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Untersuchungen zur Messung der Körperzusammensetzung und

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1. MW STABW Regressionsgerade R RMSE g Dick 10229 54 2445 74 23 91 _ Stand 11505 92 2614 74 22 73 E WEE EE Mager MW STABW e Regressionsgerade R RMSE g Dick 66133 17 9724 15 14 70 Stand 16469363 1 O403 51 aor Oe 008 70 88 EMG MW STABW Me Regressionsgerade R RMSE g Dick 1662 54 219 18 13 18 8 gead IIs m1m Da ee EE St BMD VC MW STABW Regressionsgerade R RMSE g cm S g Dick 0 97 0 07 7 09 u Stand 0 99 0 07 6 90 y 0 952 0 07 0 91 0 02 UE ae MW STABW Regressionsgerade R RMSE g Dick 78025 25 10407 05 13 34 _ Stand 77947 75 1038367 113 32 4 rl 1200 14558 Als unabhangige Variable wurde bei dem Vergleich der iDXA Modi Dick und Stan dard der Modus Dick gewahlt Der lineare Zusammenhang der beiden Modi des iDXA ist bei allen Untersuchungen sehr eng R 0 91 1 Die Steigung der Regressionsgera den betr gt 0 95 bis 1 03 womit die Geraden ann hernd parallel zur Identit tslinie verlaufen Das gr te Bestimmtheitsma R 1 bei dem Vergleich der beiden Mo di erlangte die Berechnung des Gesamtgewebes aus den gemessenen Knochenmineral Magerweichgewebe und Fettwerten 113 4 5 2 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von Eberschlachtk rperh lften Tabelle 4 45 Vergleich iDXAp ck vs iDXAsranp anhand Eberschlacht
2. nee MW STABW Me Regressionsgerade R RMSE g Dick 2935 55 1128 56 38 44 8 Stand 3065 50 101051 a206 Cee eee 0 96 214 26 a MW STABW Me Regressionsgerade R RMSE g Dick 38233 35 2892 07 7 56 _ p Stand 3811450 2088 19 Ee 299 19 BMO MW STABW Me Regressionsgerade R RMSE g Dick 1207 52 127 17 1053 _ Stand 123 07 120 04 1 975 Yee Pate 0 98 30 86 BMD VC MW STABW Regressionsgerade R RMSE g cm S Dick 0 83 0 0603 7 28 8 Stand 0 84 00560 1669 EES Mae Det zu MW STABW Mei Regressionsgerade R RMSE g Dick 42376 42 3619 91 8 54 E Stand 42411 37 3623 38 8 54 ar 2 Bei dem Vergleich der iDXA Modi Dick und Standard anhand von lebenden Scha fen wurde der Modus Dick als unabh ngige Variable gew hlt Dieser Vergleich erzielte geringf gig h here bereinstimmungen bei der Messung des Fettgewebes R 0 96 und der Knochenmineraldichte R 0 96 als der Vergleich der selben Modi anhand von lebenden Schweinen Fettgewebe R 0 93 Knochenmineraldichte R 0 91 Bei dem Vergleich der Modi bei der Messung des Knochenmineralgehaltes wurde anhand der lebenden Schweine ein h heres Bestimmtheitsma erzielt als anhand der lebenden Schafe R 0 96 vs R 0 94 Der Vergleich der Modi bei der Messung des Magerweich gewebes und des Gesamtgewebes war bei b
3. Die Ergebnisse der Untersuchung in den verschiedenen Gewichtsklassen wird in der fol genden Tabelle dargestellt Tabelle A 12 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen mittels DPX IQapno und iDXAsrann nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 2 91 0 28 9 62 _ DXA 2 27 0 15 6 82 ee 80 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 298 021 7 12 8 DXA 2 26 0 15 6 52 y 1 01x 0 69 0 49 0 16 176 A 2 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Large mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell A 2 1 Fettgewebe DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND Fett 14 E DPXIQvs iDXA_DICK Datenreihe DPX 10 4 lQvs iDXA_DICk Ea DPXIQvs 6 iDXA_STAND a 4 Datenreihe DPX IQ vs iDXA_STAND DPX IQ CO E 0 2 4 6 8 10 12 14 16 iDXA Abbildung A 7 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp Larcr und iDX Ap ck und STAND Tabelle A 13 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp Larcr und iDXApick und STAND Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE Os BD 18 29 28 iDXA picx 6 83 2 22 32 56 y 0 59x 2 06 0 54 1 83 IQ p_tarce 6 12 1 79 29 28 u iDXA srann 7 15 1 95 27 23 y 0 66 1 42 0 51 1 29 Ne A 73 Ma
