Diskussion:Quantitative Computertomographie

Der Artikel scheint mir etwas einseitig die Vorteile der QCT herauszustellen. Warum benutzt den irgendjemand noch DXA? Hat QCT auch Nachteile? Wie ist der Zulassungsstatus der verschiedenen Methoden? Gibt es Endpunktstudien zur QCT (Korrelation mit Frakturhäufigkeit etc.) Ist irgendwie belegt, dass diese unbestreitbaren theoretischen Vorteile sich auch in einen klinischen Nutzen übersetzen? Welche Methodik wurde in den großen Osteoporose-Studien verwandt? Wie ist die Strahlenbelastung im Vergleich zu den anderen Methoden?

Versteht mich bitte nicht falsch, ich will QCT nicht schlechtreden. Aber der Artikel wirkt ein bisschen wie ein Werbeprospekt. Ungebeten 10:38, 24. Mär. 2007 (CET)

Hallo, Das Problem bei der Einstufung der Meßverfahren ist weniger eines der Meßverfahren selbst sondern vielmehr der dahinterstehenden Diagnostik bzw. der existierenden Leitlinien.

Zudem hat sich im bereich der Osteoporose über die Jahre leider ein Wirrwarr an physikalisch schlich falschen Bezeichnungen etabliert: Bestes Beispiel die sog. "Knochendichte" welche beim DXA Verfahren in mg/cm² (also Gewicht pro Fläche) angegeben wird - dies hätte bei jeder Physikklausur der 10. Klasse einen Punktabzug wegen falscher Einheiten gegeben. Dichte ist Masse pro Volumen (also mg/cm³) und nichts anderes. DXA Systeme messen also keine Dichte sondern Masse. Immerhin wurde dies mittlerweile eingesehen und man spricht dementsprechend mittlerweile von Peak Bone Mass als Zielgröße. Unabhängig davon ob diese Größe in den Leitlinien fest verankert ist oder nicht, macht sie aber nur bedingt sinn (dazu weiter unten mehr).

Im Bereich der QCT/pQCT Messungen hat sich zudem ein weiterer wenn auch nicht ganz so gravierender Fehler eingeschlichen: bei trabikulären Strukturen der Spongiosa wird ebenfalls von einer Dichte gesprochen und diese mit der Dichte des kortikalen Knochens vergleichen. Dichte ist jedoch im physikalischen Sinne eine Materialeigenschaft und somit unabhängig von der Geometrie. Knochen ist ein Verbundwerkstoff aus dem hochfesten Kalzium und dem flexiblen und zähen Kollagen (ganz ähnlich Stahlbeton). Abgesehen von Osteogenisi imperfecta und Osteomalazie ist das Verhältnis der beiden Materiealmengen im Knochen weitgehend konstant (übrigens auch im Vergleich zu anderen Säugetieren) und variiert nur im % bereich. Zumindest wenn man sich tatsächlich die Materialeigenschaften betrachtet. Dummerweise sind die Strukturen (Trabekel) in der Spongiosa aber so klein, daß sie von üblichen pQCT Systemen nicht aufgelöst werden - dementsprechend wird eine mittlere Dicht ermittelt (vergleichbar mit einer Dichtemessung die das gesamte Volumen eines Schwammes erfasst, und dies unabhängig davon, ob gerade eine Luftkammer oder das tatsächliche Schwammmaterial erfasst wurde). Diese apparente oder gemittelte "Knochendichte" im Berech der Spongiosa ist natürlich deutlich geringer als die der massiven Kortikalis, da sich in den nicht knöchernen Bereichen der Spongiosa Knochenmark (mit deutlich geringerer Dichte als Knochen) befindet. Nimmt also im Bereich der Spongiosa die "Knochendichte" ab, so verändert sich nicht etwa die Materialeigenschaft des Knochens sondern die Geometrie der seiner Anordnung - weniger Bälkchen befinden sich im selben Volumen, womit die mittlere / apparente Dichte abimmt, nicht aber die Dichte (also Materialeigenschaft) des eingesetzten Knochenmaterials. Nicht desto trotz hat diese Abnahme der apparenten Dichte einen entscheidenden Informationsgehalt für die Diagnostik (z.B. Nr.11). Um einer Verwirrung vorzubeugen, sollte man aber die Dinge beim richtigen Namen nennen - eine Geringere apparente Dichte in der Spongiosa bedeutet, daß massiv Struktur abgebaut wurde und somit eine massiv geringe Knochenfestigkeit vorliegt und eben nicht, daß das Knochenmaterial verändert wäre. Diese ungenau oder gar falsch eingesetzten Begriffe führen dazu, dass die zugrundeliegenden Mechanismen nur schwer erkannt und verstanden werden können.

