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Ruge, Anja (2007): Evaluierung der Genauigkeit eines Norland XR26 DXA-Systems im Vergleich zu einem GE Lunar DPX-IQ unter Verwendung eines modifizierten Variable Composition Phantoms. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Inhalt dieser Arbeit sind die Fettgehaltsmessungen zweier Röntgenabsorptionsmessgeräte verschiedener Hersteller unter Verwendung eines „Variable Composition Phantoms“ (VCP) in der Kombination mit einem Wirbelsäulenphantom. Im Rahmen dieser Messungen kamen das GE Lunar DPX-IQ des Lehr- und Versuchsgutes der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München sowie das Norland XR26 des Forschungsinstitutes für die Biologie landwirtschaftlicher Nutztiere (FBN) in Dummerstorf zum Einsatz. Das Ziel der Arbeit war die Eröffnung der Möglichkeit des Vergleiches von Fettgehaltsmessungen zweier DXA-Geräte unterschiedlicher Hersteller. Dies erfolgte durch die Erfassung der Messgenauigkeit und Präzision der Einzelgeräte durch den Vergleich mit dem angegebenen, standardisierten Fettgehalt des Phantoms. Außerdem wurde die Variation der Ergebnisse durch die Verknüpfung des VCP mit dem Wirbelsäulenphantom beim GE Lunar DPX-IQ und damit die Zweckmäßigkeit der eingesetzten Phantomkombination untersucht. Ferner sollte festgestellt werden, ob eine statistische Signifikanz zwischen den Abweichungen beider Röntgenabsorptionsmessgeräte vorliegt. Bei den Untersuchungen wurde als Versuchsobjekt ein Bio-Imaging-VCP, bestehend aus 4 Acrylblöcken mit dünnen Auflagen aus Acryl und Vinyl und einem Aluminiumkopf verwandt. Durch die Kombination der Acrylblöcke mit den dünnen Auflagen können drei verschiedene Weichgewebekompositionen (Herstellerangabe 8,3 [%-Fett], 22,3[%-Fett], 43,5[%-Fett]) simuliert werden. Die Versuchsmessungen wurden durch die Verknüpfung des VCP mit einem Wirbelsäulenphantom des Herstellers GE Lunar, welches den typischen Bereich der Größe und Dichte einer menschlichen Wirbelsäule imitiert, erweitert. Bei diesem Versuch wurde die beschriebene Phantom-Kombination unter geeigneter Positionierung mit beiden DXA-Geräten eingescant und entsprechend analysiert. Die Versuchsreihen wurden jeweils in den verschiedenen Scanmodi der Röntgenabsorptionsmessgeräte durchgeführt. Während beim Norland XR26 ausschließlich unter Einbeziehung des Wirbelsäulenphantoms gearbeitet wurde, kam das VCP beim GE Lunar DPX-IQ auch ohne Wirbelsäulenphantom zum Einsatz. Die Messergebnisse wurden gemäß der eingestellten Fettkonfiguration des VCP und des gewählten Scanmodus der DXA-Geräte nach ihrer Genauigkeit und Präzision ausgewertet. Beim GE Lunar DPX-IQ wurden sowohl mit als auch ohne Wirbelsäulenphantom genaue und präzise Messergebnisse ermittelt. Angesichts der unter anderem in der vorliegenden Arbeit ermittelten Messergebnisse des VCP beim GE Lunar DPX-IQ eignet sich das VCP daher für die Kalibrierung des Fettgehaltes bei DXA-Geräten dieser Art. Allerdings existieren große Abweichungen von der Herstellerangabe der Messergebnisse des VCP mit dem „Kleintiermodus“ des GE Lunar DPX-IQ (maximal 51,7 [%-Fett]). Ausgehend von diesen Messergebnissen der vorliegenden Studie erscheint die Anwendung der Kleintiersoftware beim GE Lunar DPX-IQ als nicht geeignet. Die größte Präzision wurde in der Kombination des VCP