4. Ole 2127 91 0 99 516 46 80 100 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 85108 82 5642 42 6 68 _ DXA 8757018 585449 6 69 9 9902 1978 82 098 731 0 4 2 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Large mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell 4 2 1 Fettgewebe g DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND Fett g E DPXIQvs IDXA_DICK Datenreihe DPX lQvs IDXA_DICK DPXIQvs IDXA_STAND Datenreihe DPX lQvs iDXA_STAND 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 iDXA Abbildung 4 11 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp Larcr und iDXAp ck und STAND 96 Tabelle 4 23 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp Larcr und Fett g MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE o IQP tarce 2645 20 1016 51 38 43 iDXAp ck 2935 55 1128 56 38 44 y 0 73x 495 23 0 66 607 92 Diff 290 35 112 05 0 02 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient der beiden DX A Gerate sind der Tabelle 4 23 zu entnehmen Die Messwerte sind nicht gleichm ig entlang der Regressionsgerade verteilt und entfernen sich mit h herem Fettgewebegehalt weiter von der Gerade Der Schnittpunkt mit der Identit tslinie liegt bei 1834 19 g Im Mittel liegen die iDXAp ck W
5. Vergleich iDXAsranp vs IDXAp ck anhand lebender Schweine Vergleich DX Ap ck vs iDXAgranp anhand Eberschlachtk rperh lften Vergleich iDX Ap ck vs iDXAgranp anhand lebender Schafe Vergleich DX Ap ck vs iDXAsranp anhand von Schaf Schlachtk rpern Zuordnung der Modi des iDXA zu den Modi des DPX IQ bez glich eines Ganzk rperseane 2 a3 04 ew Shed weed aan ea a Modimatrix V lebende Schweine lebende Schafe A Schaf Schlacht k rper z es ros a a ee ae Ba es Se We ec Fehlerquellen bei einem Ger tevergleich 2 2 222 220 R und RMSE Lebende Schweine f r den Vergleich von DPX IQapno vs IDXADICK und STAND a ee Er He Rs ee E R und RMSE Lebende Schafe f r den Vergleich von DPX IQp LARGE vs IDM Amick und STAND A KR a a ea R und RMSE Schaf Schlachtk rper f r den Vergleich von DPX IQP SMALL VS iDXApick und STAND e p 8 we enp a aa a ww Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und OMA Beran whe ohn oh oo es ee oe oes ee ni Vergleich der Fettgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und ON ec ee he ee eden Sunes ba wee XV A 4 Vergleich der Fettgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAsrann nach Gewichtsklassen sortiert AA Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXApick ar Baier een Ap Vergleich der Magerweichg