Aus dieser Kombination mag sich der Anschein eines stark polarisierten Beitrages ergeben, dies liegt aber weniger an den Meßverfahren sondern eher an deren klinischem Einsatz. Es ist mir auch klar, dass diese Ausführungen bestehenden Leitlinien widersprechen, nicht desto trotz sind sie gut dokumentiert in zahlreichen Veröffentlichungen untermauert und zusammen mit der Harlold Frosts Mechanostat Theorem aus den 60er jahren physikalisch und mechanisch einsichtig. Kurz: Nur weil etwas in den Leitlinien steht muß es noch lange nicht der Weißheit letzter Schluß sein. Alternative Konzepte, die umfassen dokumentiert sind, die zudem noch erhebliche Erfolge verzeichnen, und eine Vielzahl von Fragestellungen basierend auf einem Modell erfolgreich beschreiben können müssen auch erwähnt werden.

Ich habe diese Diskussion bewusst nicht im Bereich Osteoporose oder Knochendichtemessung begonnen, da es hier unweigerlich zum Aufeinandertreffen zweier starrer Fronten käme: zum einen die, die den Leitlinien treu sind und sagen, wenn Das stimmt was Du sagst, warum wird es dann nicht in den Leitlinien, als vermeintlich letzte Instanz in Sahen Wahrheit umgesetzt, und zum anderen die die sagt, das neue Konzept ist vielen punkten der bestehenden Leitlinien überlegen. Deshalb habe ich bewusst Überschneidungen (zumindest als Diskussion innerhalb anderer Artikel) vermieden, wohl aber versucht das Gesamtkonzept objektiv und gut dokumentiert mit einer ganzen reiche von Artikeln (einige werden noch folgen) darzustellen. Ich denke die Artikel sind in sich schlüssig und erwähnen nur dokumentierte und nachgewiesene Punkte – ich denke aber das was dahinter steht, was ich im folgenden anreißen werde gehört eben eigentlich auf die Diskussionsseite.

Zurück zu Ihren eigentlichen Fragestellungen:

Zunächst die einfachen Antworten:

- Die Strahlendosis ist bei beiden Systemen mit etwa 1-2uSv vergleichbar und im Vergleich zu herkömmlichen Röntgeverfahren gering (Literaturverweis Nr. 11 im aktualisierten Artikel)

- Endpunktstudien bezüglich Fraktur existieren für pQCT mit sehr guten Ergebnissen (z.B. Nr. 8 und Nr. 10)

- dementsprechend ergibt sich auch die klinische Relevanz des Verfahrens (Nr. 6,7,8,9,10 usw.)

Ganz allgemein lässt sich zu den Fähigkeiten der beiden Systeme zudem folgendes sagen:

- DXA System eignen sich hervorragend zur Bestimmung der Knochenmasse bzw. zum Anteil von Knochen-, Muskel- und Fettgewebe im Köper (Körperzusammensetzung). Dies gilt vor allem für die Vermessung des Gesamtkörpers – bei gezielter Vermessung einzelner Körperpartien muss aber folgendes Berücksichtigt werden: gerade im Wirbelkörperbereich können teils erhebliche Meßfehler entstehen: Problem ist hierbei, daß nur zwei Meßwerte für drei Unbekannte zur Verfügung stehen - will man also eindeutig Fett-, Muskel- und Knochenmasse Trennen, so muss man gewisse Annahmen treffen - z.B. das sich das Verhältnis von Fett- zu Muskel-(bzw. übrigen)Gewebe direkt neben einem Wirbelkörper nicht unterscheidet zu dem Verhältnis unterhalb des Wirbelkörpers - das stimmt auch in der Regel, außer es treten lokale Konzentrationen von Fettgewebe unterhalb der Wirbelkörper auf - z.B. Fettgewebe, welches den Darm umgibt, dessen Position relativ zum Wirbelkörper sich zudem noch ändern kann. Dementsprechend ist die DXA Messung gerade im Wirbelkörperbereich mit einem erhöhten Meßfehler beaufschlagt, Nr. 19) DXA System können tatsächliche Knochendichte, 3-Diemnsionale Knochengeometrie und somit die mechanische Funktion des Knochens wenn dann nur ungenau bestimmen.

