μCT-Untersuchung sowie histologische Auswertung zur Knochendichte- und -dickenmessung der subchondralen Kompakta bei Osteoarthrose des Menschen
μCT based and histological examination of bone thickness and density in human subchondral compact bone under osteoarthritic conditions
von Linus Gödeke
Datum der mündl. Prüfung:2017-12-18
Erschienen:2017-11-15
Betreuer:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Gutachter:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Gutachter:Prof. Dr. Annette Wiegand
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Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
GOAL The aim of this in-vitro study was the μCT based determination of subchondral solid bone thickness and its degree of mineralization in specimens of knees resected in reconstructional orthopaedic surgery from human patients with osteoarthritis. METHOD A calibration-object was used to calculate the exact BMD (Bone Mineral Density) in g/cm3 from the ADU (Arbitrary Digital Units) value given by the μCT reconstruction. In addition the structural changes in the process of osteoarthritis were examined in a histochemical process to validate the region of interest and to compare the results with the results gained from the μCT-Examination. RESULTS The average BMD measured by μCT was 1,9 g/cm3 for control specimens and 1,4 g/cm3 for specimens taken from osteoarthritic regions. The results showed a difference that was statistically significant (p <.001). The mean thickness was 0,39 mm in the control specimens and 0,45 mm under osteoarthritic conditions (p=0.61). Light microscopical examination of the histological sections showed deviating values with 0,17 mm for the control and 0,12 mm for osteoarthrotic knee sections (p= 0.51). Both examination methods showed no statistical difference between control and defective specimens.
Keywords: Osteoarthritis; Knee; Bone; Subchondral; Human; μCT; Compact Bone
Deutsch
FRAGESTELLUNG Das Ziel der vorliegenden in-vitro Untersuchung war eine Messung der Kochendichte und -dicke an Proben von infolge einer Protheseninsertion gewonnenen Knieresektaten an Osteorthrose erkrankter Patienten mittels μCT. METHODEN Ein Kalibrierungskörper wurde verwendet um einen exakten Zahlenwert in g/cm3 für die Knochendichte (BMD - Bone Mineral Density) zu erhalten. Dieser wurde anhand des ausgegebenen Grauwertes (in ADU – Arbitrary Digital Units) berechnet. Zusätzlich wurden die Strukturveränderungen des osteoarthritischen Gelenkes anhand von histologischen Schnitten der Präparate untersucht, um die im μCT untersuchte Region zu validieren und um die gewonnen Ergebnisse mit denen der μCT-Untersuchung zu vergleichen. ERGEBNISSE Die durschnittliche durch μCT ermittelte Dichte (BMD) betrug 1,9 g/cm3 bei der Kontrollgruppe und 1,4 g/cm3 bei den untersuchten Proben erkrankter Regionen. Die Ergebnisse wiesen eine statistische Signifikanz auf (p <.001). Die gemessene Dicke der Proben betrug im Mittel 0,39 mm in der Kontrollgruppe und 0,45 mm bei ostearthrotischen Probenbereichen (p=0.61). Lichtmikroskopieuntersuchungen zeigten mit 0,17 mm bei der Kontrollgruppe und 0,12 mm bei osteoarthrotischen Probenbereichen abweichende Ergebnisse (p=0.51). Beide Untersuchungsmethoden wiesen keine statistisch Signifikante Differenz zwischen Kontrollgruppe und erkrankten Bereichen auf.
Schlagwörter: Osteoarthrose; Knie; Knochen; Mensch; Kompakta; Subchondraler Knochen