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Universitätsklinikum Ulm
Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Dr. Alexander Schramm
Dento – maxillofaciale Radiologie
Leiterin: Prof. Dr. Margrit-Ann Geibel
Osteoporoseerkennung mittels digitaler Volumentomographie
(DVT)
Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades der Zahnmedizin
der Medizinischen Fakultät
der Universität Ulm
Felix Löffler
Göppingen
2015
Amtierender Dekan: Prof. Dr. Thomas Wirth
1. Berichterstatter: Prof. Dr. Margrit-Ann Geibel
2. Berichterstatter: Prof. Dr. Balkan Cakir
Tag der Promotion: 28.04.2016
II
In Dankbarkeit widme ich diese Arbeit
meinen Eltern,
Silvia und Hermann Löffler,
meinem Bruder,
Fabian Löffler,
und meiner „Ziehmama“,
Edith Nagel,
für ihre unermüdliche Unterstützung.
III
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis .................................................................. VI
1 Einleitung ....................................................................................... 1
1.1 Osteoporose .............................................................................................. 1
1.2 Osteoporose in der Zahnmedizin ............................................................ 2
1.2.1 Osteoporose und Parodontitis ........................................................... 2
1.2.2 Osteoporose und Zahnverlust ........................................................... 3
1.2.3 Osteoporose und Implantattherapie .................................................. 3
1.2.4 Osteoporose, Bisphosphonat-Medikation und Kiefernekrosen .......... 4
1.2.5 Osteoporose, orale BP-Medikation und Implantattherapie ................ 4
1.3 Osteoporosediagnostik in der zahnmedizinischen Bildgebung ........... 6
1.3.1 Osteoporosediagnostik mittels intraoralem Zahnfilm ......................... 6
1.3.2 Osteoporosediagnostik mittels Panoramaschichtaufnahme .............. 7
1.3.3 Osteoporosediagnostik mittels digitalem Volumentomogramm ......... 8
1.4 Fragestellung............................................................................................. 9
2 Material und Methodik ................................................................. 10
2.1 Studiendesign ......................................................................................... 10
2.2 Material..................................................................................................... 12
2.3 Methodik .................................................................................................. 13
2.3.1 Vorgehen zum Auffinden der richtigen Schnittebene ...................... 14
2.3.2 Messverfahren ................................................................................. 16
2.3.3 Vorstellung der Indizes für die Osteoporosediagnostik.................... 17
2.4 Datenerfassung ....................................................................................... 19
2.5 Statistik .................................................................................................... 20
3 Ergebnisse ................................................................................... 21
IV
Inhaltsverzeichnis
3.1 Darstellung und Auswertung der Bland-Altman-Plots......................... 21
3.2 Vergleich der Messwerte Osteoporosegruppe vs. Kontrollgruppe .... 30
3.2.1 Vergleich Osteoporosegruppe vs. Kontrollgruppe (♀ + ♂) .............. 30
3.2.2 Vergleich Osteoporosegruppe vs. Kontrollgruppe (♀) ..................... 36
3.3 Sensitivität und Spezifität....................................................................... 42
3.3.1 Sensitivität und Spezifität – Probandengruppe ♀ + ♂ ..................... 43
3.3.2 Sensitivität und Spezifität – Probandengruppe ♀ ............................ 43
3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse ....................................................... 44
4 Diskussion ................................................................................... 46
5 Zusammenfassung ...................................................................... 52
6 Literaturverzeichnis .................................................................... 54
Anhang ............................................................................................. 61
Patienteninformation ..................................................................................... 61
Einwilligungserklärung .................................................................................. 64
Danksagung ..................................................................................... 67
Lebenslauf ....................................................................................... 68
V
Abkürzungsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Abb.
Abbildung
BP
Bisphosphonat
BP-ONJ
Bisphosphonat-assoziierte Kiefernekrose
CBDI
Cone-Beam computed tomography density index
CT
Computertomographie
CTI(I)
Computed tomography mandibular index (inferior)
CTI(S)
Computed tomography mandibular index (superior)
CTMI
Computed tomography mental index
DVT
digitale Volumentomographie, digitales Volumentomogramm
DXA
Dual Energy X-ray Absorptiometry
FOV
Field of View
GHz
Gigahertz
HE
Hounsfield – Einheiten
kV
Kilovolt
mA
Milliampere
mm
Millimeter
PA
Parodontitis
PMI
Panoramic mandibular index
PSA
Panoramaschichtaufnahme
SD
Standardabweichung
WHO
Weltgesundheitsorganisation
VI
1 Einleitung
1 Einleitung
1.1 Osteoporose
Definition: „Die Osteoporose ist eine systemische Skeletterkrankung, die durch
eine niedrige Knochenmasse und eine mikroarchitektonische Verschlechterung
des Knochengewebes charakterisiert ist, mit einem konsekutiven Anstieg der
Knochenfragilität und der Neigung zu Frakturen“ (Dachverband Osteologie e.V. DVO-Leitlinie 2009, S. 304).
Seit
1994
wird
nach
Definition
der Weltgesundheitsorganisation
(WHO)
Osteoporose bei Frauen nach Werten der Knochendichtemessung an der
Lendenwirbelsäule (L1-L4) und an der Hüfte (Gesamtareal oder Schenkelhals)
festgelegt. Eine Osteoporose liegt vor, wenn die Knochenmineraldichte der oben
genannten Areale - gemessen mittels Dual Energy X-ray Absorptiometry (DXA) um 2,5 Standardabweichungen (SD) unter dem statistischen Mittelwert gesunder
prämenopausaler Frauen liegt. Die gemessene Standardabweichung wird als TScore angegeben (Bartl u. Bartl 2011).
In
der
heutigen
Zeit
ist
die
Osteoporoseerkrankung
ein
weltweites
Gesundheitsproblem. Nach Einstufung der WHO gehört die Osteoporose zu den
10 wichtigsten Volkskrankheiten unserer Zeit. Da Osteoporose eine chronische
Erkrankung ist, wird sie häufig erst diagnostiziert, wenn ein poröser, instabiler
Knochen bricht. Schätzungen haben ergeben, dass ungefähr 40% aller Frauen
eine durch Knochenschwund hervorgerufene Fraktur erleiden. Einige dieser
Frakturen sind als lebensbedrohlich einzustufen. Etwa ein Viertel der älteren
Patienten mit einem osteoporosebedingten Oberschenkelbruch sterben innerhalb
eines Jahres nach dem Auftreten der Fraktur und die Hälfte der Patienten ist
später pflegebedürftig und/oder isoliert (Bartl u. Bartl 2011).
Auch in Deutschland ist Osteoporose immer noch unterdiagnostiziert und
untertherapiert (Bartl u. Bartl 2011). Die Krankheit betrifft in Deutschland jede
vierte Frau und annähernd jeden 17. Mann über 50 Jahren (Hadji et al. 2013).
Aufgrund des demographischen Wandels ist die Tendenz steigend (Häussler et al.
2007). Es wird geschätzt, dass von ca. 8 Millionen Osteoporosepatienten
(Häussler et al. 2007) nur 1,5 Millionen erkannt und 1,2 Millionen behandelt
1
1 Einleitung
werden (Bartl u. Bartl 2011). Dies hat zur Folge, dass Osteoporose in Deutschland
jährlich zu über 300 000 Frakturen führt. Davon sind ca. 160 000 Wirbelkörperund Oberschenkelfrakturen (Bartl u. Bartl 2011). Wirtschaftlich gesehen resultieren
daraus Behandlungskosten von insgesamt ca. 5,4 Milliarden Euro pro Jahr (Daten
aus dem Jahr 2003). Der Großteil genannter Kosten entsteht durch Frakturen,
welche durch eine frühzeitige Diagnose verhindert werden könnten. Die
Osteoporose
belegt
somit
einen
Platz
in
der
Liste
der
teuersten
„Volkskrankheiten“, neben beispielsweise ischämischen Herzerkrankungen und
Diabetes. Aufklärung über Prävention und eine frühzeitige Identifizierung der
Osteoporose sind somit dringend erforderlich (Häussler et al. 2007).
1.2 Osteoporose in der Zahnmedizin
1.2.1 Osteoporose und Parodontitis
Metabolische Osteopathien, Osteoporose eingeschlossen, betreffen das komplette
Skelett. Das zieht auch Probleme mit dem Zahnhalteapparat nach sich. Aus
diesem Grund kann man bei Patienten mit schwerer Osteoporose häufig
Zahnlockerungen feststellen (Bartl u. Bartl 2011).
Ein Review von Martínez-Maestre et al. aus dem Jahr 2010 kommt zu dem
Schluss, dass die Mehrheit der Studien einen Zusammenhang zwischen
Osteoporose und Parodontitis (PA) feststellen konnten. Es sind jedoch weitere gut
kontrollierte Untersuchungen nötig, um den genauen Zusammenhang zwischen
systemischem Knochenverlust und dem Knochenverlust in der Mundhöhle zu
verdeutlichen (Martínez-Maestre et al. 2010).
Weitere Arbeiten, vor allem bei postmenopausalen asiatischen Frauen, bestätigen
den Zusammenhang Osteoporose und PA (Mohammad et al. 2003; Inagaki et al.
2005).
Es
Knochendichte
wurden
Assoziationen
(DXA-Messung)
und
zwischen
erniedrigter
systemischer
klinischem
Attachment-Verlust
sowie
Zahnverlust, unabhängig von Plaque-Scores, erkannt (Mohammad et al. 2003).
Auch bei osteoporosekranken Männern zwischen 69 und 78 Jahren konnte im
Vergleich zu gesunden Männern oder Männern mit Osteopenie ein gravierender
Attachment-Verlust festgestellt werden (Shum et al. 2010).
2
1 Einleitung
Bei der Untersuchung von Wactawski-Wende et al. (2005) wurde eine starke und
beständige
Korrelation
zwischen
T-Score
und
Alveolarknochenhöhe
bei
kaukasischen postmenopausalen Frauen aufgezeigt. Darüber hinaus konnte man
eruieren,
dass
postmenopausale
Frauen
mit
verminderter
systemischer
Knochendichte ein ca. 2,5-fach erhöhtes Risiko haben an einer PA zu erkranken.
Adjustiert mit den Co-Variablen Rauchen und Alter, steigt das Risiko sogar um
den Faktor 7 (Gomes-Filho et al. 2007).
1.2.2 Osteoporose und Zahnverlust
Nachdem die PA bei Osteoporosepatienten eine häufig auftretende Krankheit ist,
erscheint es logisch, dass auch Osteoporose und der Verlust von Zähnen in
Zusammenhang
stehen
müssen.