- QCT System eignen sich hervorragend zur Bestimmung von Knochendichte und 3-dimensionale Knochengeometrie und somit der mechanischen Eigenschaften des Knochens. Eine Bestimmung der Körperzusammensetzung ist jedoch immer nur lokal möglich. Aufgrund der geringen Meßquerschnitte insbesondere des pQCT Verfahrens können zudem i.d.R. auch keine Messungen am Schenkelhals oder den Wirbelkörpern durchgeführt werden (Um eine primäre Knochenerkrankung zu Diagnostizieren ist dies jedoch nicht unbedingt nötig, da sich eine solche im gesamten Köper, also auch in der Peripherie nachweisen läßt (Nr. 10, siehe auch weiter unten))

Nun zur komplexen Fragestellung die eng mit dem existenten Diagnostischen Vorgehen zusammenhängen:

Die Diskussion über Vor und Nachteile von DXA versus QCT ist wie schon gesagt eigentlich eine Diskussion über die dahinterliegenden diagnostische Konzepte:

Haupt Augenmerk bei der bisherigen Osteoporosediagnostik laut Leitlinien ist die Bestimmung der Knochenmasse (Peak Bone Mass). Hierfür eignet sich das DXA Verfahren hervorragend.

Problem ist dabei jedoch, daß in einem geregelten System, welches die Knochenfunktion (mechanische Eigenschaften und damit indirekt auch Knochenmasse) ein leben Lang auf die (mechanischen) Anforderungen der alltäglichen Bewegungen hin anpasst (Mechanostat, Nr. 7,14) das Ziel einer maximalen Knochenmasse keinen Sinn macht. Vielmehr muß der Körper bestrebt sein Kochenmaterial optimal einzusetzen. Eine optimale Nutzung des Knochenes bedeutet aber minimale Knochenmasse bei adäquater mechanischer Funktion. Dies hat zur Folge, daß die Knochenmasse alleine keine Aussagekraft hat (was vor allem bei Endpunktstudien mit DXA bezüglich Fraktur offensichtlich wird).

Vielmehr muß man die folgenden Aspekte zunächst getrennt betrachten (Funktionale Muskel-Knochen Einheit Nr. 9, mechanostat Nr. 7, 14):

1) Funktionale Einheit / Regelkreis Muskel-Knochen (bzw. Zusammenhand Maximalkräfte im täglichen Leben zu Knochenfestigkeit)

2) Anforderung des täglichen Lebens und damit Leistungsfähigkeit (Muskelfunktion - als Resultat Muskelmasse bzw. Muskelquerschnitt)

Das Vorgehen in der Diagnose muß demnach wie folgt sein: 1) Funktioniert der Funktionseinheit Muskel-Knochen? Ist der Knochen auf den Muskel Adaptiert?

2a) Wenn Nein, liegt eine primäre Knochenerkrankung vor und somit bei verringerter Knochenfestigkeit z.B. im Falle eines Sturzes auch eine leicht erhöhtes Frakturrisiko.

2b) Wenn Ja, liegt das Problem nicht am Knochen sondern in der geringen Beanspruchung (Verformung) sprich bei zu wenig Bewegung im Alltag (Die Gründe hierfür kennen wir alle, Übergewicht, Schmerzen, überwiegend sitzende Tätigkeiten usw.)

