Korrelation softwaregestützter Grauwertemessungen der periprothetischen Knochendichte und klinischer Ergebnisse nach Implantation der MRP-Titan® Prothese

Abstract

Allein in Deutschland werden jährlich circa 260 000 primäre Hüftimplantationen und 40 000 Revisionseingriffe durchgeführt, bei denen das konventionelle Röntgenbild und seine rein subjektive Auswertung die wichtigste bildgebende Untersuchungsmethode zur Indikationsstellung und vor allem zur Nachuntersuchung darstellt. Auf der Suche nach semi-quantitativen Methoden, die die Auswertungen objektiv und gleichzeitig einfach durchführbar machen und im besten Falle den weiteren Verlauf auch schon vorhersagen können, wurde kürzlich in einer Proof-of-Principle-Studie das Verfahren der relativen Knochendichtemessung unter Einsatz des Bildanalyseprogramms ImageJ vorgestellte. In der vorliegenden Studie sollte diese Methode weiter auf ihre Eignung als Untersuchung geprüft werden. Die Fragestellungen konzentrierten sich darauf, ob Knochenanpassungen mit der neuen Methode detektiert werden können, ob diese Ergebnisse auch mit einem etablierten Verlaufsparameter korrelieren und darüber hinaus, ob der Parameter zukünftig auch prädiktive Vorteile haben kann.<br /> Im Rahmen einer retrospektive single-center Studien wurden dafür 68 aus 530 Patienten eingeschlossen, die im Zeitraum von 2007 bis 2020 am Uniklinikum Bonn eine MRP-Titan®-Schaftprothese implantiert bekamen und dokumentierte Kontrolltermine nach 24 und 48 Wochen vorwiesen. Alle Röntgenbilder und klinischen Untersuchungen wurden dazu unabhängig voneinander ausgewertet. Hierzu wurde der periprothetische Knochen in die Gruenzonen 1 bis 7 eingeteilt, deren Grauwerte mit ImageJ vermessen und anschließend mit dem definierten Algorithmus, unter Einbeziehung der Grauwerte und der Pixelhäufigkeiten der höchsten und tiefsten Grauwertezone des entsprechenden Bildes, normalisiert und relativiert. Die klinischen Ergebnisse wurden parallel anhand des Harris Hip Scores erfasst und anschließend die Verläufe mit Hilfe der Differenzen der beiden Verlaufsparameter zum perioperativen Baselinewert korreliert.<br /> In den für die verschiedenen Knochenzonen und die zuvor nach 4 Kategorien der Indikationen der Implantation gebildeten Patientenuntergruppen getrennten Vermessungen, konnten bekannte Knochenanpassungsvorgänge realistisch nachgebildet werden und Unterschiede nach Knochenregionen und Patientenvorgeschichten quantitativ messbar gemacht werden. Zusätzlich zeigte die relative Knochendichteanpassung der Zone G7 eine signifikante Korrelation zum klinischen Verlauf, wobei sich auch für die weitere proximale Zone eine positive, wenn auch nicht signifikante, Tendenz zeigte. Daneben präsentierte sich in der Untersuchung der prädiktiven Eigenschaften ein signifikanter Zusammenhang für die Zone G1 nach einem Jahr mit den klinischen Verläufen nach 4 Jahren.<br /> Zusammenfassend unterstützt damit die Studie, dass die relative Knochendichtemessung adäquate semi-quantitative Ergebnisse liefern und Anpassungsvorgänge visualisieren kann, wodurch sie sich als vielversprechende Methode für den klinischen Einsatz aufgrund ihrer geringen Komplexität erweist. Allerdings sind weitere Studien mit Vergleichen zur DEXA und qCT sowie längeren Nachsorgeintervallen erforderlich. Bevor eine klinische Implementierung in Betracht gezogen wird, sollte auch die Möglichkeit der Automatisierung durch Digitalisierung, wie z. B. Machine Learning, weiter erforscht werden.