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Fortschritt in der Frakturrisikovorhersage durch die Kombination von BMD und TBS iNsightTM

Die Weltgesundheitsorganisation definiert Osteoporose als stumme Krankheit, gekennzeichnet durch verminderte Knochenmasse und geschädigte Mikroarchitektur des Knochengewebes, mit der Folge eines erhöhten Frakturrisikos1.

Weltweit betrifft Osteoporose rund 200 Millionen Frauen und führt jährlich zu fast 9 Millionen Frakturen. Global erleiden eine von drei Frauen und einer von fünf Männern über 50 Jahre eine Fraktur durch Osteoporose mit anschließender Verschlechterung der Lebensqualität und einer überdurchschnittlichen Sterblichkeitsrate.

Für die Beurteilung der quantitativen Merkmale der Osteoporose gilt DXA Knochendichtemessung als allgemein akzeptiertes Standardverfahren in der Osteoporosediagnostik. Die mittels DXA ermitteltete Knochenmineraldichte (BMD) stellt zweifelsfrei eine bedeutende Bestimmungsgröße für die Knochenstärke und das Frakturrisiko dar. Ebenso ist aber auch bekannt, dass über 50 % der Frakturvorkommnisse bei Patienten durch DXA-Werte als nicht „osteoporös“ klassifiziert werden2. Dies bedeutet, dass außer der Knochenmineraldichte noch weitere Faktoren sowohl die Knochenstärke als auch das Bruchrisiko bestimmen, darunter neben Knochengeometrie, Mikroschädigungen, Knochenerneuerung, Alter, Familiengeschichte, Sturzgefahr und weitere skeletteigene und andere Faktoren eben auch die zur Grunddefinition der Osteoporose enthaltene Schädigung der Mikrostruktur des Knochengewebes3.

TBS iNsightTM besetzt als Puzzlestein diese Lücke. Hinter TBS iNsightTM verbirgt sich eine einfache, rasche und reproduzierbare Methode, um das Frakturrisiko basierend auf eine Bestimmung der Knochenstruktur (ein Index korrelierend zur Knochenmikroarchitektur) zusätzlich zur Risikobestimmung durch DXA-Knochenmineraldichte und klinische Risikofaktoren einzuschätzen4,5. Das Ergebnis wird als Trabecular Bone Score (TBS) ausgedrückt.

TBS ist eine strukturelle Kennzahl, welche die Abweichungen der Graustufen der einzelnen Pixel im DXA-Bild der Lendenwirbelsäule auswertet und einen indirekten Index für die trabekuläre Mikroarchitektur bietet. Vereinfacht könnte das sich hinter TBS- iNsight verbergende Prinzip mit einer Luftbildaufnahme eines Waldes verglichen werden. Zwar löst keine dieser Ansichten stark genug auf, um einzelne Trabekel (DXA-Scan) oder Bäume (Luftaufnahme des Waldes) zu erkennen, Bereiche geringer Spongiosasubstanz, vergleichbar mit Lichtungen im Wald sind jedoch klar erkennbar.

Für die Trabekulärwertbestimmung bedeutet das, dass es bei einer in eine Ebene projizierten Spongiosaaufnahme eines gesunden Knochens bei den Pixeln eine hohe Graustufenvariation mit geringer Amplitude gibt. Im Gegensatz zeigt die 2D-Projektion einer porösen Spongiosa eine geringere Anzahl von Graustufenwechseln jedoch mit größeren Stufensprüngen. Aus dem Variogramm des jeweiligen Bildes, d. h. aus jeweils der Summe der Graustufenunterschiede zwischen Bildpunkten in einem bestimmten Abstand zum Quadrat, lässt sich in den 2D-Bildern die 3D-Struktur abschätzen.

TBS iNsightTM fügt sich als einfach zu installierendes Softwarepaket nahtlos in vorhandene Hologic-Scanner ein. Die gleichzeitig mit der DXA durchgeführte Untersuchung verlängert die Scanzeit nicht und bedeutet keine zusätzliche Strahlungsbelastung. Nach Abschluss des normalen DXA-Wirbelsäulenscan liegen die TBS Ergebnisse automatisch binnen Sekunden vor. Mit dem TBS iNsightTM ist auch die Analyse älterer DXA-Scans möglich, wobei diese jedoch mit dem selben Gerät gemacht worden sein müssen. Dadurch ist zur Leistungsbewertung von TBS an Patienten mit vorangegangenen DXA-Untersuchungen ein großer Datenbestand erfassbar.

