Volumetrie und Densitometrie von Wirbelkörpern bei Patienten mit pyogener Spondylodiszitis – eine neuartige Methode zur Quantifizierung der Wirbelkörper-Destruktion

Die pyogene Spondylodiszitis ist eine ernstzunehmende Erkrankung, die es verlangt, sich ständig mit ihr zu befassen. Die Entscheidung über die Wahl des Therapieverfahrens wird unteranderem anhand der Stabilität der Wirbelsäule (WS) fest gemacht. Maßgebende Einflussgrößen der Stabilität eines betroffenen Wirbelkörpers (WK) und somit auch der WS sind sein Volumen und seine Dichte. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode, um Volumen- und Dichteänderungen patientenspezifisch zu quantifizieren. Dafür wurden DICOM-Daten von 31 Patienten mit dem Open-Source-Programm 3D Slicer segmentiert und vermessen. Einschlusskriterien waren eine nachgewiesene Infektion im thorakolumbalen Bereich, ein Alter ≥18 Jahre, keine das Volumen beeinflussende Operation sowie eine CT-Aufnahme im DICOM Format, mit dem infizierten Bereich und mindestens vier angrenzenden, nicht infizierten WK. Um eine Aussage über die Änderung des Volumens treffen zu können, wurde das präinfektiöse Volumen über eine einfache lineare Regression anhand der angrenzenden nicht infizierten WK ermittelt. Dies ist durch das kontinuierlich ansteigende Wirbelkörpervolumen von thorakal zu lumbal (mit der Ausnahme von L5) möglich. Anhand des errechneten Ursprungsvolumens und des gemessenen Volumens eines infizierten WK, konnte so ein Destruktionsquotient ermittelt werden. Die Dichteanalyse erfolgte über Hounsfield-Einheiten (HU), wobei die Werte des infizierten WK ins Verhältnis zu einem benachbarten, nicht infizierten WK gesetzt wurden. Die Volumetrie ergab einen durchschnittlichen Destruktionsquotient von 0,905±0,30, also einen durchschnittlichen Volumenverlust von 9,5%. Der stärkste Volumenverlust betrug 58%. Ein Zusammenhang zwischen auslösenden Erregern und Grad der Destruktion konnte nicht gefunden werden. Die Analyse der Krankenhausaufenthaltsdauer weist auf komplexe Krankheitsverläufe in Fällen mit einem hohen Knochenverlust hin. Die Untersuchung der HU eines infizierten WK im Vergleich zu seinem unmittelbar angrenzenden, nicht infizierten WK, ergab einen durchschnittlichen Anstieg von 15,6%. Dies wird vor allem auf das Einstürzen eines WK als Folge der Instabilität und damit einhergehender Verdichtung des Gewebes zurückgeführt. Diese Arbeit zeigt, dass Volumen- und Dichteänderungen als Maß für die Destruktion patientenspezifisch quantifizierbar sind. Dadurch kann die Beurteilung der Stabilität der WS verbessert und die Wahl eines geeigneten Therapieverfahrens unterstützt werden.