6. tendenziell unter denen des DPX IQ liegen P 0 8 4 2 3 Knochenmineralgehalt BMC g DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND BMC g 2000 BMC g 2000 m DPXIQvs E iDXA_DICK 1800 E Datenreihe DPX 1600 IQ vs iDXA_DICK B lt 1400 DPXIQ vs iDXA_STAND Ld E DPXIQvs 1600 IDXA_DICK Datenreihe DPX 1200 IQ vs iDXA_DICK DPX IQ DPX IQ DPXIQvs IDXA_STAND 1200 Datenreihe DPX B 1000 Datenreihe DPX lQvs lQvs iDXA_STAND iDXA_STAND 0 800 0 400 800 1200 1600 2000 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 iDXA iDXA Abbildung 4 13 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp aper und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 800 bis 2000 g Tabelle 4 27 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp_LAarce und iDX Ap ck BMC g MW STABW 2 Regressionsgerade R RMSE o IQP Large 1355 70 138 66 10 23 iDXAp ck 1207 52 127 17 10 53 y 1 02x 119 88 0 88 49 12 Dit 148 18 1148 0 30 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse f r den Vergleich des DPX IQp Larcr mit dem iDXAp ck werden in der Tabelle 4 27 dargestellt Die Regressionsgerade ist mit einer Steigung von 1 02 ann hernd parallel zu der Identit tslinie und schneidet diese im positiven Bereich nicht Die Messwerte sind gleichm ig entlang der
7. Anders als monoenergetische Radionuklid Quellen besteht die mit der R ntgenr hre erzeugte R ntgenstrahlung aus einem breiten Energie Spektrum von 15 keV bis zu 140 keV Durch verschiedene Verfahren k nnen die DXA Gerate diese in zwei verschie dene Energiestufen unterteilen Eine dieser Methoden ist die Verwendung von K Kan tenfiltern Diese bestehen aus einem Seltenen Erde Element wie Cerium Ce oder Sa marium Sm Bei diesen Seltenen Erde Elementen werden die besonderen energetischen Eigenschaften der Elektronenh lle ausgenutzt um das breite Energiespektrum der R nt genstrahlen in zwei charakteristische Energiestufen zu trennen Pietrobelli et al 1996 Scholz 2002 Die Elektronen eines Atoms befinden sich in konzentrischen Schalen um das Atom her um Die innerste Schale wird als K Schale Kernschale bezeichnet Elektronen aus dieser 29 Schale k nnen heraus gesto en werden wenn die Photonenenergie mit der Bindungsener gie der Elektronen quivalent oder geringf gig gr er ist Die Photonen die die gleiche Energie oder eine geringf gig h here Energie haben werden abgeschw cht wenn sie mit den K Schalen Elektronen interagieren Bei Cerium oder Samarium entstehen somit zwei charakteristische Photonen Peaks vereinfacht zwei getrennte Photonenstrahlen da die Photonenintensit t schlagartig geschw cht wird Den Punkt Energieniveau an dem die Intensit t schlagartig abnimmt nennt man auch K Kante Er befindet sic
8. 2 1 2 Die molekulare Ebene Auf der molekularen Ebene unterteilt man den menschlichen K rper in f nf gro e Grup pen Lipide Wasser Proteine Kohlenhydrate und Mineralstoffe Diese k nnen wieder um in Untergruppen aufgeteilt werden Triglyceride oder Fett werden als Untergruppe von Lipiden betrachtet das Extra und das Intrazellul re Wasser als Untergruppe vom Gesamtk rperwasser und Knochenmineralstoffe und Mineralstoffe des Weichgewebes als Teil der gesamten Mineralstoffe Die Komponenten werden miteinander kombiniert woraus sich Modelle ergeben um die K rperzusammensetzung zu bestimmen Total Non essential Fat Lipids Essential Total Extracellular Body Water Intracellular Fat Free Body Mass Total Body Protein Glycogen Soft Tissue Minerals Bone Minerals Abbildung 2 2 Komponenten der molekularen Ebene Heymsfield et al 1997 e Das Zwei Komponenten Modell definiert das K rpergewicht durch die Summe von Fett und fettfreier K rpermasse e Das Drei Komponenten Modell bestimmt das K rpergewicht durch die Addition von Fett Wasser und Restmasse Summe aus Kohlenhydraten Mineralstoffen und Protein oder durch die Summe von Fett Knochenmineral und Magerweichgewe be Dieses Drei Komponenten Modell wird auch bei der Messung der K rperzu sammensetzung mit Hilfe der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie herangezogen e Das Vier Komponenten Modell beruht auf der Addition von Fett W