TBS iNsightTM wurde in mehr als 57 geprüften Publikationen weltweit an mehr als 60.000 Patienten untersucht. Einige der wichtigsten Ergebnisse wurden praktischerweise erst vor kurzem als Übersicht zusammengestellt und von mehreren international anerkannten Knochenspezialisten veröffentlicht6,7:

  • in mehreren Studien wurde über die kurzfristige Reproduzierbarkeit von TBS-Bestimmungen berichtet, wobei die Werte von 1,1 bis 1,9 % C.V. reichten.6

  • TBS ergibt bei Frauen nach der Menopause und bei Männern mit vorangegangenen Fragilitätsbrüchen geringere Werte als bei frakturfreien Personen

  • TBS-Ergebnisse erwiesen sich als unbeeinflusst durch vorhandene Osteophyten, einem üblichen Artefakt bei Patienten in der späten Postmenopause und mit Osteoarthrose

  • TBS ergänzt sich mit Daten, die aus DXA-Messungen an der Lendenwirbelsäule zur Verfügung stehen

  • bei Frauen mit Fragilitätsbrüchen, jedoch ohne Hinweis auf Osteoporose oder sogar Osteopenie durch DXA, waren die TBS-Werte geringer

  • TBS sagt Frakturrisiken bei Frauen nach der Menopause genauso gut wie LWS-BMD-Messung voraus

  • TBS kann Ärzten bei der Überwachung von Reaktionen auf Therapien hilfreich sein


Die TBS-Werte werden gleichzeitig mit dem normalen DXA-Ausdruck für die Lendenwirbelsäule generiert. Der Bericht beinhaltet einen Trabecular Bone Score (Gesamt), ein Strukturbild der LWS und altersspezifische Referenzwerte.
TBS lässt sich so einfach mit dem T-Wert aus BMD kombinieren. Diese Interpretation ist aus der Manitobastudie7 abgeleitet und liefert eine Frakturrisikoklasse für osteoporotische Frakturen, welche von der WHO T-Score Scala (normal, osteopenisch, osteoporotisch) und vom TBS Schwellenwert abhängen.

Beispielsweise fällt eine osteopenische Frau mit einen T-Score der Lendenwirbelsäule von -2,2 in eine Risikoklasse für osteoporotische Fraktur von etwa 5 bis 7 auf 1000 Frauen und Jahr. Unter zusätzlicher Berücksichtigung des Patienten TBS (1.180) würde eine Zuordnung in die nächsthöhere Risikogruppe von etwa 10 bis 14 auf 1000 und Jahr erfolgen. Das bedeutet, dass das kombinierte Knochenfrakturrisiko dieser Frau dem Bruchrisiko einer osteoporotischen Frau ähnelt.

Als Durchbruch haben jüngst Daten eine mögliche schrittweise Verbesserung in den Frakturprognosen gezeigt, wenn LWS-TBS in Verbindung mit FRAX™-Variablen verwendet wurden. Basierend auf diesen Erkenntnissen ist es gelungen TBS als fehlendes Puzzleteil in FRAXTM zu integrieren.


  1. Consensus Development Conference. Diagnosis, prophylaxis and treatment of osteoporosis. Am JMed 1993 ; 94 : 646–50.
  2. Siris ES, et al, Bone mineral density thresholds for pharmacological intervention to prevent fractures. Arch Intern Med. 2004 May 24 ; 164 (10) : 1108-12.
  3. Burr DB. Bone material properties and mineral matrix contributions to fracture risk or age in women and men. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2002 Mar ; 2 (3) : 201-4.
  4. Winzenrieth R, et al, Three-Dimensional (3D) Microarchitecture Correlations with 2D Projection Image Gray-Level Variations Assessed by Trabecular Bone Score Using High-Resolution Computed Tomographic Acquisitions: Effects of Resolution and Noise. J Clin Densitom. 2013 Jul-Sep ; 16 (3) : 287-96.
  5. Hans D, et al, Correlations Between Trabecular Bone Score, Measured Using Anteroposterior Dual-Energy X-Ray Absorptiometry Acquisition, and 3-Dimensional Parameters of Bone Microarchitecture: An Experimental Study on Human Cadaver Vertebrae. J Clin Densitom, 2011 Jul-Sep ; 14(3) : 302-12.
  6. Silva BC, et al, Trabecular Bone Score: A non-invasive, analytical method based on the DXA image. J Bone Miner Res 2014 ; 29(3) : 518-530.
  7. Ulivieri FM, et al, Utility of the trabecular bone score (TBS) in secondary osteoporosis. Endocrine 2014 Nov ; 47(2) : 435-48.