastmitteln anderer Hersteller ist notwendig.

Keywords Knochendichte, Kontrastmittel, Screening, Osteoporose

Korrespondenzadresse Wolfram Timm, Mindways Software, Inc., Am Germaniahafen 1, 24143 Kiel, Deutschland

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Abb. 1

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Article published online:
05 March 2021