Segmentierung und Zeitfolgen-Registrierung des BWK 12 aus hochaufgelösten CT-Daten in vivo

Einleitung: Statistisch wird jede 3. Frau, aber auch jeder 8. Mann zeitlebens eine osteoporotische Fraktur erleiden. Die Standarddiagnostik (dual x-ray absorptiometry, DXA) der Osteoporose beruht auf einer zweidimensionalen Messung der Knochendichte (bone mineral density, BMD), was aber Mängel vor allem in der Therapieüberwachung aufweist. Neben dem BMD sollten daher weitere Aspekte der Knochenfestigkeit wie die Struktur des Trabekelnetzwerks oder die Knochengeometrie berücksichtigt werden. Ziel unserer Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik zur Analyse dieser Größen an einem der wichtigsten Frakturorte, der Wirbelsäule, mit Hilfe von hochaufgelöstem CT (HRCT) in vivo. Eine ergänzende Methodik ist die Finite Elemente Analyse (FEA) zur Berechnung der Knochenfestigkeit, welche einen guten Surrogat-Parameter für das Frakturrisiko ergeben könnte.

Problemstellung: Um eine gute Langzeit-Präzision zu ermöglichen, ist eine automatische Segmentierung des Wirbels erforderlich. Füur die FEA ist weiterhin eine Registrierung der nachfolgenden Aufnahmen jedes Probanden nötig, um eine Krafteinleitung aus identischen Richtungen zu simulieren. Die äußere Begrenzung (Kortikalis) des Wirbelköorpers ist nur wenige 100 my m dick, zudem weist das osteoporotische Patientenklientel per definitionem eine sehr niedrige Mineralisierung des Knochens auf, so dass nur ein schlechter Bildkontrast gegeben ist.