mit dem Wirbelsäulenphantom beim GE Lunar DPX-IQ mit den Scanmodi „Adult normal“ sowie „Pediatric large“ erzielt (maximale Standardabweichung 0,51). Aufgrund der Beeinflussung der Genauigkeit und Präzision der Fettgehaltsmessung durch den gewählten Scanmodus, ist dieser beim Vergleich von Messergebnissen zu beachten, bzw. bei Langzeitstudien die oben genannten Scanmodi mit der größten Präzision beim GE Lunar DPX-IQ zu verwenden. Die Kombination aus VCP und Wirbelsäulenphantom ist auch beim Norland XR26 einsetzbar. Denn mit der Phantom-Kombination wurden beim Norland XR26 ebenso genaue und präzise Messergebnisse erzielt. Da beim Norland XR26 der Forschungsmodus mit hoher Auflösung und geringer Scangeschwindigkeit die präzisesten Messergebnisse (maximale Standardabweichung 0,32) erbrachte, ist diese Geräteeinstellung für wiederholte Messungen sinnvoll. Weiterhin wurde der Einfluss des Wirbelsäulenphantoms als Knochenäquivalent auf die Fettgehaltsmessung beim GE Lunar DPX-IQ analysiert. Das Wirbelsäulenphantom führte zu einer erwarteten Reduktion des gemessenen Fettgehaltes. Diese wird durch eine Parallelverschiebung der Regressionsgeraden unter Verwendung des Wirbelsäulenphantoms gegenüber den Geraden ohne Knochenäquivalent ersichtlich. Mittels t-Test konnte zumindest teilweise eine signifikante Differenz zum Niveau α = 0,05 zwischen den Mittelwerten der Messergebnisse mit und ohne Wirbelsäulenphantom nachgewiesen werden. Daher erscheint die im vorliegenden Versuch eingesetzte Kombination zwischen einem VCP und einem Wirbelsäulenphantom zweckmäßig, denn das hinzugefügte Knochenäquivalent beeinflusste teilweise signifikant die Weichgewebeergebnisse. Darüber hinaus wurden bei beiden DXA-Geräten mit der hier verwendeten Phantomkombination sinnvolle Messergebnisse erzielt. Des Weiteren wurde mittels Regressionsanalyse eine vergleichende Betrachtung der Versuchsreihen beider Messgeräte durchgeführt. Es wurden vor allem die in beiden Instituten maßgeblich genutzten Scanmodi der Geräte miteinander verglichen. Eine direkte Übertragung von Messergebnissen zwischen beiden DXA-Geräten ist ausschließlich bei einem geringen Fettgehalt zwischen den Scanmodi „Pediatric large“ (GE Lunar) und „Ganzkörper“ (Norland) möglich. Ferner wurden für beide DXA-Geräte unterschiedliche Kurvenanstiege der Regressionsgeraden ermittelt. Mit dem Student t-Test konnte zum Teil eine signifikante Differenz (Signifikanzniveau α = 0,05) zwischen vergleichbaren Scanmodi beider DXA-Geräte nachgewiesen werden. Angesichts dieser Geräteabweichungen ist ein direkter Vergleich von Messergebnissen zwischen den eingesetzten DXA-Scannern der Hersteller GE Lunar und Norland nicht möglich. Aus diesem Grunde sind gerade beim Vergleich von Messungen mit hohem Fettgehalt die in der vorliegenden Arbeit ermittelten Korrekturfaktoren erforderlich. Durch diese Faktoren wird die Möglichkeit eröffnet, Fettgehaltsmessungen zweier DXA-Geräte unterschiedlicher Hersteller (GE Lunar und Norland) miteinander zu vergleichen. Dennoch müsste in weiterführenden Untersuchungen geklärt werden, inwieweit sich die mit der Phantomkombination bestimmten Regressionsgeraden für den Abgleich von Fettgehaltsmessungen zwischen dem GE Lunar DPX-IQ und dem Norland XR26 durch die homogene Weichgewebeverteilung von In-vivo-Messungen unterscheiden.