9. 4 1 1 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 4 1 2 Magerweichgewebe g 4 1 2 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 4 1 2 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard III 78 78 78 78 SU 82 82 84 4 2 4 3 4 4 4 5 4 1 3 Knochenmineralgehalt BMC g 4 1 3 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 4 1 3 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 4 1 4 Knochenmineraldichte BMD g cm 4 1 4 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 4 1 4 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 4 1 5 Gesamtgewebe Total Tissue g 4 4 1 5 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 4 1 5 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard Vergleich des Lunar DPX IQ Padiatrie Large mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell 4 2 1 Fettgewebe g 2 64 46 Ener are reed 4 2 2 Magerweichgewebe g 4 2 3 Knochenmineralgehalt BMC ei 4 2 4 Knochenmineraldichte BMD g cm 2 0 22 2 44 4 2 5 Gesamtgewebe Total Tissue ei Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Small mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand der Schaf Schlachtk rper als Tiermodell 4 3 1 Fettgewebe g 44 5 444 See eee ee eb dee dive ex 4 3 2 Magerweichgewebe g 4
10. BMD g cm MW STABW hie Regressionsgerade R RMSE IO aan 101 004 3 80 Diack 086 005 ee VE OP Gesn 100 004 a0 __ Drass os 000 ao ar Eu DN Bei dem Vergleich des DPX IQp smart mit dem iDXAp ck befindet sich der Schnitt punkt der Regressionsgerade mit der Identit tslinie bei 1 37 g cm au erhalb des Bereiches der Beobachtungswerte Bei dem Vergleich des DPX IQp smart mit dem 107 iDX Asranp ist das Bestimmtheitsma niedriger als bei dem Vergleich mit dem iDX Apicx Die Regressionsgerade schneidet die Identit tslinie bei 1 17 g cm iDXA unter sch tzt in beiden Modi die Knochenmineraldichte im Vergleich zum DPX IQ P lt 0 05 4 3 5 Gesamtgewebe Total Tissue g DPX IQ DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND Total Tissue g 30000 24000 18000 12000 6000 0 0 E DPXIQvs iDXA_DICK Datenreihe DPX IQ vs IDXA_DICK DPXIQvs iDXA_STAND Datenreihe DPX IQ vs iDXA_STAND 6000 12000 18000 24000 30000 iDXA Abbildung 4 20 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQp smart und iDX Ap ck und STAND Tabelle 4 39 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQp_smar und iDXAp ck und STAND T Tissue g MW STABW m Regressionsgerade R RMSE o IQ P_sma r 20993 38 2407 22 11 47 IDXA pick 21241 99 2358 08 110 312
11. O soon DPXIQvs a DPXIQvs IDXA_STAND 15000 IDXA_STAND 6000 A 14000 E 4000 Datenreihe DPX1Q Datenreihe DPX1Q 2000 vs IDMACSTAND 13000 vs iDXA_STAND 0 12000 0 5000 10000 15000 20000 12000 14000 16000 18000 20000 iDXA iDXA Abbildung 4 17 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp smaru und iDXApricK una srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 12000 bis 20000 g Tabelle 4 36 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp sma und iDXApick und STAND Mager eg MW STABW VC IQ r_smar 16898 75 1527 15 9 04 iDXA pick 16583 38 1623 31 9 79 IQ r_smarr 16091 53 1420 13 8 83 iDXA erann 16118 53 1542 54 9 57 Regressionsgerade R RMSE y 0 89x 2173 64 0 89 544 94 y 0 89x 1793 84 0 93 392 