Aus der Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Ein Vergleich zwischen der digitalisierten Filmradiographie und der digitalen Lumineszenzradiographie als Verfahren zur Verlaufskontrolle der Distraktionsosteogenese

zur Erlangung des akademischen Grades doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät Charité der Humboldt-Universität zu Berlin

von Martin Khan

Dekan: Prof. Dr. med. Joachim W. Dudenhausen

Gutachter:
1. PD. Dr. med. M. Raschke
2. Prof. Dr. med. N. Südkamp
3. Prof. Dr. med. Dr. h.c. K.-J. Wolf

eingereicht: 21.12.2001

Datum der Promotion:30.06.2003

Zusammenfassung

Das Ziel dieser Studie war die Evaluierung zweier radiologischer Methoden zur Belastbarkeitsvorhersage des Regenerates bei einem Verfahren zur Kallusdistration. Im Rahmen einer tierexperimentellen Großtierstudie (Tiermodell Yucatan-Schweine) wurden die DLR und die DFR als Röntgenverfahren zur Dokumentation des zeitlichen Verlaufs der Regeneratkonsolidierung verwendet. Nach Tötung der Tiere erfolgte der Vergleich zwischen den radiologischen Daten und den biomechanisch gemessenen Werten der untersuchten Tibiae (Festigkeit, Steifigkeit).

Das Knochengewicht wurde mittels einer Eichkurve in Aluminiumäquivalent EAT umgerechnet. Anhand der EAT-Werte der einzelnen Versuchstage konnte ein Zuwachs an Knochenfestigkeit festgestellt werden. Die Festigkeit des Knochenregenerates wurde nach der Tötung der Tiere biomechanisch bestimmt und daraufhin mit den EAT-Werten des letzten Versuchtages korreliert.

Die digitalisierte Filmradiographie zeigte eine Korrelation des EAT-Wertes am letzten Versuchstag mit der torsionalen Steifigkeitsmessung von r=0,71 und mit dem maximalen Drehmoment von r=0,69. Die DLR konnte demgegenüber eine Korrelation des EAT-Wertes der Distraktionszone mit der torsionalen Steifigkeit von r=0,89 ebenso wie mit dem maximalen Drehmoment von r=0,8 nachweisen.

Demzufolge ist eine zuverlässige Verlaufsbeurteilung des Knochenregenerates mit der hier eingeführten Dichtemessung möglich. Beide Verfahren sind geeignet, quantitative Aussagen über die Belastbarkeit des Kallusgewebes bei der Distraktionsosteogenese im Tiermodell zu machen. Die Meßungenauigkeit der Methode war vernachlässigbar, die Meßergebnisse waren unabhängig vom Untersucher. Trotz der hohen Genauigkeit dieser Methode im Tiermodell kann noch keine Aussage über die Anwendung der Verfahrens beim Menschen gemacht werden. Daher werden weitere Studien notwendig sein, um hierüber Klarheit zu schaffen.

Abstract

The aim of the study was an evaluation of two radiologic methods to predict the strength of bone regeneration in distraction osteogenesis. In this animal study the digitized radiography and the digital luminescence radiography were used for the documentation of bone regeneration.

After the death of the animals a comparision between radiologic data and biomechanical data of the tibia was performed.

The bone mass was determined by a calibration curve in equivalent aluminium thickness (EAT). On the basis of the EAT data of each examination day an increase of the bone strength could be determined. The bone strength was assessed after the sacrification by biomechanical testing and correlated with the radiologic data of the last examination day.

The digitized radiography showed a correlation with the torsional stiffness of r=0,71 and with the maximal torsional moment of r=0,69. The digital luminescence radiography showed a correlation with the torsional stiffness of r=0,89 and with the maximal torsional moment of r=0,8.

Therefore a reliable bone mass measurement is available by this method. Both radiographic procedures are suitable to predict the strength of bone regeneration in distraction osteogenesis in this experimental animal study. The inaccuracy of the method was negligible and independent to the investigator.

But for all that high accuracy of the method a statement concerning the applicability of this method in humans in not possible. Therefore further investigation are neccessary.

Eigene Schlagworte: Knochendensitometrie, digitale Lumineszenzradiographie, Distraktionsosteogenese, Belastbarkeitsvorhersage

Keywords: bone mass measurement, digital luminescence radiography, distraction osteogenesis, prediction of strength

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20.11.2003