Dissertation, 2008;

Experimentelle und klinische Validierung der mittels peripherer Quantitativer Computertomographie (pQCT) berechneten biomechanischen Parameter Flächenträgheitsmoment I, Widerstandsmoment W und anderer Festigkeitsindices

Year: 2008

Beller GR
Medizinische Fakultät Charité – Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin

Abstract

Die Zielsetzung dieser Arbeit war die Überprüfung der Richtigkeit der Berechnung der Biegesteifigkeit peripherer Knochen mittels pQCT Messung und deren dichtebasierte Berechnung des Flächenträgheitsmomentes I und des Widerstandsmomentes R. In einer klinischen Beobachtung sollte der Zusammenhang zwischen dem Festigkeitsindex SSI (Strength-Strain-Index) und der auf die Untersuchungsregion dirkenden Kraft untersucht werden.
Im ersten, experimentellen Teil wurden 12 humane, postmortem gewonnene unfixierte Radii untersucht. Die Proben wurden normiert und in spezielle Lager gegossen. Mittels pQCT wurde die Diaphyse osteodensitometrisch analysiert. Die mit Dehnungsmessstreifen beklebten Proben wurden in einem Vierpunktbiegeversuch innerhalb der elastischen Grenzen verformt und die Biegesteifigkeit berechnet. In einem Dreipunktbruchversuch wurden die Proben bis zum Bruch verformt und die Frakturlast ermittelt. Die gewonnenen pQCT Daten (Knochendichte, -masse, -geometrie, Flächenträgheitsmomente und Widerstandsmomente) wurden mit der Biegesteifigkeit und der Frakturlast korreliert. Im zweiten, klinischen Teil wurde in einer Querschnittstudie bei 79 gesunden Frauen unterschiedlichen Alters der distale Radius bei 4% und 20% der radialen Länge mittels pQCT untersucht und die maximale willkürliche Kraft am Unterarm gemessen. Das aus Kraft und Unterarmlänge berechnete Drehmoment wurde verglichen mit den Ergebnissen der pQCT Untersuchungen.
Alle mittels pQCT berechneten Festigkeitsparameter korrelierten im experimentellen Teil hochsignifikant (p<0,0001) mit den biomechanisch gewonnenen Biege- und Bruchlast-Daten. Im klinischen Teil konnte bei einer Korrelation von 0,69 hoch signifikant (p<0,0001) ein Zusammenhang zwischen dem polaren Widerstandsmoment am Radius und dem Drehmoment am Unterarm bewiesen werden.
Zusammenfassend läst sich sagen, dass durch eine Untersuchung mit der pQCT bei bekannter Kraftrichtung eine valide Aussage über die Festigkeit am distalen Radius getroffen werden kann. Studien zur Bestimmung prädiktiver Schwellenwerte (cut-off values) eines Frakturrisikos für die praktische Anwendung in der Klinik sind jetzt möglich und erforderlich.

GID: 1974; Last update: 07.10.2009
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