69 105 Bei dem Vergleich des DPX IQp smart mit dem iDXAp ck schneidet die Regressionsge rade die Identit tslinie bei 19760 36 g Die Mittelwerte der Magerweichgewebemes sungen liegen nahe beieinander wobei sich die Messergebnisse des iDX Ap ck gr tenteils unter den Ergebnissen des DPX IQ befinden P 0 7 Die lineare Beziehung des DPX IQ im Modus P diatrie Small mit dem iDXA im Modus Standard ist etwas h her als der lineare Zusammenhang bei dem Vergleich des DPX IQ mit dem Modus Dick des iDXA Die beiden Regressionsgeraden verlaufen parallel zueinander sieh
12. R 0 91 erzielt als bei der Messung des Magerweichgewebes R 0 89 An zweiter Stelle folgten die brigen Messungen des Fettgewebes wobei verursacht durch den Pansen der Wiederk uer die lineare Beziehung zwischen den Ger temesswerten bei den Schafen deutlich niedriger ausfiel Die Beziehung der Messergebnisse der beiden Ger te bei der Bestimmung des Knochenmineralgehaltes war etwas niedriger als bei der Bestimmung des Fettgewebes wobei zwischen den Tierarten keine gro en Unterschiede bestanden R 0 75 bis R 0 88 Am niedrigsten war der lineare Zusammenhang der Ger te bez glich der Knochenmineraldichte Lediglich bei den Schaf Schlachtk rpern konnte ein Bestimmtheitsma von R 0 81 ermittelt werden Diese Ergebnisse sind denen von Scholz und F rster 2006 relativ hnlich wobei hier die Autoren die Genauigkeit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie mit Hilfe der EU Referenzmethode berpr ften siehe Kapitel 2 3 6 1 auf Seite 43 Die Ergebnisse der DXA Untersuchung am lebenden Schwein wurden mit den Ergebnissen der Zerlegung verglichen Die h chste bereinstimmung erzielten die Autoren in der niedrigeren Ge wichtsgruppe bei der Analyse des Magerweichgewebes R 0 94 gefolgt von der Fett masse R 0 78 Die Vorhersagegenauigkeit des Knochenmineralgehaltes mit DXA f r die Knochenmasse war etwas vermindert R 0 73 Die Gruppe mit dem h heren Gewicht unterschied sich allein in der Reihenfolge da hier das Fettge
13. Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 2 14 0 15 7 06 S DKA sue 225 0 13 Fr Me ee KE A 4 2 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von Eberschlachtk rperh lften Tabelle A 20 Vergleich iDX Ap ck vs iDXAgqanp anhand Eberschlachtk rperh lften Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IDXAn k 13 15 2 21 16 77 iDXA srann 13 34 2 17 16 25 Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXApicx 84 78 231 2 7 iDXA srann 84 58 2 27 2 68 BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE DXA ma 207 0 13 6 42 IDXA smm 208 0 13 6 39 y 0 98x 0 46 0 99 0 19 y 0 98r 1 51 0 99 0 20 y 1 00x 0 02 0 99 0 02 183 von lebenden Schafen als Tiermodell A 4 3 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand Tabelle A 21 Vergleich iDXAprcx vs iDXAsrann anhand lebender Schafe Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 6 83 2 22 32 96 _ Dees ain os ee d Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 90 32 2 30 2 54 8 DXA eege 8994 201 e ar ee 08 BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 2 85 0 18 6 37 DXA ame 1291 0 19 ee eee e von Schaf Schlachtk rpern Tabelle A 22 A 4 4 Verg