Bei einem Menschen der sich viel zu wenig bewegt kommen nun zwei Dinge zusammen:

1) Aufgrund der fehlenden Bewegung und der damit fehlenden Maximalkräfte auf den Knochen wird Knochenfestigkeit und damit Knochenmasse abgebaut (übrigens deutlich mehr Knochenmasse als Knochenfestigkeit, da der Knochen von innen abgebaut wird und somit die Knochenfestigkeit unterproportional sinkt). Im Falle eines Sturzes bricht der Knochen also auch leichter - allerdings sprechen wir hier von einem vergleichsweise geringen Verlust an Knochenfestigkeit, was die erhöhte Frakturrate alleine nicht erklären kann.

2) Wer sich nicht bewegt verliert aufgrund der fehlenden Übung Muskeln, Koordination, Gleichgewichtssinn, Reaktionsfähigkeit usw. - allgemein könnte man es schlicht "Fitness" nennen. Dieser „Fitnessverlust“ führt zu einem deutlich erhöhten Sturzrisiko (Cummings hat hierzu eine Vielzahl von Veröffentlichungen publiziert).

Zur Erläuterung: in einer meines Wissens derzeit leider nur als Poster veröffentlichten Studie der Charite Berlin wurde beispielsweise gezeigt, daß unabhängig der Medikation beispielsweise mit Bisphosphonaten oder Vitamin B, der selbe Prozentsatz an Frakturen pro Sturz auftrat (wenn ich mich recht erinnere trat bei den über 1 Jahr untersuchten Patientinnen zwischen 60 und 80 bei 40% aller Stürzenden eine Fraktur auf - unabhängig der Art und Dauer einer vorherigen medikamentösen Behandlung)

Sprich: Das Problem ist eigentlich nicht der Knochen (egal ob in Knochenmasse oder Knochenfestigkeit gemessen) sondern die Tatsache daß überhaupt gestürzt wird - Will man also das Hauptproblem der Volkskrankheit die heute Osteoporose genannt wird angehen (sprich die Fraktur insbesondere des Femurhalses mit der einhergehenden exorbitanten mortalität) so muß der Sturzt verhindert werden.

Knochenquantität oder Knochenqualität haben damit aber zunächst einmal nichts zu tun. Was eigentlich diagnostiziert und vor allem auch therapiert werden müsste ist die Muskelfunktion und damit einhergehende Koordination, Reaktionsfähigkeit, Leistungsfähigkeit (um beim Stolpern beispielsweise einen Ausfallschritt oder einen kleinen Sprung auszuführen zu können, um damit den Sturz zu vermeiden).

Dennoch gibt es natürlich unbestritten Studien zu DXA oder pQCT welche eine mehr oder weniger gute Korrelation zwischen Knochenparametern und der Frakturrate aufweisen. Weshalb dies auch so sein muß wird klar, wenn man den Regelkreis Knochen-Muskel [Mechanostat] (7,9,14) berücksichtigt: Knochen der mechanisch nicht benötigt wird, wird abgebaut. Wer sich also wenig bewegt wird wenig Muskulatur haben und somit seinen Knochen seltener und weniger stark verformen ("Belasten") und wird unweigerlich Knochen verlieren (siehe Paraplegiker oder Astronauten).

Diese Abbauvorgänge zeigen sich übrigens besonders früh und besonders deutlich in der Spongiosa (z.B. Berliner und Touluoser Bedrest Studien der ESA: Probanden mit 6-wöchiger absoluter Bettruhe haben in der Kortikalis nach 3 Monaten ca. 4% an Knochenmasse verloren, in der Spongiosa hingegen über 15% (Vorrausichtlicher Grund hierfür ist die große Oberfläche der Spongiosa an der die Kncohenabbauprozesse schlicht schneller greifen)

Kurz gesagt: Wer unfitt ist und daher ein erhöhtes Surtzrisiko hat, wird auch weniger und vor allem weniger stabile Knochen haben. Erhöhtes Sturzrisiko bedeutet aber erhöhtes Frakturrisiko - und dies laut der Berlinier Studie weitgehend unabhängig von Knochenparametern.

Nun könnte man natürlich argumentieren, dass die verbreitetet DXA Messmethode dementsprechend indirekt auch zur Bestimmung des Frakturrisikos (also dem Hauptproblem der Osteoporotikerinnen) eingesetzt werden könnte.