Studien
haben
sich
mit
Knochendichteveränderungen und der Anzahl der noch im Mund verbliebenen
Zähne beschäftigt und gezeigt, dass es Korrelationen zwischen den beiden
Variablen gibt (Yoshihara et al. 2005; Drozdzowska et al. 2006; NicopoulouKarayianni et al.
2009; Iwasaki et
al. 2012).
Im
Durchschnitt
haben
Osteoporosepatienten 3,3 Zähne weniger als gesunde Patienten (NicopoulouKarayianni et al. 2009).
1.2.3 Osteoporose und Implantattherapie
Fasst man die Studienlage zusammen, kann festgestellt werden, dass
Osteoporose keine Kontraindikation für eine Implantattherapie darstellt (Mombelli
u. Cionca 2006; Tsolaki et al. 2009; Gaetti-Jardim et al. 2011; Devlin 2012).
Jedoch sollte man auf die Qualität und Quantität des Knochens in der
Implantatregion achten (Alsaadi et al. 2007). Bei der Qualität des Knochens ist
sowohl die Spongiosa (Gaetti-Jardim et al. 2011), als auch die Kompakta (Becker
et al. 2000) von Bedeutung.
Eine Studie von Turkyilmaz u. McGlumphy (2008) unterstreicht dieses Ergebnis.
Die lokale Knochendichte hat einen maßgeblichen Einfluss auf die primäre
Implantatstabilität und ist somit ein bedeutender Faktor für den Implantaterfolg
3
1 Einleitung
(Turkyilmaz
u.
McGlumphy
2008).
Im
Gegensatz
dazu
sollen
späte
Implantatverluste, bedingt durch eine Peri-Implantitis, nicht mit der Osteoporose
korrelieren (Dvorak et al. 2011).
1.2.4 Osteoporose, Bisphosphonat-Medikation und Kiefernekrosen
Eine weitere Problematik, mit der sich die Zahnmedizin in Bezug auf
Osteoporosepatienten
konfrontiert
sieht,
ist
die
Bisphosphonat-assoziierte
Kiefernekrose (BP-ONJ). Hauptindikationen für eine Bisphosphonat-Gabe sind
unter anderem die primäre und sekundäre Osteoporose.
Ein
niedriges
Risikoprofil
eine
BP-ONJ
zu
bekommen,
wird
den
oral
eingenommenen Bisphosphonaten (BP) bei primärer Osteoporose mit einer
Prävalenz von 0,1% bescheinigt, wohingegen die intravenöse BP-Medikation für
die therapieinduzierte Osteoporose bereits ein mittleres Risikoprofil mit einer
Prävalenz von 1% aufweist (Grötz et al. 2012).
Obwohl die adjustierte Wahrscheinlichkeit eine BP-ONJ zu entwickeln bei
Osteoporosepatienten mit BP-Medikation gegenüber Osteoporosepatienten ohne
BP-Medikation um den Faktor 2,8 steigt, kommen Lapi et al. (2013) ebenfalls zu
dem Schluss, dass das Risiko, sich eine Kiefernekrose im Rahmen einer
Osteoporosetherapie einzuhandeln, sehr gering ist. Das deckt sich mit einem
Review von Rizzoli et al. aus dem Jahr 2008. Die Prävalenz einer BP-ONJ bei
Patienten mit Osteoporose wird hier ebenso als sehr gering eingeschätzt (Rizzoli
et al. 2008).
Dennoch entwickelten in einer Studie von Sedghizadeh et al. (2009) 9 von 208
Frauen (4%), selbst bei einer kurzen oralen BP-Therapie, eine Kiefernekrose.
1.2.5 Osteoporose, orale BP-Medikation und Implantattherapie
Die
Studienlage
in
Bezug
auf
Osteoporose,
orale
BP-Medikation
und
Implantattherapie ist keinesfalls eindeutig. In einer prospektiven Arbeit wurden
Osteoporosepatienten mit und ohne BP-Therapie nach Implantatinsertion drei
4
1 Einleitung
Jahre lang nachuntersucht. Kein Patient entwickelte eine BP-ONJ und die
Erfolgsrate der Implantate wurde durch die oralen BP nicht verändert (Jeffcoat
2006).
Diese Ergebnisse decken sich mit den Studienresultaten von Fugazzotto et al.
(2007), Grant et al. (2008) und Bell u. Bell (2008). Alle kamen ebenfalls zu dem
Schluss, dass orale BP keinen signifikanten Einfluss auf den Implantaterfolg
haben. Außerdem wurde konstatiert, dass die orale BP-Therapie bei Patienten, die
Implantate inseriert bekommen haben, kein tragender Faktor ist eine BP-ONJ zu
entwickeln (Fugazzotto et al. 2007; Bell u. Bell 2008; Grant et al. 2008).
Neuerdings wird jedoch vermehrt Gegenteiliges berichtet. Kasai et al. (2009)
sprechen
von
einer
Implantat-Überlebensrate
von
nur
86%
bei
Osteoporosepatienten mit oraler BP-Medikation. Patienten ohne BP weisen
dagegen eine Implantat-Überlebensrate von 95% auf. Das Implantatverlustrisiko
durch die BP-Gabe steigt auf das ca. 2,7-fache (Yip et al. 2012).
Bedogni et al. (2010) kommen zu dem Schluss, dass bei BP-Patienten das weitere
Schicksal der Implantate ungewiss bleibt, trotz des geringen Risikos eine BP-ONJ
nach Implantatinsertion zu entwickeln. Patienten mit einer Implantattherapie
sollten für eine lange Zeit eingehend überwacht werden, da die BP-ONJ eine
späte Komplikation darstellt und nicht in Zusammenhang mit der Insertion steht
(Lazarovici et al. 2010). Es hat den Anschein, dass orale BP-Gaben nach
Implantation einen kontinuierlichen Verlust der Osseointegration nach sich ziehen.
Die Misserfolgsquote der Implantate soll jedoch trotzdem gering sein (Goss et al.
2010).
Ferner wird vermutet, dass der angesprochene Verlust der Osseointegration nicht
in der gleichen Weise vonstattengeht wie bei der Peri-Implantitis. Das
Charakteristikum,
der
mit
dem
Implantat
in
Zusammenhang
stehenden
Kiefernekrose, könnte eine Sequestration des Knochens um das Implantat sein.
Diese Sequestration scheint bei Patienten, die nach erfolgreicher Implantation
orale BP bekommen haben, erst Monate bis Jahre später aufzutreten (Kwon et al.
2012).
5
1 Einleitung
1.3 Osteoporosediagnostik in der zahnmedizinischen Bildgebung
Im Jahr 2002 konnte festgestellt werden, dass es zwar überzeugende Beweise
zwischen Osteoporose und Veränderungen im Kieferknochen gibt (White 2002),
die Sensitivitäten und Spezifitäten der einzelnen Tests jedoch unzureichend
(Devlin u. Horner 2002) und für die Klinik unbrauchbar sind (White 2002).
In
der
Zwischenzeit
Osteoporosediagnostik
haben
in
der
sich
Studien
Zahnmedizin
intensiv
mit
beschäftigt.
dem
Vor
Thema
allem
von
zweidimensionalen zahnmedizinischen Röntgenbildern hatte man sich einen
Mehrwert erhofft (Taguchi 2010). In den letzten Jahren, als das DVT in der
Zahnmedizin
Einzug
gehalten
hat,
scheinen
die
Möglichkeiten
Osteoporoserisikopatienten zu identifizieren noch vielfältiger geworden zu sein
(Koh u. Kim 2011).
1.3.1 Osteoporosediagnostik mittels intraoralem Zahnfilm
Die Knochendichte zwischen den Zahnwurzeln im Ober- oder Unterkiefer lässt
sich mittels eines Referenzobjektes aus Aluminium (Nackaerts et al. 2008;
Erdogan et al. 2009) oder Kupfer (Lee u. White 2005) ermitteln. Kombiniert man
diese morphologische Analyse der periapikalen Zahnfilme mit dem Alter des
Patienten,
ist
es
möglich,
auf
eine
geringe
Knochendichte
an
der
Lendenwirbelsäule oder am Oberschenkel zu schließen (Lee u. White 2005;
Geraets et al. 2007; Verheij et al. 2009).
Ähnliches gilt für die Knochendichteanalyse mittels Referenzobjekt in der
Prämolaren-Region im Ober- und Unterkiefer ohne das Alter miteinzubeziehen.
Setzt man einen bestimmten Grenzwert für die Knochendichte, ist mit einer
Spezifität von ca. 84% zu rechnen, die Sensitivität ist mit ca. 35% jedoch deutlich
schlechter. Dementsprechend kann man diesem Verfahren nur eine mittelmäßige
Genauigkeit bescheinigen (Nackaerts et al. 2008).
6
1 Einleitung
1.3.2 Osteoporosediagnostik mittels Panoramaschichtaufnahme
Verschiedene Methoden wurden beschrieben, um den Osteoporosepatienten
anhand einer Panoramaschichtaufnahme (PSA) zu identifizieren. Zieht man die
Morphologie der Kompakta des Unterkiefers heran, den sogenannten KlemettiIndex, ist es möglich, Aussagen über die allgemeinen Knochendichteverhältnisse
zu machen. Bei diesem Verfahren liegt die Spezifität bei 89% und die Sensitivität
bei 50% (Halling et al. 2005). Dies lässt den Schluss zu, dass das
Erscheinungsbild der Unterkieferkompakta lediglich eine zuverlässige Methode ist
um eine Osteopenie oder Osteoporose auszuschließen (Halling et al. 2005),
jedoch nicht um eine Osteopenie oder Osteoporose zu diagnostizieren (Horner et
al. 2007).
Misst man die Kompaktabreite auf Höhe des Foramen mentale (Ledgerton et al.
1999)
und
setzt
den
Grenzwert
für
die
Unterscheidung
zwischen
Osteoporosepatient und gesundem Patient bei einer Breite von 3mm an, ergeben
sich gerundet Spezifitäten zwischen 82% und 90% und Sensitivitäten zwischen
41% und 60% (Karayianni et al. 2007). Somit ist dieses Verfahren eine geeignete
Alternative das Osteoporoserisiko abzuschätzen (Karayianni et al. 2007).
Roberts et al. (2011) konnten sogar aufzeigen, dass das Abnahmemuster der
Kompaktabreite der Mandibula mit voranschreitendem Alter, dem Abnahmemuster
des Hüftknochens ähnelt. Bei Frauen generell und bei Männern ab dem 65.
