Background: The risk of osteoporotic insufficiency fractures (Fx) at the axial skeleton increases with decreasing bone density, with an accumulation in the thoracic and thoracolumbar regions. To better understand the differential distribution of Fx along the spine, morphological and osteodensitometric studies were performed by computed tomography (CT) in the various spine sections. In addition, we aimed to clarify whether Hounsfield units (HU) found on CT examinations from other indications correlate with bone density and could be grounds for osteologic diagnosis.
Material and methods: The entire spines of 26 body donors were fixed in a Plexiglas water phantom and analyzed by high-resolution spiral CT. In addition, CT morphological cancellous bone density was measured in HU from C3 to S2 (624 vertebral bodies). Bone mineral density (BMD, mg/ml) was calculated and used to estimate osteoporosis (OPO).
Results: OPO was present in all spines. Significantly increased sintering fractures were found in the thoracic and thoracolumbar regions when BMD was below 60 mg/ml. Fx in the cervical spine area were not found overall. Cancellous bone density was significantly higher in the cervical (median 188.6 HU) than in the lumbar (median 63.6 HU) and sacral (median 25.5 HU) spine.
Discussion: BMD loss of vertebral body cancellous bone leads to an increased risk of Fx, which is also found in the cadaver spines. However, an apparent threshold for the occurrence of sintering fractures is not undercut in the cervical region. Finding a threshold for HU would be relevant to clinical practice.
Zusammenfassung: HINTERGRUND: Das Risiko für osteoporotische Insuffizienzfrakturen (Fx) am Achsenskelett steigt mit zunehmender Abnahme der Knochendichte, wobei sich thorakal und thorakolumbal eine Häufung findet. Um die unterschiedliche Verteilung von Fx entlang der Wirbelsäule (WS) besser zu verstehen, wurden morphologische und osteodensitometrische Untersuchungen mittels Computertomographie (CT) in den verschiedenen WS-Abschnitten durchgeführt. Zudem war zu klären, ob die bei CT-Untersuchungen aus anderen Indikationen gefunden Hounsfield-Einheiten (HE) mit der Knochendichte korrelieren und Anlass für eine osteologische Diagnostik sein könnten.
Material und methoden: Von 26 Körperspenden wurden die gesamten WS in einem Plexiglas-Wasser-Phantom fixiert und mittels hochauflösende Spiral-CT analysiert. Zusätzlich erfolgte die Messung der CT-morphologischen Spongiosadichte in HE von C3 bis S2 (624 Wirbelkörper). Der Knochenmineralgehalt (KMG, mg/ml) wurde ermittelt und zur Abschätzung einer Osteoporose (OPO) herangezogen.
Ergebnisse: Bei allen WS lag eine OPO vor. Bei einem KMG unterhalb von 60 mg/ml fanden sich signifikant vermehrte Sinterungsfrakturen im thorakalen und thorakolumbalen Bereich. Osteoporotische Insuffizienzfrakturen im HWS-Bereich fanden sich insgesamt nicht. Die Spongiosadichte war signifikant höher in den zervikalen (Median 188,6 HE) als in den lumbalen (Median 63,6 HE) und sakralen (Median 25,5 HE) Wirbelkörpern aller untersuchten WS.
Schlussfolgerung: Ein KMG-Verlust der Wirbelkörperspongiosa führt zu einem erhöhten Fx-Risiko, welches sich auch bei den verwendeten WS findet. Jedoch wird im zervikalen Bereich ein scheinbarer Schwellenwert für das Auftreten von Sinterungsfrakturen nicht unterschritten. Einen Schwellenwert für HE zu finden, wäre für die klinische Praxis relevant.
Keywords: Bone mineral density; Computed tomography; Corpse; Osteoporosis; Vertebral body.
© 2022. The Author(s).