Hierbei ergibt sich aber folgendes schwerwiegendes Problem: Alleine der Verlust an Knochenmasse in der Menopause ist nämlich per se weder ein Zeichen für Osteoporose noch für zu wenig Bewegung (und damit abgebauter Knochenfestigkeit) denn der weibliche Knochen hat die hier entscheidende Zusatzfunktion als Kalziumspeicher für die Laktationsphase zu dienen. Dies wird in der Pubertät deutlich wenn Mädchen im Vergleich zu Jungs bei gleicher Muskelmasse (also in etwa bei gleichen mechanischen Anforderungen an den Knochen) deutlich an Knochenmasse zulegen (ca. 10%-20%) - Der weibliche Körper lagert also mehr Knochenmasse ein als es für die primäre mechanischen Funktion nötig wäre (dieser lagert sich dementsprechend auch auf der Innenseite der Knochenwand an, wo er den geringsten Beitrag zur Festigkeit leistet)(Nr. 6).

Zur Menopause ist dieser Kalziumspeicher offensichtlich überflüssig, weshalb der Körper ihn abbauen kann (ein Vorgang der allerdings in extrem unterschiedlicher Geschwindigkeit abläuft, teils innerhalb von weniger als einem Jahr, oder über viele Jahre hinweg, und unter dem hier angesprochenen Gesichtspunkt auch noch nicht sonderlich gut erforscht ist).

Die Bestimmung eines Knochenmasseverlustes alleine ist also nicht ausreichend um zwischen diesem natürlichen Abbau und einem möglicherweise krankhaften zusätzlichen Verlust an Knochenmasse zu unterscheiden.

Um dies unterscheiden zu können muß im logischen Schluß zusammen mit der Knochenmasse zum einen die Geometrie (und damit die tatsächlichen mechanischen Eigenschaften des Knochens wie z.B. seine Festigkeit) und zum anderen die tatsächliche im täglichen Leben auftretende mechanische Belastung (genaugenommen: Maximalkräfte die zu kleinsten Verformungen des Knochen führen) berücksichtigt werden.

Nur durch das Verhältnis dieser beiden Größen kann unterschieden werden, ob bei einem Knochenmassenabbau zur Menopause die mechanische Funktion erhalten bleibt, der Knochen selbst somit gesund ist (bzw. der Regelkreis Muskel-Knochen innerhalb normaler Parameter arbeitet) oder ob womöglich die mechanische Funktion unter einem (krankhaften) zu hohen Abbau der Knochenmasse leidet.

Damit ist aber das Hauptproblem der heute als Osteoporotiker gruppierten älteren Menschen noch nicht analysiert: denn die Frakturwahrscheinlichkeit hängt eben maßgeblich von der oben genannten Fitness ab und weniger von Knochenparametern (Siehe Cunnings). Auch wenn der Regelkreis Muskel-Knochen funktioniert bewegen sich eben die meisten älteren Menschen viel zu wenig, was zu einer deutlich erhöhten Sturzwahrscheinlichkeit und somit auch Frakturwahrscheinlichkeit führt.

Anstelle den Knochen alleine zu betrachten und diesen womöglich medikamentös auf eine mechanisch unangepasst hohes Niveau zu heben, muß doch eigentlich Muskel-Kraft, Muskelleistung, Koordination usw. Analysiert und gegebenenfalls auch trainiert werden um eben den Sturz als Ursache von 99% aller Frakturen im Alter zu verhindern. (Da der prinzipielle Regelkreis Muskel-Knochen bis ans Lebensende mehr oder weniger gut funktioniert erfolgt bei Muskelaufbau dann auch wieder über die Jahre ein Knochenaufbau)

Ich hoffe die Ausführungen waren eingermaßen verständliche, wenngleich mir klar ist, dass sie teilweise den bestehenden Leitlinien widersprechen. Aber Leitlinien sollen ja schießlich eine Richtung vorgeben und nicht alternative Ansätze gänzlich ausschließen. rrawer 15:29, 26. Mär. 2007 (CET)

Ich sehe, Du hast Dich intensiv mit der Thematik befasst, und was Du schreibst, ist mir nicht nur verständlich, sondern auch plausibel. Trotzdem will ich zwei Argumente einwenden, ein eher oberflächliches und ein grundsätzliches.