Lebensjahr gilt als Grenzwert für einen Osteoporoseverdacht eine Kompaktabreite
von 2,75 mm.
Abschließend kann man resümieren, dass es signifikante Zusammenhänge
zwischen Morphologie und Breite der Unterkieferkompakta und der Knochendichte
des Gesamtskeletts gibt und dass es für geschulte Zahnärzte durchaus möglich
ist, eine noch unentdeckte Osteoporose zu diagnostizieren (Taguchi 2010).
7
1 Einleitung
1.3.3 Osteoporosediagnostik mittels digitalem Volumentomogramm
Analog zur PSA wurden von Koh u. Kim (2011) ähnliche Messverfahren bzw.
Methoden im DVT durchgeführt.
Mit dem Computed tomography cortical index (CTCI) lässt sich beispielsweise die
Morphologie der Unterkieferkompakta im DVT beurteilen. Diese zeigt signifikante
Unterschiede zwischen Osteoporosepatienten und gesunden Patienten, so dass
diese Methode im DVT ebenfalls ein probates Mittel zu sein scheint, um
Osteoporose zu diagnostizieren (Koh u. Kim 2011).
Ähnliches gilt für den Computed tomography mandibular index (superior) (CTI(S))
und den Computed tomography mandibular index (inferior) (CTI(I)) von Koh u. Kim
(2011), über die man analog dem Panoramic mandibular index (PMI) von Benson
et al. (1991), eine Aussage bezüglich Osteoporoseerkrankung treffen kann (Koh u.
Kim 2011).
8
1 Einleitung
1.4 Fragestellung
Die vorliegende Pilotstudie beschäftigt sich mit verschiedenen Messverfahren, die
eine Osteoporoseerkrankung bei Frauen und Männern nach Erreichen des 55.
Lebensjahrs
im
digitalen Volumentomogramm
diagnostizieren
sollen.
Die
durchgeführten Messungen finden dabei im Unterkiefer statt. Es sollen vor allem
standardisierte und deshalb auch zeitlich intensivere Vorgehensweisen zum
Einsatz kommen, um die Ergebnisse reproduzierbar zu gestalten. Aus diesem
Grund ist eine positive Reliability-Probe der einzelnen Indizes Voraussetzung für
eine statistische Auswertung.
Im Rahmen dieser Studie sollten folgende Fragestellungen untersucht werden:
1. Gibt es einen signifikanten Unterschied in den Messwerten des Computed
tomography mental index (CTMI) zwischen Probanden mit Osteoporose im
Vergleich zu Probanden mit Osteopenie bzw. gesunden Probanden? Ab
welchem Grenzwert für den CTMI kann man mit einer hohen Sensitivität
und Spezifität rechnen?
2. Gibt es einen signifikanten Unterschied in den Werten des Computed
tomography mandibular index (superior) (CTI(S)) zwischen Probanden mit
Osteoporose im Vergleich zu Probanden mit Osteopenie bzw. gesunden
Probanden? Ab welchem Grenzwert für den CTI(S) kann man mit einer
hohen Sensitivität und Spezifität rechnen?
3. Gibt es einen signifikanten Unterschied in den Werten des Computed
tomography mandibular index (inferior) (CTI(I)) zwischen Probanden mit
Osteoporose im Vergleich zu Probanden mit Osteopenie bzw. gesunden
Probanden? Ab welchem Grenzwert für den CTI(I) kann man mit einer
hohen Sensitivität und Spezifität rechnen?
4. Gibt es einen signifikanten Unterschied in den Knochendichtemesswerten
des Cone-Beam computed tomography density index (CBDI) zwischen
Probanden mit Osteoporose im Vergleich zu Probanden mit Osteopenie
bzw. gesunden Probanden? Ab welchem Grenzwert für den CBDI kann
man mit einer hohen Sensitivität und Spezifität rechnen?
9
2 Material und Methodik
Im Rahmen dieser Querschnittsstudie wurden DVT – Aufnahmen von weiblichen
und männlichen Patienten der Zahnklinik des Universitätsklinikums Ulm
nachuntersucht. Die Stichprobenauswahl erfolgte aus 810 DVT – Datensätzen, die
in der Zeit von der Anschaffung des DVT – Gerätes (KaVo 3D eXam) im Jahre
2008 bis einschließlich September 2013 gemacht wurden.
Die
rechtfertigenden
Indikationen
für
diese
DVT
–
Aufnahmen
waren
Implantatplanungen, Ausdehnung von Zysten im Ober- und Unterkiefer,
Kieferhöhlendiagnostik,
Kieferfrakturausschluss
und
Lagebeziehungen
von
retinierten und verlagerten Weisheitszähnen zum Nervus alveolaris inferior.
Zu Beginn dieser Studie lag das positive Votum der Ethikkommission im
Schreiben vom 06. Mai 2013 vor.
2.1 Studiendesign
Einschlusskriterien
Aus dem Pool von DVT-Datensätzen wurden insgesamt 144 Probanden (71
weibliche und 73 männliche) nach folgenden Kriterien vorausgewählt.
Auf dem DVT-Anforderungsschein sollte das Field of View den Unterkiefer mit
einschließen, da sich sämtliche Methoden und Analysen der Studie auf die
Mandibula beziehen.
Außerdem mussten die Studienteilnehmer zum Zeitpunkt der DVT – Aufnahme
das 55. Lebensjahr erreicht haben, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen
möglichst viele Probanden mit Osteoporose in die Studie aufnehmen zu können.
10
Probandenrekrutierung
An alle 144 vorausgewählten Probanden wurden Briefe versendet. Diese
enthielten eine Erläuterung der Studie, eine freiwillige vom Probanden zu
unterzeichnende Einwilligungserklärung zur Entbindung der Schweigepflicht des
Hausarztes und einen frankierten Rückumschlag.
Für die Rücksendung der Einwilligungserklärungen wurden zwei Wochen
angesetzt. Nach Ablauf dieser Frist fand eine telefonische Kontaktaufnahme mit
denjenigen Probanden statt, von denen noch keine Einwilligungserklärung
vorhanden war. Hierbei wurde nochmals das Studiendesign erläutert und die noch
offenen Fragen der Probanden beantwortet, die unentschlossen waren.
Nach etwa vier Wochen haben insgesamt 78 Probanden in die Befragung des
Hausarztes eingewilligt, davon 39 Frauen und 39 Männer. Das entspricht einer
Rücklaufquote von insgesamt 54%. Ferner haben fünf Frauen und ein Mann
telefonische Auskunft bezüglich Knochendichtemessung und Diagnose gegeben.
Damit war die Patientenrückmeldung abgeschlossen und die DVT-Aufnahmen von
44 Frauen und 40 Männern konnten genauer betrachtet werden.
Ausschlusskriterien
Den Auswertungsmethoden geschuldet, ist es erforderlich, dass der komplette
Unterkiefer im Bereich der Foramina mentalia abgebildet ist. Des Weiteren durften
sich in diesem Bereich keine pathologischen Prozesse wie beispielsweise Zysten,
Tumore oder eine Osteomyelitis manifestiert haben.
Aus diesem Grund konnten zunächst 21 Frauen und 20 Männer in die Studie
aufgenommen werden.
Verblindung und Wiederholbarkeit der Messergebnisse
Um die Messergebnisse nicht zu beeinflussen, wurden zuerst die DVT –
Datensätze aller 41 Probanden ausgewertet. Im Abstand von mindestens zwei
Wochen fand eine Wiederholung dieser Messungen statt.
11
Nach
Erhebung
der
ersten
Messreihe
konnten
die
unterschriebenen
Einwilligungserklärungen an die jeweiligen Hausärzte gefaxt werden. Durch die
Entbindung der Schweigepflicht war es möglich den Hausarzt zu einer eventuell
bestehenden
ausschließen
Osteoporoseerkrankung
zu
lassen.
zu
befragen
Außerdem
wurden
oder
diese
von
durchgeführte
ihm
DXA-
Knochendichtemessungen und die daraus resultierenden T-Scores ermittelt. Zum
Zeitpunkt der DVT-Untersuchung durften die Knochendichtemessungen für die
Kontrollgruppe (Osteopenie bzw. gesund) nicht älter als vier Jahre sein. Die
Knochendichtemessungen für die Osteoporosegruppe konnten beliebig alt sein.
Schlussendlich konnten fünf Frauen und ein Mann mit Osteoporose, sieben
Frauen und ein Mann mit Osteopenie und zwei gesunde Männer ausgewertet
werden, da nur dieser Teil DXA-Messungen oder CT-Knochendichtemessungen
vorweisen konnte.
2.2 Material
Hardware
Die DVT-Aufnahmen wurden mit dem digitalen Volumentomogramm 3D eXam
(KaVo, Deutschland) erstellt. Diese waren zu Beginn der Studie bereits vorhanden
und wurden mit einer Spannung von 120 kV und einer Stromstärke von 5 mA
durchgeführt. Die Voxelgrößen betrugen 0,2 und 0,25 bei einer Umlaufzeit von
26,9 Sekunden und 0,3 bei einer Umlaufzeit von 8,9 Sekunden.
Der zugehörige PC mit dem die DICOM-Datensätze errechnet wurden nutzt einen
Intel Pentium D Prozessor mit 3,6 GHz und 4 GB Arbeitsspeicher. Auf dem PC
befindet sich das Betriebssystem Windows XP Professional (Service Pack 3) von
Microsoft.
Die DICOM-Datensätze der Probanden wurden unkomprimiert auf einen
Auswertungscomputer übertragen. Dieser verwendet einen Intel Pentium DualCore Prozessor mit 2,5 GHz und 4 GB Arbeitsspeicher. Auf dem PC wurde das
Betriebssystem Windows 7 Professional (Service Pack 1) installiert.
12
Für die Auswertungen kamen die LCD-Monitore FlexScan S2000 (EIZO) mit einer
Bildschirmdiagonale von 20,1 Zoll und einer Auflösung von 1600x1200 Pixel und
FlexScan S2202W (EIZO) mit einer Bildschirmdiagonale von 22-Zoll und einer
Auflösung von 1680x1050 Pixel zum Einsatz.
Software
Die unkomprimierten DICOM-Datensätze wurden in das Programm OnDemand3D
(Version
1.0,
Cybermed
Inc.,
Südkorea)
übertragen.
Mit
diesem
Auswertungsprogramm wurden die Messungen ausgeführt.
