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pQCT / XCT – Technologie

 Peripheral Quantitative Computer Tomographie - pQCT

pQCT – die 3. Dimension in der Knochendichtemessung.

Herkömmliche flächenprojizierte Knochendichtemessverfahren können die Knochenfestigkeit nicht hinreichend beschreiben. Denn hierfür sind Informationen über die Knochengeometrie nötig.

Mit der pQCT-Technologie kann aus der Querschnittsgeometrie die Festigkeit des Knochens für Biegung und Kompression berechnet werden. Darüber hinaus liefert sie - im Gegensatz zu flächenprojizierten Verfahren - physikalisch korrekte Dichtewerte in g/cm³. Dadurch sind die Dichtewerte unabhängig von der Größe des Knochens, was besonders bei Kindern eine wichtige Rolle spielt. Mit der pQCT-Technologie kann kortikaler und trabekulärer Knochen getrennt analysiert werden, so dass Veränderungen im Knochen zuverlässig und früh nachgewiesen werden können.

Zusätzliche histomorphometrische Parameter wie endostealer und periostaler Umfang und Knochenquerschnittsflächen können in vivo ermittelt werden. pQCT-Messungen an der Tibia oder am Radius werden in großem Umfang in der klinischen Routine eingesetzt. In der Pädiatrie sind die Vorteile der pQCT besonders deutlich. Sie ist die einzige Methode, mit der das Wachstum von anderen Prozessen unterschieden werden kann. In der präklinischen Forschung werden spezielle ultrahochauflösende Geräte in fast allen pharmakologischen Studien eingesetzt.

Verhältnis zwischen muskulären Anforderungen und resultierendem Knochen

pQCT geht aber noch einen entscheidenden Schritt weiter als herkömmliche Verfahren: Es quantifiziert zusätzlich die muskulären Eigenschaften und ermittelt somit das Verhältnis zwischen Muskel und Knochen. Dies ermöglicht den entscheidenden Schritt von der reinen Osteoporosediagnostik hin zur Diagnostik von Sarkopenie, Dynapenie und Frailty.

Entscheidend für Knochengeometrie und Knochenmasse sind die muskulären Anforderungen. Bereits Julius Wolff postulierte "Form folgt der Funktion", und Harold Frost präzisierte dies in seinem "Mechanostat"-Theorem. Eine Knochenanalyse muss somit sinnvoller Weise immer in Kombination mit einer Analyse der muskulären Eigenschaften und Fähigkeiten erfolgen. Die pQCT Messung (z.B. an der Tibia bei 66% distal) ermöglicht eben dies und liefert auf individueller Basis das Verhältnis zwischen muskulären Anforderungen und den resultierenden Eigenschaften des Knochens.

Diese kombinierte Analyse ist entscheidend, um zwischen einer primären Erkrankung (primäre Osteoporose) und den Effekten von mangelnder Bewegung zu differenzieren. Gemäß Frosts Mechanostat resultiert beides in einer reduzierten Knochenmasse. Der Unterschied findet sich aber in der zusätzlichen Diagnostik der muskulären Anforderungen. Das Entscheidende ist somit, dass am Messort individuell resultierende Verhältnis zwischen Muskel und Knochen. Hierzu ist der Muskelquerschnitt ein indirektes Maß für die muskulären Spitzenkräfte. Die Beispiele rechts zeigen oben eine gesunde Person, in der Mitte eine primäre Osteoporose und unten den Langzeiteffekt einer Querschnittslähmung. 

Neueste Forschungsergebnisse zeigen zudem, dass insbesondere im Bereich der Sarkopenie, Dynapenie und der Frailty zusätzlich zur Muskelgeometrie auch die Muskeldichte als Eigenschaft zur Muskelfunktion des Muskelgewebes entscheidend beiträgt. Als Grund hierfür wird insbesonderer die Steigerung des inter- und intramuskulären Fettanteils gesehen. pQCT mit der Kombination aus Geometrie- und Dichtemessung ist somit nicht zuletzt aufgrund der extrem geringen Strahlendosis das diagnostische Mittel der Wahl. Zur weiteren Präzisierung kann die pQCT basierte Muskel- und Knochenanalyse idealer Weise durch eine Muskelfunktions- und Leistungsanalysis auf Basis der Leonardo Mechanography ergänzt und somit die Aussagekraft weiter gesteigert werden.

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