Eine Messmethode, die sich in der Praxis als nützlich erweist, muss nicht immer auch das theoretische Optimum sein. Beispiel Adipositas: Ideal wäre die Messung der Körper-Zusammensetzung nach Fett- und Muskelanteil, weil dieses Maß der Pathophysiologie der Adipositas am ehesten gerecht wird. Praktisch wird mit großem Erfolg der BMI eingesetzt, ein Parameter, den man auf einfachste Weise aus Größe und Gewicht errechnen kann. Oder noch mehr Low-Tech (und noch moderner!) der Bauchumfang: mehr als 102 cm bei Männern oder 88 cm bei Frauen bedeuten ein erhöhtes Risiko. Die Körperfettanalyse spielt in der klinischen Diagnostik der Adipositas (m.E. zurecht) keine Rolle, auch wenn sie pathophysiologisch das Problem am präzisesten beschreibt.

Das andere Argument bezieht sich auf die Grundsätze der Wikipedia. Die Artikel sollen einen neutralen Standpunkt vertreten. Das ist sicher schwierig, bei einem Thema, zu dem man eine sehr eindeutige Meinung hat, die vom Mainstream abweicht. (Nebenbei gesagt, hat dieses persönliche Engagement aber auch zu einen ansonsten ausgezeichneten und sehr inhaltsreichen Artikel geführt!) Aber in einer Enzyklopädie wird der Mainstream dargestellt - und natürlich auch davon abweichende Konzepte. Dann werden diese aber immer in einen entsprechenden Kontext gestellt. Ich könnte mir hier Formulierungen vorstellen wie "In die Leitlinien zur Diagnostik und Therapie der Osteoporose ist diese Methode bisher nicht eingeflossen, weil ..."

Vielleicht sollten wir einen Unbeteiligten bitten, den Artikel in dieser Richtung zu überarbeiten (ich selbst fühle mich leider nicht kompetent genug). Oder vielleicht kannst Du das auch selbst übernehmen. Ich habe den Artikel mal in Wikipedia:Redaktion Medizin/Überarbeitungen eingefügt, ich denke dort findet sich am ehesten ein kompetenter Mitstreiter.

Ich bitte noch einmal um Dein Verständnis. Ich finde den Artikel gut geschrieben und auch sehr lehrreich. Aber wenn er dem Prinzip des Neutralen Standpunkts etwas näher wäre, könnte ihn das noch aufwerten. Ungebeten 22:23, 26. Mär. 2007 (CEST)

Hallo, Die Problematik der Neutralität verstehe ich - allerdings dürfen die physikalischen Fakten nicht einfach umgangen werden, nur weil der versiertere Leser dann womöglich Widersprüche zu der einen oder anderen Richtlinie finden könnte - zumal ich auf Anhieb keinerlei wirklich Beschreibung der Messtechnik der verschiedenen Röntgenverfahren gefunden habe - und das wäre eigentlich für eine Enzyklopädie viel wichtiger, als die typische klinische Anwendung der Messtechnik. Eigentlich gehört vieles was in dem Artikel steht ja nicht zum Thema QCT selbst sondern in einen Übersichtsartikel zum Thema Röntgen, Computertomographie, Bildgebende Verfahren auf Röntgenbasis oder dergleichen - stattdessen finde ich dort nur medizinische Anwendung - nirgends steht zum Beispiel wie beim Computertomographen das 3D Bild überhaupt rekonstruiert werden kann...

sei's drum - vielleicht finde ich ja bei Gelegenheit Zeit auch dazu noch was zu schreiben... rrawer 15:01, 28. Mär. 2007 (CEST)

Du hast recht, der Artikel ist eigentlich viel umfassender, als für die QCT nötig oder angemessen. Ich habe mir gerade den Artikel über CT durchgelesen, der könnte von dieser anschaulichen Präzision profitieren. Leider bin ich weder von der Kompetenz, noch von den zeitl. Möglichkeiten her im Moment in der Lage dazu. Ungebeten 20:27, 28. Mär. 2007 (CEST)