2.3 Methodik
Für die Pilotstudie wurden mehrere Messungen in der Mandibula im Bereich des
Foramen mentale rechts und links durchgeführt. Dabei kamen von Koh u. Kim
(2011) beschriebene Indizes zum Einsatz, wie der Computed tomography
mandibular index (superior) (CTI(S)), der Computed tomography mandibular index
(inferior) (CTI(I)) sowie der Computed tomography mental index (CTMI).
Zusätzlich wurden Knochendichtemessungen in der Spongiosa ebenfalls im
Bereich der Foramina mentalia durchgeführt. Diesem Messverfahren wurde der
Name Cone-Beam computed tomography density index (CBDI) verliehen.
Nach Schulung durch Frau Prof. Margrit-Ann Geibel, Referentin für radiologische
Spezialisierung der Fachkundekurse DVT, wurden alle Messungen vom
Doktorand selbstständig durchgeführt.
13
2.3.1 Vorgehen zum Auffinden der richtigen Schnittebene
Um die richtige Schnittebene für die oben genannten Messungen zu finden, ist es
wichtig, einen genauen Ablauf zu befolgen. Dieser wird auf den folgenden Seiten
am Beispiel des Foramen mentale links mittels Screenshots veranschaulicht.
Das Vorgehen wurde von Koh u. Kim (2011) übernommen. Es musste jedoch
leicht modifiziert werden. Die Unterkieferbreite wurde zusätzlich in bukko-lingualer
Richtung auf Höhe der Mitte des Foramen mentale im koronaren Schnittbild
vermessen. Dadurch konnte die Mitte des Unterkiefers in dieser Ebene bestimmt
werden, um somit die Wiederholbarkeit der Messergebnisse zu gewährleisten
(Abb. 3).
Abb. 1: Screenshot DVT-Auswertungsprogramm OnDemand 3D. Mandibula links. Vorgehensweise (Schritt 1)
Anlegen einer Tangente an den Unterkiefer im Bereich des Foramen mentale, sowohl in der koronaren, als
auch in der axialen Schnittebene. Im sagittalen Bildausschnitt befindet sich der Schnittpunkt der beiden
Geraden in der Mitte des Foramen mentale.
14
Im koronaren Schnittbild wird nun die Gerade, die die sagittale Ebene beschreibt in die Mitte des Unterkiefers
in bukko-lingualer Richtung versetzt. Nun kann man im sagittalen Bildausschnitt die Gerade, die das koronare
Schnittbild beschreibt im 90 Grad Winkel zur Unterkieferkompakta bringen.
Im koronaren Schnittbild wird die Breite des Unterkiefers vermessen (rot markiert). Nun ist es möglich das
Achsenkreuz in die Mitte des UK in bukko-lingualer Richtung zu navigieren. Damit ist das Auffinden der
richtigen Schnittebene abgeschlossen.
15
2.3.2 Messverfahren
Im Folgenden sollen nun, ebenfalls mit Hilfe von Screenshots, die Messverfahren
der Studie vorgestellt werden. Als Beispiel dient hier wiederum die linke Seite der
Mandibula. Die Screenshots entstammen dem DVT-Auswertungsprogramm
OnDemand3D. Es werden jedoch lediglich die koronaren Schnittbilder gezeigt, da
dort sämtliche Messungen stattgefunden haben.
Alle Messverfahren wurden am Foramen mentale links und rechts durchgeführt
und nach frühestens zwei Wochen wiederholt.
Abb. 4: Screenshots DVT-Auswertungsprogramm OnDemand 3D. Mandibula links. Messverfahren a und b.
a) Das Achsenkreuz befindet sich in der Mitte des UK in bukko-lingualer Richtung auf Höhe der Mitte des
Foramen mentale. Gemessen wurde die untere Kompaktabreite der Mandibula W (rot markiert). b) Die
Gerade, die die axiale Ebene beschreibt, wurde an den oberen Rand des Foramen mentale (roter Pfeil)
verschoben. Gemessen wurde die Strecke S (rot markiert): unterer Rand der Kompakta zur Mitte des
Achsenkreuzes.
16
Abb. 5: Screenshots DVT-Auswertungsprogramm OnDemand 3D. Mandibula links. Messverfahren c und d.
c) Die Gerade, die die axiale Ebene beschreibt, wurde an den unteren Rand des Foramen mentale (roter
Pfeil) verschoben. Gemessen wurde die Strecke I (rot markiert): unterer Rand der Kompakta zur Mitte des
Achsenkreuzes. d) Die Gerade, die die axiale Ebene beschreibt, wurde an den unteren Rand des Foramen
mentale (roter Pfeil) verschoben. Gemessen wurden die Hounsfield-Einheiten in der Mitte der Strecke unterer
Rand der Kompakta zur Mitte des Achsenkreuzes (rot markiert). Die Region of Interest (ROI) ist kreisrund und
0,7 x 0,7 mm groß. In dieser ROI werden die geringsten (Min) und die höchsten (Max) Hounsfield-Einheiten
sowie der Durchschnitt (Avg) und die Standardabweichung (Std) angezeigt.
2.3.3 Vorstellung der Indizes für die Osteoporosediagnostik
Die ersten drei zum Einsatz gekommenen Indizes, CTMI, CTI(S) und CTI(I),
wurden von Koh u. Kim (2011) beschrieben. Diese wurden in ihrer Studie zur
Osteoporosediagnostik getestet.
Zum ersten Mal kommt der Cone-Beam computed tomography density index in
dieser Studie zum Einsatz. Es handelt sich hierbei um einen Versuch,
Osteoporose im Unterkiefer über die Hounsfield-Einheiten zu diagnostizieren.
17
Folgende Indizes wurden erhoben:
1. Der Computed tomography mental index (CTMI)
Der Computed tomography mental index beschreibt die untere Kompaktabreite
der Mandibula in der koronaren Schnittebene im Bereich des Foramen mentale.
Gemessen wird auf der Geraden, die die sagittale Bildebene beschreibt.
CTMI = W (siehe Abb. 4, Bildausschnitt a)
2. Der Computed tomography mandibular index (superior) (CTI(S))
Der Computed tomography mandibular index (superior) beschreibt das Verhältnis
der unteren Kompaktabreite zur Strecke zwischen dem Schnittpunkt der beiden
Geraden und der unteren Grenze des Unterkiefers in der koronaren Schnittebene,
dabei verläuft die Gerade, die die axiale Ebene beschreibt durch den oberen Rand
des Foramen mentale (Abb. 4, Bildausschnitt b, roter Pfeil).
CTI(S) = W/S (siehe Abb. 4, Bildausschnitt a und b)
3. Der Computed tomography mandibular index (inferior) (CTI(I))
Der Computed tomography mandibular index (inferior) beschreibt das Verhältnis
der unteren Kompaktabreite zur Strecke zwischen dem Schnittpunkt der beiden
Geraden und der unteren Grenze des Unterkiefers in der koronaren Schnittebene,
dabei verläuft die Gerade, die die axiale Ebene beschreibt durch den unteren
Rand des Foramen mentale (Abb. 5, Bildausschnitt c, roter Pfeil).
CTI(I) = W/I (siehe Abb. 4 und Abb. 5, Bildausschnitt a und c)
4. Der Cone-Beam computed tomography density index (CBDI)
Bei der angewendeten Methode handelt es sich um die Messung der Hounsfield –
Einheiten (HE) in der Spongiosa unterhalb des Foramen mentale im koronaren
Schnittbild. Die definierte Fläche ist kreisrund und 0,7 x 0,7 mm groß. Sie befindet
sich in der Mitte der Strecke I (Abb. 5, Bildausschnitt c und d). Die Größe der
Fläche und der Ort wurden so gewählt, dass bei jedem Probanden lediglich die HE
in der Spongiosa gemessen werden. Angegeben werden Minimum, Maximum,
Durchschnitt und Standardabweichung der HE.
18
2.4 Datenerfassung
Die erhobenen Daten wurden in eine Microsoft Excel 2010 Tabelle eingetragen.
Durch diesen Vorgang konnte der Schutz der Probandendaten Berücksichtigung
finden und jedem Probanden eine Identifikationsnummer zugewiesen werden.
Folgende Probandendaten wurden erfasst:
-
Geschlecht
-
Geburtsdatum
-
Datum und Alter zum Zeitpunkt der DVT-Aufnahme
-
Datum und Alter zum Zeitpunkt der DXA-Messung
-
T-Scores von Oberschenkelhals, Hüfte (gesamt) und LWS (L1-L4)
-
Osteoporosediagnose, Osteopeniediagnose oder ohne Diagnose (gesund)
-
Strecke W, Strecke S und Strecke I (siehe Abb. 4 und 5)
-
Gemessene bzw. berechnete Werte für die Indizes CTMI, CTI(S) und CTI(I)
-
Gemessene Werte für den CBDI (Minimum, Maximum, Durchschnitt und
Standartabweichung der Hounsfield-Einheiten)
19
2.5 Statistik
Die in Microsoft Excel 2010 vorhandenen Daten wurden in das statistische
Auswertungsprogramm SPSS (Statistical Package for the Social Sciences, IBM,
Version 21) transferiert.
Reliability/Repeatability
Bevor die eigentliche Auswertung der erhobenen Daten stattfinden konnte, wurden
Bland-Altman-Plots für die zweimalig durchgeführten Messungen erstellt, um
graphisch
darzustellen
und
zu
testen,
ob
die
Wiederholbarkeit
der
Messergebnisse gewährleistet ist. Nur diejenigen Daten, die eine positive
Reliability-Probe aufgezeigt haben, konnten für die weiteren statistischen
Auswertungen herangezogen werden.
Darstellung der Messergebnisse
Im ersten Schritt wurden Box-Whisker-Plots der erhobenen Indizes getrennt nach
Osteoporosegruppe und Kontrollgruppe generiert und die Mediane verglichen.
Sensitivität und Spezifität
Nach Definition eines Grenzwertes für die einzelnen Indizes wurden die
Sensitivitäten und Spezifitäten der Messergebnisse berechnet. Da die meisten
Probanden der Kontrollgruppe eine Osteopenie, eine Vorstufe der Osteoporose,
aufweisen, wurden die Grenzwerte so gewählt, dass die Ergebnisse eine
möglichst hohe Sensitivität anstreben.
20
3 Ergebnisse
3 Ergebnisse
3.1 Darstellung und Auswertung der Bland-Altman-Plots
Sämtliche Messungen wurden nach einer Zeitspanne von mindestens zwei
Wochen wiederholt, um die Reliability der Messverfahren zu testen. Die zweite
Messung wurde ebenfalls vom Doktoranden durchgeführt. Es handelt sich
demnach um einen Test der intrarater Reliability.
Nachfolgend werden die Bland-Altman-Plots der Indizes CTMI, CTI(S), CTI(I) und
CBDI vorgestellt. Die Abweichungsgrenzen wurden nach röntgenologischer
Bewertung definiert, dabei wurde eruiert wie exakt man Streckenmessungen in
DVT-Datensätzen durchführen kann und welche Abweichungen bei den HE zu
einem noch aussagekräftigem Ergebnis führen könnte.
Diese Abweichungsgrenzen sind im Folgenden:
-
Für den Computed tomography mental index (CTMI): +/-0,5 mm
-
Für den Computed tomography mandibular index
o superior (CTI(S)): +/-0,025
o inferior (CTI(I)): +/-0,025
-
Für den Cone-Beam computed tomography density index (CBDI)
o Minimum (Min): +/-50 HE
o Maximum (Max): +/-50 HE
o Durchschnitt (Avg): +/-50 HE
21
3 Ergebnisse
Computed tomography mental index (CTMI)
Für die Streckenmessungen im Rahmen des Computed tomography mental index
(CTMI) wurden zwei Bland-Altman-Plots, einen für die linke Mandibula-Hälfte und
einen für die rechte Mandibula-Hälfte, erstellt. Die Abweichungsgrenzen konnten
hier auf +/-0,5 mm gesetzt werden (Abb. 6 und 7).
Aus den beiden Schaubildern ist ersichtlich, dass fast alle Punkte, bis auf einen
einzigen (Abb. 6), innerhalb der definierten Grenzen zum Liegen kommen. Dieser
eine Punkt liegt jedoch nur minimal außerhalb, so dass man der Messung des
CTMI eine positive intrarater Reliability bescheinigen kann.
Abb. 6: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CTMI. Mandibula links.
22
3 Ergebnisse
Abb. 7: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CTMI. Mandibula rechts.
Computed tomography mandibular index superior (CTI(S))
Für die Streckenmessungen bzw. Berechnungen im Rahmen des Computed
tomography mandibular index superior (CTI(S)) wurden ebenfalls zwei BlandAltman-Plots, einen für die linke Mandibula-Hälfte und einen für die rechte
Mandibula-Hälfte, erstellt. Die Abweichungsgrenzen konnten hier auf +/-0,025
gesetzt werden (Abb. 8 und 9).
Aus den beiden Schaubildern ist ersichtlich, dass lediglich ein einziger Punkt
minimal außerhalb der definierten Grenzen zum Liegen kommt (Abb. 8), so dass
man der Messung des CTI(S) ebenfalls eine positive intrarater Reliability testieren
kann.
23
3 Ergebnisse
Abb. 8: Bland-Altman-Plot für die Ergebnisse des CTI(S). Mandibula links.
Abb. 9: Bland-Altman-Plot für die Ergebnisse des CTI(S). Mandibula rechts.
24
3 Ergebnisse
Computed tomography mandibular index inferior (CTI(I))
Die Abbildungen 10 und 11 zeigen zwei weitere Bland-Altman-Plots für die
Streckenmessungen bzw. Berechnungen im Rahmen des Computed tomography
mandibular index inferior (CTI(I)). Auch hier wurden die Abweichungsgrenzen auf
+/-0,025 festgesetzt.
Bei beiden Schaubildern liegen mehrere Punkte, für die Berechnungen des CTI(I)
auf der linken Seite der Mandibula vier (Abb. 10) und auf der rechten Seite der
Mandibula zwei (Abb. 11), außerhalb der definierten Grenzen.
Da sich jedoch die meisten Punkte innerhalb dieser Grenzen befinden und die
Ausreißer nicht extrem weit davon entfernt liegen, kann man diesem Verfahren
durchaus eine positive intrarater Reliability bescheinigen. Beim CTI(I) sollte man
sich jedoch bewusst sein, dass mehrere Messungen eine erhöhte Streuung
aufweisen können und es dadurch umso wichtiger ist die Strecken so genau wie
möglich auszumessen.
Abb. 10: Bland-Altman-Plot für die Ergebnisse des CTI(I). Mandibula links.
25
3 Ergebnisse
Abb. 11: Bland-Altman-Plot für die Ergebnisse des CTI(I). Mandibula rechts.
Cone-Beam computed tomography density index (CBDI)
Die Abbildungen 12 bis 17 zeigen weitere sechs Bland-Altman-Plots. Diese
weisen
intrarater
Reliability-Proben
der
Knochendichtemessungen
in
der
Mandibula auf. Für die angezeigten Werte, Minimum, Maximum und Durchschnitt
der Hounsfield-Einheiten (HE), wurden je zwei Plots (Mandibula links/rechts)
erstellt. Die Abweichungsgrenzen für die HE wurden auf +/-50 HE festgelegt.
Diese
Abweichungsgrenzen
werden
bei
allen
HE-Messungen
deutlich
überschritten. Beim Cone-Beam computed tomography density index (Min) liegen
sogar mindestens die Hälfte der Punkte außerhalb der Grenzen und teilweise
mehrere hundert HE davon entfernt.
Sowohl beim Cone-Beam computed tomography density index (Max) als auch
beim Cone-Beam computed tomography density index (Avg) kann man ebenfalls
nicht von reproduzierbaren HE-Messungen sprechen.
26
3 Ergebnisse
Zusammenfassend muss man dieser Methode eine negative intrarater Reliability
bescheinigen. Aus diesem Grund ergibt es keinen Sinn, diese Methode für die
Erkennung der Osteoporose im DVT heranzuziehen.
Abb. 12: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CBDI (Min). Mandibula links.
Abb. 13: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CBDI (Min). Mandibula rechts.
27
3 Ergebnisse
Abb. 14: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CBDI (Max). Mandibula links.
Abb. 15: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CBDI (Max). Mandibula rechts.
28
3 Ergebnisse
Abb. 16: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CBDI (Avg). Mandibula links.
Abb. 17: Bland-Altman-Plot für die Messwerte des CBDI (Avg). Mandibula rechts.
29
3 Ergebnisse
3.2 Vergleich der Messwerte Osteoporosegruppe vs. Kontrollgruppe
Folgende Seiten beschäftigen sich mit dem Vergleich der Messwerte der
Osteoporosegruppe gegenüber den Messwerten der Kontrollgruppe.
Für jeden der Indizes CTMI, CTI(S) und CTI(I) wurden Box-Plots für die linke und
rechte Seite der Mandibula erstellt und die Osteoporosegruppe (1) mit der
Kontrollgruppe (2) verglichen.
Da CTMI, CTI(S) und CTI(I) die intrarater Reliability-Probe bestanden haben, sind
die Messwerte die sich in diesen Box-Plots widerspiegeln die Mittelwerte der
ersten und zweiten Messung.
Zunächst
erfolgte
eine
geschlechterunspezifische
Gegenüberstellung
der
erhobenen Indizes CTMI, CTI(S), CTI(I) der Osteoporosegruppe (1) mit den
Indizes der Kontrollgruppe (2).
Im nächsten Schritt wurden lediglich die Indizes der Osteoporosegruppe (1) der
Frauen mit den Indizes der Kontrollgruppe (2) der Frauen verglichen.
Eine Gegenüberstellung Osteoporosegruppe der Männer mit der Kontrollgruppe
der Männer scheidet aufgrund der geringen Anzahl an Probanden in diesen
Gruppen aus.
3.2.1 Vergleich Osteoporosegruppe vs. Kontrollgruppe (♀ + ♂)
In diesem Kapitel findet ein Vergleich der Osteoporosegruppe (1) und
Kontrollgruppe (2) der weiblichen und männlichen Probanden zusammen statt.
Im Folgenden sind die Boxplots des CTMI für die linke und rechte MandibulaHälfte dargestellt (Abb. 18 und 19). In beiden Diagrammen kann man deutliche
Überschneidungen der Messwerte für die Osteoporosegruppe (1) und die
Kontrollgruppe (2) erkennen.
30
3 Ergebnisse
Vergleicht man die Mediane des CTMI links, liegen die Werte für die
Osteoporosegruppe bei 2,0 mm und für die Kontrollgruppe bei 3,1 mm. Der
Median des CTMI rechts liegt für die Osteoporosegruppe bei 2,4 mm und für die
Kontrollgruppe bei 3,2 mm.
Innerhalb der Boxen befinden sich die Mediane der Osteoporosegruppe eher am
unteren Ende. Die Verteilung ist hier tendenziell rechtsschief. Betrachtet man die
Mediane der Kontrollgruppe liegen diese eher am oberen Ende. Hier ist die
Verteilung tendenziell linksschief.
Abb. 18: Boxplots der Mittelwerte aus 1. und 2. Messung des Computed tomography mental index (CTMI) im
digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula links. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ + ♂ [n=6] (1) vs.
Kontrollgruppe ♀ + ♂ [n=10] (2). Probanden mit DVT-Aufnahmen aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche
Radiologie Universitätsklinikum Ulm).
31
3 Ergebnisse
digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula rechts. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ + ♂ [n=6] (1) vs.
Kontrollgruppe ♀ + ♂ [n=10] (2). Probanden mit DVT-Aufnahmen aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche
Abschließend betrachtet kann festgehalten werden, dass es keine klare Trennung
der Messergebnisse des CTMI zwischen Osteoporose- und Kontrollgruppe gibt.
Es sind jedoch Tendenzen für die Osteoporosegruppe in Richtung 2,0 mm und für
die Kontrollgruppe in Richtung > 3,0 mm zu erkennen.
Nachstehend sind die Boxplots der Ergebnisse des CTI(S) für die linke und rechte
Mandibula-Hälfte dargestellt (Abb. 20 und 21). In beiden Diagrammen kann man
ebenfalls deutliche Überschneidungen der Messwerte für die Osteoporosegruppe
(1) und die Kontrollgruppe (2) erkennen.
Vergleicht man die Mediane des CTI(S) links, liegen die Werte für die
Osteoporosegruppe bei 0,14 und für die Kontrollgruppe bei 0,19. Der Median des
CTI(S) rechts befindet sich bei 0,17 für die Osteoporosegruppe und bei 0,20 für
die Kontrollgruppe. Die Verteilung scheint hier sowohl links als auch rechts in
beiden Gruppen keiner eindeutigen Tendenz zu folgen.
32
3 Ergebnisse
Abb. 20: Boxplots der Mittelwerte aus 1. und 2. Ergebnis des Computed tomography mandibular index
(superior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula links. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ + ♂
[n=6] (1) vs. Kontrollgruppe ♀ + ♂ [n=10] (2). Probanden aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche Radiologie
Universitätsklinikum Ulm).
(superior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula rechts. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ + ♂
33
3 Ergebnisse
Fasst man die Ergebnisse zusammen, kann man keine klare Trennung der
Messergebnisse
des
CTI(S)
zwischen
Osteoporose-
und
Kontrollgruppe
feststellen. Es sind leichte Tendenzen für die Osteoporosegruppe in Richtung 0,15
und für die Kontrollgruppe in Richtung 0,20 zu erkennen.
Abbildung 22 und 23 zeigen weitere Boxplots der Ergebnisse des CTI(I) für die
linke und rechte Mandibula-Hälfte. Auch in diesen beiden Diagrammen sind
deutliche Überschneidungen der Messwerte für die Osteoporosegruppe (1) und
die Kontrollgruppe (2) ersichtlich.
Vergleicht man die Mediane des CTI(I) links, liegen die Werte für die
CTI(I) rechts befindet sich für die Osteoporosegruppe bei 0,22 und für die
Kontrollgruppe bei 0,27. Innerhalb der Boxen liegen die Mediane der
Osteoporosegruppe eher in der Mitte. Betrachtet man die Mediane der
Kontrollgruppe, befinden sich diese eher am oberen Ende. Hier scheint die
Verteilung tendenziell linksschief zu sein.
34
3 Ergebnisse
(inferior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula links. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ + ♂
(inferior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula rechts. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ + ♂
35
3 Ergebnisse
Abschließend kann man keine klare Trennung der Messergebnisse des CTI(I)
zwischen Osteoporose- und Kontrollgruppe feststellen. Es sind leichte Tendenzen
für die Osteoporosegruppe in Richtung 0,21 und für die Kontrollgruppe in Richtung
≥ 0,24 zu erkennen.
3.2.2 Vergleich Osteoporosegruppe vs. Kontrollgruppe (♀)
In diesem Kapitel werden ausschließlich die weiblichen Probanden der
Osteoporosegruppe (1) und Kontrollgruppe (2) verglichen.
Nachfolgend werden die Boxplots der Messergebnisse des CTMI für die linke und
rechte Mandibula-Hälfte dargestellt (Abb. 24 und 25). Für den CTMI links (Abb.
24) überscheiden sich die Ergebnisse nicht so deutlich wie für den CTMI rechts
(Abb. 25).
Zieht man einen Vergleich der Mediane des CTMI links, liegen die Werte für die
Osteoporosegruppe bei 1,8 mm und für die Kontrollgruppe bei 3,0 mm. Der
Median des CTMI rechts liegt für die Osteoporosegruppe bei 2,2 mm und für die
Kontrollgruppe bei 3,0 mm.
Innerhalb der Boxen befinden sich die Mediane der Osteoporosegruppe eher am
unteren Ende. Die Verteilung ist hier tendenziell rechtsschief. Betrachtet man die
Mediane der Kontrollgruppe liegen diese eher am oberen Ende. Hier ist die
Verteilung tendenziell linksschief.
36
3 Ergebnisse
digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula links. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ [n=5] (1) vs.
Kontrollgruppe ♀ [n=7] (2). Probanden mit DVT-Aufnahmen aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche
digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula rechts. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ [n=5] (1) vs.
Kontrollgruppe ♀ [n=7] (2). Probanden mit DVT-Aufnahmen aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche
37
3 Ergebnisse
Abschließend betrachtet kann man konstatieren, dass es, trotz der geringen
Überschneidung der Ergebnisse in Abbildung 24, keine klare Trennung der
Messergebnisse zwischen Osteoporose- und Kontrollgruppe gibt. Es sind jedoch
Tendenzen für den CTMI für die Osteoporosegruppe in Richtung 2,0 mm und für
die Kontrollgruppe in Richtung 3,0 mm zu erkennen.
Im Folgenden sind in Abbildung 26 und 27 die Boxplots der Ergebnisse des CTI(S)
für die linke und rechte Mandibula-Hälfte dargestellt. In beiden Diagrammen sind
Überschneidungen der Messwerte für die Osteoporosegruppe (1) und die
Kontrollgruppe (2) ersichtlich. Dennoch unterscheiden sich die Messwerte stärker
als in der vorangegangenen Gegenüberstellung der geschlechterunspezifischen
Osteoporose- und Kontrollgruppe (Abb. 20 und 21).
Vergleicht man die Mediane des CTI(S) links, liegen die Werte für die
CTI(S) rechts liegt für die Osteoporosegruppe bei 0,17 und für die Kontrollgruppe
bei 0,20. Des Weiteren befinden sich innerhalb der Boxen die Mediane der
Kontrollgruppen CTI(S) links und rechts und der Osteoporosegruppe CTI(S) rechts
eher am oberen Ende. Hier ist die Verteilung tendenziell linksschief.
38
3 Ergebnisse
(superior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula links. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ [n=5]
(1) vs. Kontrollgruppe ♀ [n=7] (2). Probanden aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche Radiologie
(superior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula rechts. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀
[n=5] (1) vs. Kontrollgruppe ♀ [n=7] (2). Probanden aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche Radiologie
39
3 Ergebnisse
Analysiert man die Ergebnisse, so ist keine eindeutige Trennung der
Messergebnisse zwischen Osteoporose- und Kontrollgruppe feststellbar. Es sind
jedoch Tendenzen für den CTI(S) für die Osteoporosegruppe in Richtung 0,15 und
für die Kontrollgruppe in Richtung 0,20 zu erkennen.
Nachstehend sind die Boxplots der Ergebnisse des CTI(I) für die linke und rechte
Mandibula-Hälfte dargelegt (Abb. 28 und 29). Auch in diesen beiden Diagrammen
sind Überschneidungen der Messwerte für die Osteoporosegruppe (1) und die
Kontrollgruppe (2) ersichtlich, jedoch ebenfalls nicht so deutlich wie im vorherigen
Kapitel beim CTI(I) (Abb. 22 und 23).
Vergleicht man die Mediane des CTI(I) links, liegen die Werte für die
CTI(I) rechts der Osteoporosegruppe mit 0,22 liegt sehr nahe dem Median der
Kontrollgruppe mit 0,23.
(inferior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula links. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀ [n=5]
(1) vs. Kontrollgruppe ♀ [n=7] (2). Probanden aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche Radiologie
40
3 Ergebnisse
(inferior) im digitalen Volumentomogramm (DVT). Mandibula rechts. Vergleich der Osteoporosegruppe ♀
[n=5] (1) vs. Kontrollgruppe ♀ [n=7] (2). Probanden aus den Jahren 2008-2013 (zahnärztliche Radiologie
Resümiert man die Ergebnisse des CTI(I) kann keine klare Trennung der
Messergebnisse zwischen Osteoporose- und Kontrollgruppe festgestellt werden.
Es sind weder für die Osteoporose- noch für die Kontrollgruppe Tendenzen für
den CTI(I) auszumachen.
41
3 Ergebnisse
3.3 Sensitivität und Spezifität
Für die Indizes CTMI, CTI(S) und CTI(I) wurden, nach Betrachtung der einzelnen
Messergebnisse, die Sensitivitäten und Spezifitäten für bestimmte Grenzwerte
berechnet. Diese Grenzwerte mussten dabei individuell für jeden der Indizes
festgelegt werden.
Da sich in den Kontrollgruppen überwiegend Probanden mit einer Osteopenie
befinden, konnte eine möglichst hohe Sensitivität angestrebt werden, ohne die
Spezifität zu vernachlässigen.
Die Grenzwerte für die Indizes sind im Folgenden:
-
Für den Computed tomography mental index: 3,0 mm:
o CTMI < 3,0 mm: Osteoporose-Proband
o CTMI ≥ 3,0 mm: Osteopenie-Proband bzw. gesunder Proband
-
Für den Computed tomography mandibular index (superior): 0,18
o CTI(S) < 0,18: Osteoporose-Proband
o CTI(S) ≥ 0,18: Osteopenie-Proband bzw. gesunder Proband
-
Für den Computed tomography mandibular index (inferior): 0,23
o CTI(I) < 0,23: Osteoporose-Proband
o CTI(I) ≥ 0,23: Osteopenie-Proband bzw. gesunder Proband
42
3 Ergebnisse
3.3.1 Sensitivität und Spezifität – Probandengruppe ♀ + ♂
Berechnet man, geschlechterunspezifisch, die Sensitivitäten und Spezifitäten mit
oben genannten Grenzwerten, so ergibt sich:
-
Für den CTMI (links): 66,7% Sensitivität und 70,0% Spezifität
-
Für den CTMI (rechts): 66,7% Sensitivität und 70,0% Spezifität
-
Für den CTI(S) (links): 66,7% Sensitivität und 70,0% Spezifität
-
Für den CTI(S) (rechts): 66,7% Sensitivität und 80,0% Spezifität
-
Für den CTI(I) (links): 50,0% Sensitivität und 70,0% Spezifität
-
Für den CTI(I) (rechts): 66,7% Sensitivität und 80,0% Spezifität
3.3.2 Sensitivität und Spezifität – Probandengruppe ♀
Berechnet man die Sensitivitäten und Spezifitäten mit oben genannten
Grenzwerten nur für die Frauen, so ergibt sich:
-
Für den CTMI (links): 80,0% Sensitivität und 57,1% Spezifität
-
Für den CTMI (rechts): 80,0% Sensitivität und 57,1% Spezifität
-
Für den CTI(S) (links): 80,0% Sensitivität und 57,1% Spezifität
-
Für den CTI(S) (rechts): 80,0% Sensitivität und 71,4% Spezifität
-
Für den CTI(I) (links): 60,0% Sensitivität und 57,1% Spezifität
-
Für den CTI(I) (rechts): 80,0% Sensitivität und 42,9% Spezifität
43
3 Ergebnisse
3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse
Intrarater Reliability
Die Indizes Computed tomography mental index, Computed tomography
mandibular index (superior) und Computed tomography mandibular index (inferior)
haben den Test der intrarater Reliability bestanden. Dieser wurde durch die
jeweiligen Bland-Altman-Plots (Abb. 6 bis 11) bestätigt.
Lediglich dem Cone-Beam computed tomography density index konnte keine
intrarater Reliability bescheinigt werden. Aus diesem Grund mussten die
Messergebnisse des CBDI von der Auswertung zur Osteoporoseerkennung im
DVT ausgeschlossen werden.
Sensitivitäten und Spezifitäten
Fasst man die Ergebnisse des Computed tomography mental index, des
Computed
tomography
tomography
mandibular
index
mandibular
index
(inferior)
geschlechtsunspezifische
noch
für
die
(superior)
und
zusammen,
ist
weibliche
des
weder
Computed
für
die
Gegenüberstellung
der
Osteoporose- und Kontrollgruppe eine klare Trennung zu erkennen.
Man kann jedoch bei fast allen leichte Tendenzen für die einzelnen Indizes in
Richtung der kleineren Werte bei der Osteoporosegruppe und in Richtung der
größeren Werte bei der Kontrollgruppe erkennen.
Lediglich für den CTI(I) bei den Frauen lässt sich keine Tendenz feststellen, da die
Mediane des CTI(I) rechts sehr nahe beieinander liegen.
44
3 Ergebnisse
Es ergeben sich folgende Sensitivitäten und Spezifitäten:
-
-
-
-
-
-
CTMI links (Grenzwert: 3,0 mm; Osteoporoseverdacht < 3,0 mm)
o ♀ + ♂:
66,7% Sensitivität und 70,0% Spezifität
o ♀:
CTMI rechts (Grenzwert: 3,0 mm; Osteoporoseverdacht < 3,0 mm)
o ♀ + ♂:
o ♀:
CTI(S) links (Grenzwert: 0,18; Osteoporoseverdacht < 0,18)
o ♀ + ♂:
o ♀:
CTI(S) rechts (Grenzwert: 0,18; Osteoporoseverdacht < 0,18)
o ♀ + ♂:
o ♀:
CTI(I) links (Grenzwert: 0,23; Osteoporoseverdacht < 0,23)
o ♀ + ♂:
o ♀:
CTI(I) rechts (Grenzwert: 0,23; Osteoporoseverdacht < 0,23)
o ♀ + ♂:
o ♀:
45
4 Diskussion
4 Diskussion
Die Studie zum Thema Osteoporoseerkennung im digitalen Volumentomogramm
(DVT) erweitert die Möglichkeiten Osteoporose in der zahnmedizinischen
radiologischen Bildgebung festzustellen.
Zahlreiche Arbeiten haben sich mit der Erkennung der Osteoporose in der
Panoramaschichtaufnahme (Taguchi 2010; Bozic u. Ihan Hren 2006; Karayianni et
al. 2007) oder in Zahnfilmen (Nackaerts et al. 2008) beschäftigt.
Bisher gab es lediglich eine Untersuchung, die erfolgreich einen Unterschied
zwischen gesunden und osteoporosekranken postmenopausalen Frauen im DVT
eruieren konnte (Koh u. Kim 2011).
Diese Pilotstudie knüpft an die erwähnte Untersuchung von Koh und Kim aus dem
Jahr 2011 an. Ziel war es einen Grenzwert für die verschiedenen Methoden im
DVT zu bestimmen, mit dem man Probanden mit Osteoporose von gesunden
Probanden bzw. Probanden mit Osteopenie abgrenzen kann.
Methodenkritik
Der gewichtigste Kritikpunkt kommt der geringen Anzahl an Probanden in dieser
Studie zu. Da nur ein kleiner Teil der Probanden eine Knochendichtemessung
vorweisen konnte und bei mehreren Probanden der Unterkiefer in den DVTAufnahmen abgeschnitten war, konnten letztendlich nur 6 Probanden in die
Osteoporosegruppe (fünf Frauen und ein Mann) und 10 Probanden in die
Kontrollgruppe (sieben Frauen und ein Mann mit Osteopenie; zwei gesunde
Männer) aufgenommen werden.
Die Qualität der Forschungsergebnisse hätte zudem gesteigert werden können,
wenn mehr gesunde Probanden an der Studie teilgenommen hätten, da
Osteopenie eine Vorstufe der Osteoporose darstellt. Eine Gegenüberstellung einer
gesunden Kontrollgruppe mit der Osteoporosegruppe hätte vermutlich zu einem
trennschärferen Ergebnis geführt.
46
4 Diskussion
Ein weiterer Kritikpunkt sind die vorliegenden DXA-Messungen von Probanden mit
einer Osteopenie, die zeitlich vor der DVT-Aufnahme gemacht wurden. Die
meisten waren ein bis zwei Jahre älter, als die DVT-Aufnahme. Es gab jedoch
auch eine DXA-Messung, die vier Jahre zurücklag. Vorteilhaft wären DXAMessungen im selben Jahr wie die DVT-Aufnahme gewesen, da sich der Knochen
mit den Jahren verändert haben könnte.
Bei einem so kleinen Pool an Probanden wurden die Gruppen nicht nach
Voxelgrößen der DVT-Aufnahmen aufgeteilt. Die Aufnahmen weisen somit
Voxelgrößen von 0,2 bis 0,3 auf. Das wirkt sich messtechnisch gesehen nicht
merklich auf die Ergebnisse aus, muss jedoch in Bezug auf Einheitlichkeit
zwischen den Probanden kritisiert werden.
Alle Messreihen konnten, nach Schulung durch Frau Prof. Margrit-Ann Geibel,
vom Doktorand, der die Fachkunde DVT erworben hat, durchgeführt werden. Hier
muss die fehlende Routine gegenüber einem Radiologen oder einem Zahnarzt mit
mehrjähriger DVT-Erfahrung aufgezeigt werden. Außerdem wurden die DVTAufnahmen zwei Mal im Abstand von mindestens zwei Wochen von nur einem
Untersucher nach dem Prinzip der intrarater Reliability ausgewertet. Ein zweiter
Untersucher, nach dem Prinzip der interrater Reliability, hätte die Wiederholbarkeit
der Messergebnisse nochmals eindeutiger verifizieren können.
Kritik am Messverfahren
Schaut man sich mehrere DVT-Aufnahmen des Unterkiefers an, ist feststellbar,
dass nicht immer eine „perfekte“ Anatomie vorzufinden ist. Es gab Probanden bei
denen es diffizil war die Tangenten zum Auffinden der richtigen Schnittebene
anzulegen, um damit wiederholbare Messergebisse erhalten zu können.
47
4 Diskussion
Intrarater Reliability
Betrachtet man zunächst die Bland-Altman-Plots, ist eine intrarater Reliability für
den Computed tomography mental index, den Computed tomography mandibular
index (superior) und den Computed tomography mandibular index (inferior)
gegeben, wobei durchaus ein paar wenige Ausreißer zu beanstanden sind, die
jedoch nahe den definierten Grenzen zum Liegen kommen.
Vor allem beim CTI(I) links gab es unerwartet viele Punkte, die sich außerhalb der
Grenzen befunden haben. Das Problem liegt hierbei zum einen an der
Morphologie des UK und der damit verbundenen Schwierigkeit Tangenten
anzulegen und zum anderen an der Messgenauigkeit. Zusätzlich spielte der
Faktor Zeit eine wesentliche Rolle. Lag ein schwieriger Fall vor, mussten bis zu
zehn Minuten für die komplette Auswertung einer DVT-Aufnahme veranschlagt
werden.
Schaut man sich nun die intrarater Reliability der Studie von Koh u. Kim (2011), in
der erstmalig die Indizes CTMI, CTI(S) und CTI(I) zum Einsatz kamen und die
intrarater Reliability dieser Studie an, kann man konstatieren, dass die
durchgeführten Messungen wiederholbar sind.
Dem neu definierten Cone-Beam computed tomography density index konnte nur
eine negative intrarater Reliability bescheinigt werden, da die HE der ersten und
zweiten Messung teilweise deutlich über dem Grenzwert von +/-50 HE lagen.
Genannter
Sachverhalt
ist
zurückzuführen
auf
die
bereits
erwähnten
Schwierigkeiten beim Anlegen der Tangenten und einen vermutlich zu gering
definierten kreisrunden Bereich. Dieser Bereich war jedoch ein Kompromiss in
Bezug auf die Vorgehensweise zum Auffinden des richtigen Messortes und auf die
um den Messbereich befindlichen Strukturen. Zu erwähnen wäre hierbei der
Canalis mandibularis und die unterschiedlich dicke Kompakta der einzelnen
Probanden, die bei der HE-Messung nicht mit eingeschlossen werden sollten.
48
4 Diskussion
Box-Whisker-Plots und Mediane
Kritisch ist zu bewerten, dass sich sämtliche Ergebnisse des CTMI, des CTI(S)
und des CTI(I) der Osteoporosegruppe (1) und Kontrollgruppe (2) überschneiden,
sowohl für Männer und Frauen gemeinsam, als auch für die Frauen alleine. Damit
ergab sich keine eindeutige Trennung zwischen den beiden Gruppen. Diese
Tatsache hatte Einbußen bei den Sensitivitäten und Spezifitäten für die jeweiligen
Indizes zur Folge.
Ein Grund für die geringen Unterschiede in den Ergebnissen in unserer Studie
könnte
der
Vergleich
Osteoporoseprobanden
mit
vorwiegend
Osteopenieprobanden in der Kontrollgruppe sein. Das erscheint logisch, wenn
man davon ausgeht, dass die generelle Demineralisation der Knochen bei Frauen
nach der Menopause auch den Unterkiefer betrifft.
Schaut man sich die Ergebnisse von Koh und Kim (2011) an, kann man ebenfalls
Überschneidungen zwischen Osteoporosegruppe und gesunder Kontrollgruppe für
die Indizes CTI(S) und CTI(I) feststellen, diese scheinen jedoch nicht so groß, wie
in vorliegender Studie zu sein. Dagegen gibt es beim CTMI sogar keinen
signifikanten Unterschied zwischen den zwei Gruppen (Koh u. Kim 2011).
Betrachtet man zunächst die Mediane des CTI(S) der Frauen aus dieser Studie
näher, liegen die Werte für die Osteoporosegruppe bei 0,13 (links) bzw. 0,17
(rechts) und für die Kontrollgruppe bei 0,20 (links und rechts). Vergleicht man
diese Werte allerdings mit den Mittelwerten der Studie von Koh und Kim (2011),
scheinen die Ergebnisse im Ansatz mit hier vorliegender Studie vergleichbar zu
sein. Für den CTI(S) der Osteoporosegruppe geben sie einen Mittelwert von 0,14
und für den CTI(S) der Kontrollgruppe einen Mittelwert von 0,21 an (Koh u. Kim
2011).
Vergleicht man die Ergebnisse des CTI(I) der Frauen aus dieser Studie mit dem
Ergebnis des CTI(I) aus der Studie von Koh und Kim (2011) sind sich diese
ebenfalls ähnlich. Natürlich wieder unter dem Vorbehalt, dass bei dieser
Pilotstudie der Median angegeben wurde und bei Koh und Kim (2011) der
Mittelwert.
49
4 Diskussion
Sensitivitäten und Spezifitäten
Die definierten Grenzwerte der einzelnen Indizes CTMI, CTI(S) und CTI(I), für
Männer und Frauen gemeinsam, ergeben fast alle Sensitivitäten und Spezifitäten
unter 80%. Lediglich beim CTI(S) rechts und beim CTI(I) rechts ist eine Spezifität
von 80% zu konstatieren.
Dieses Ergebnis ist als kritisch einzustufen, zum einen wegen der geringen Anzahl
an Probanden und zum anderen sollte eine Methode sowohl in der Spezifität als
auch in der Sensitivität eine möglichst hohe Prozentzahl erreichen, um als klinisch
anwendbar zu gelten.
Schaut man sich die reinen Frauengruppen in Bezug auf Sensitivität und Spezifität
an, werden die Ergebnisse besser, sind aber ebenfalls noch nicht abschließend
zufriedenstellend. Alle Indizes, bis auf den CTI(I) links mit 60,0%, weisen eine
Sensitivität von 80,0% auf. Die Spezifitäten belaufen sich auf 57,1%, mit einem
Ausreißer nach oben (71,4%) und einem nach unten (42,9%).
Schlussfolgerung
Es hat den Anschein, dass sich bei Frauen ab 55 Jahren auch der Unterkiefer in
Bezug auf eine Osteoporoseerkrankung verändert und es damit möglich ist, eine
Frau mit Osteoporose in einer DVT-Aufnahme des Unterkiefers zu erkennen.
Da in dieser Studie nur wenige männliche Probanden Teil der Auswertung waren,
kann keine Aussage über die Erkennung von Osteoporose im Unterkiefer bei den
männlichen Probanden getroffen werden.
Für weitere Studien sollte die Anzahl der Probanden, insbesondere die der
männlichen, erhöht werden, um die Vermutung Osteoporose im DVT erkennen zu
können
deutlicher
zu
verifizieren.
Zudem
verspricht
ein
Vergleich
von
Osteoporoseprobanden mit gesunden Probanden prägnantere Ergebnisse und
sollte demnach in nachfolgende Studiendesigns integriert werden.
50
4 Diskussion
Betrachtet man die Unterkiefer der weiblichen Osteoporoseprobanden stellt man
fest, dass die Spongiosa sehr viele „Hohlräume“ und nur noch „wenige“ dicht
verzweigte Bälkchen aufweist. Das könnte eventuell mit dem niedrigen
Östrogenspiegel der Frauen während und nach der Menopause zu tun haben
(Bartl u. Bartl 2011), der vielleicht dazu führt, dass der Knochen generalisiert
demineralisiert wird und sich dadurch eine Osteoporose auch im Unterkiefer
manifestiert. Das würde bedeuten, dass die Möglichkeit eine Osteoporose im DVT
zu erkennen nur auf postmenopausale Frauen beschränkt bleibt. Diesem visuellen
Ansatz sollte jedoch unbedingt in weiteren Studien nachgegangen werden.
Den erstmalig zum Einsatz gekommenen CBDI sollte man, trotz der negativen
intrarater Reliability, für die Osteoporoseerkennung nicht gänzlich verwerfen. Es
besteht die Möglichkeit eine andere wiederauffindbare Stelle in der UK-Spongiosa
zu definieren und den Durchmesser von 0,7 x 0,7 mm um einiges größer zu
machen. Diese Vorgehensweise kann eventuell die großen Schwankungen der
HE reduzieren.
Abschließend kann man konstatierten, dass es im DVT durchaus Möglichkeiten
gibt Patienten mit einer Osteoporose zu identifizieren. Ein großer Nachteil besteht
jedoch darin, dass die in dieser Arbeit durchgeführten Messungen, wenn man sie
wiederholbar gestalten möchte, sehr genau ausgeführt werden müssen und sie für
den Zahnarzt in der Praxis einen zu hohen Arbeits- und Zeitaufwand bedeuten
würden. Aus diesem Grund sind die Methoden leider impraktikabel und für einen
kurzen Osteoporose-Check im Rahmen der Nebenbefunde ungeeignet. Hier gilt
es eine Kurz-Screening-Methode zu entwickeln, um die Befundung für den
Zahnarzt alltagstauglich zu gestalten.
51
5 Zusammenfassung
5 Zusammenfassung
Die vorliegende Pilotstudie beschäftigte sich mit verschiedenen Messverfahren,
die eine Osteoporoseerkrankung von Frauen und Männern im digitalen
Volumentomogramm (DVT) diagnostizieren sollen. Dabei wurde untersucht, ob es
signifikante Unterschiede in den Messwerten verschiedener Indizes zwischen
Probanden mit Osteoporose im Vergleich zu Probanden mit Osteopenie bzw.
gesunden Probanden gibt. Außerdem sollte ein Grenzwert für diese Indizes
definiert werden, bei dem mit möglichst hohen Sensitivitäten und Spezifitäten zu
rechnen ist.
Zu Beginn dieser Studie lag das positive Votum der Ethikkommission im
Schreiben vom 06. Mai 2013 vor.
Aus dem Pool von 810 DVT-Datensätzen der Zahnklinik des Universitätsklinikums
Ulm (Aufnahmezeitpunkt 2008 bis September 2013) wurden insgesamt 144
Probanden (71 weibliche und 73 männliche), die zum Zeitpunkt der DVT –
Aufnahme
das
55.
Lebensjahr
erreicht
hatten,
vorausgewählt.
An
alle
vorausgewählten Probanden wurden Briefe versendet. Diese enthielten eine
Erläuterung der Studie und eine freiwillige vom Probanden zu unterzeichnende
Einwilligungserklärung zur Entbindung der Schweigepflicht des Hausarztes.
Letztendlich konnten, den Ein- und Ausschlusskriterien geschuldet, zwölf Frauen
(fünf Frauen mit Osteoporose und sieben mit Osteopenie) und vier Männer (ein
Proband mit Osteoporose, einer mit Osteopenie und zwei gesunde Probanden) an
der Studie teilnehmen.
Die vorhandenen DVT-Aufnahmen wurden mit dem digitalen Volumentomogramm
3D eXam (KaVo, Deutschland) erstellt und mit dem Programm OnDemand3D
(Version 1.0, Cybermed Inc., Südkorea) ausgewertet.
Alle Messungen sind in der Mandibula im Bereich des Foramen mentale rechts
und links durchgeführt werden. Dabei kamen die von Koh und Kim (2011)
beschriebene Indizes zum Einsatz, wie der Computed tomography mandibular
index (superior) (CTI(S)), der Computed tomography mandibular index (inferior)
(CTI(I)), sowie der Computed tomography mental index (CTMI). Zusätzlich wurden
52
5 Zusammenfassung
Knochendichtemessungen in der Spongiosa durchgeführt. Diesem Messverfahren
wurde der Name Cone-Beam computed tomography density index (CBDI)
verliehen.
Die erste Messreihe wurde verblindet durchgeführt. Im Abstand von mindestens
zwei Wochen fand eine zweite Auswertung statt. Damit konnten die Indizes auf
ihre intrarater Reliability überprüft werden. Dem CTMI, dem CTI(S) und dem CTI(I)
konnte eine Wiederholbarkeit der Messergebnisse bescheinigt werden. Lediglich
der CBDI hat den Test der intrarater Reliability nicht bestanden und musste von
der Auswertung ausgeschlossen werden.
Resümiert man die Ergebnisse des CTMI, des CTI(S) und des CTI(I) ist keine
klare
Trennung
zwischen
den Werten
für
die
Osteoporosegruppe
und
Kontrollgruppe auszumachen, sowohl für die Männer und Frauen gemeinsam, als
auch für die Frauen alleine. Man kann jedoch bei fast allen leichte Tendenzen für
die einzelnen Indizes in Richtung der kleineren Werte bei der Osteoporosegruppe
und in Richtung der größeren Werte bei der Kontrollgruppe erkennen.
Die definierten Grenzwerte der Indizes CTMI, CTI(S) und CTI(I), für Männer und
Frauen gemeinsam, ergeben somit fast alle Sensitivitäten und Spezifitäten unter
80%. Wertet man nur die Ergebnisse der Frauen aus, weisen die Indizes, bis auf
den CTI(I) links mit 60,0%, eine Sensitivität von 80,0% auf. Die Spezifitäten
belaufen sich auf 57,1%, mit einem Ausreißer nach oben (71,4%) und einem nach
unten (42,9%).
Der größte Kritikpunkt kommt zum einen der geringen Anzahl an Probanden, und
zum anderen der geringen Anzahl an gesunden Probanden in dieser Studie zu.
Vielleicht hätten mehr gesunde Probanden ein deutlicheres Ergebnis zwischen
Osteoporosegruppe und Kontrollgruppe aufzeigen können. Des Weiteren wurden
alle Messreihen vom Doktorand durchgeführt. Hier muss die mangelnde Erfahrung
in der Auswertung von DVT-Aufnahmen aufgezeigt werden.
Abschließend kann man konstatieren, dass es im DVT durchaus Möglichkeiten
gibt, Patienten mit einer Osteoporose zu identifizieren. Ein großer Nachteil besteht
jedoch im hohen Zeitaufwand. Hier gilt es eine Kurz-Screening-Methode zu
entwickeln, um die Befundung für den Zahnarzt alltagstauglich zu gestalten.
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60
Anhang
Anhang
Patienteninformation
61
Anhang
62
Anhang
63
Anhang
Einwilligungserklärung
64
Anhang
65
Anhang
66
Danksagung
Danksagung
Meinen herzlichen Dank an alle, die zum Gelingen dieser Dissertation beigetragen
haben:
Frau Prof. Dr. Margrit-Ann Geibel für die hervorragende Zusammenarbeit und
die Betreuung meiner Dissertation.
Herrn Anton Negele und Herrn Tobias Bauer für den EDV-Support.
Frau Mubera Talovic und Frau Heidemarie Kießlich für die Unterstützung in
der röntgenologischen Abteilung.
Den Patienten, die an dieser Studie teilgenommen haben.
Meinen Eltern für die Unterstützung während der Anfertigung dieser Arbeit.
Julia Halder für ihre unermüdliche Unterstützung und das Aushalten meiner
Launen während der Anfertigung dieser Arbeit.
67
Lebenslauf
Lebenslauf
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