14. des DPX IQ bei der Messung des Magerweichgewebes mit dem Modus Stan dard des iDXA h her als mit dem Modus Dick Die Standardsch tzfehler der Mes sungen best tigen dieses Ergebnis DPX IQp smart vs iDXApicx RMSE 544 94 g DPX IQp smar vs iDXAgranp RMSE 392 69 g Wie bei der Untersuchung lebender Schafe untersch tzt iDXA im Modus Dick das Magerweichgewebe im Vergleich zum DPX IQ minimal Im Modus Standard des iDXA liegen die Mittelwerte der Messergebnisse der beiden Ger te sehr nahe beieinander Hier liegt sogar der Mittelwert der iDXA Messungen geringf gig ber dem Mittelwert des DPX IQ siehe Tabelle 4 36 Die Messergebnisse der beiden Ger te stimmen somit in den Modi Dick des iDXA und P diatrie Small des DPX IQ sehr gut berein 5 7 1 3 Knochenmineralgehalt g Bei der Messung des Knochenmineralgehaltes ist die Beziehung der beiden Ger te in den Modi P diatrie Small des DPX IQ und Dick des iDXA am gr ten R 0 84 Bei dem Vergleich des DPX IQ mit dem Modus Standard des iDXA betr gt das Bestimmt heitsma R 0 82 und ist folglich nur unwesentlich kleiner Die Regressionsgerade der Datenreihe DPX IQp smar versus iDXAp ck verl uft mit einer Steigung von 8 1 04 ann hernd parallel zur Identit tslinie In beiden Modi wird der Knochenmineralgehalt vom iDXA im Vergleich zum DPX IQ minimal untersch tzt Die Untersch tzung des Knochenmineralgehaltes durch iDXA
15. 1961 und Brozek et al 1963 K rperfett 4 950 o 4 500 x 100 Siri 1956 2 1 K rper fett 4 570 0 4 142 x 100 Brozek et al 1963 2 2 Es ist zu ber cksichtigen dass Unterschiede in Geschlecht und Volkszugeh rigkeit bzw in individuellen Ungleichheiten wie Entwicklung sexueller Reife Alter K rperverfassung sowie Gesundheit zu Variationen in der Genauigkeit f hren k nnen Deshalb wurden 3 und 4 Komponenten Modelle entwickelt die zus tzliche Messungen der Zusammenset zung der fettfreien Masse Wassergehalt Protein Mineralstoffe erm glichen Dar ber hinaus f hren Unterschiede im Residualvolumen der Lunge und Gase im Verdauungs trakt zu erheblichen Fehlerquellen Zum Beispiel f hrt ein Fehler von 100 ml Lungen Residualvolumen zu einer Ungenauigkeit in der K rperfettmessung von 1 Wenn das Residualvolumen nicht gemessen sondern anhand von Gleichungen gesch tzt wird ent stehen Fehler von 300 400 ml Das f hrt zu Ungenauigkeiten in der K rperfettmessung von 3 4 Trotz dieser Fehlerquellen wird die Unterwasserw gung in der Humanme dizin h ufig eingesetzt vor allem bei Patienten die keiner R ntgenstrahlung ausgesetzt werden d rfen wie schwangere Frauen Ellis 2000 12 In der Tiermedizin ist diese Methode nicht geeignet da sie bei lebenden Tieren nur schwer angewendet werden kann Scholz 2002 In letzter Zeit wird die Unterwasserw gung immer h ufiger von der Luftverdr ngungs
16. Anzahl und Gewicht der Schafe in den jeweiligen Modi DPX IQ vs iDXA Anzahl der Schafe Gewicht P diatrie Large vs Dick P diatrie Large vs Standard 20 37 5 50 6 kg 69 Au erdem wurden mit den selben 20 Schafen die 2 Modi des iDXA Dick vs Stan dard verglichen 3 6 Der Versuchsablauf bei den Schlachtk rpern der Schafe F r diese Untersuchung wurden die zuvor gemessenen Schafe geschlachtet Aufgrund von fehlenden verl sslichen Messwerten bei 3 Schafen wurden 17 in die Studie aufgenommen Der Kopf sowie die hinteren und die vorderen Extremit ten wurden im Tarsal bzw Kar palgelenk abgetrennt Die inneren Organe wurden ebenfalls entfernt Die Schlachtk rper wurden in Bauchlage positioniert wobei die linke und die rechte Schlachtk rperh lfte etwas seitlich aufgeklappt war Durch den Vorgang der Totenstarre war der Schlachtk r perhals zumeist nach oben gebogen weswegen dieser dorsal angeschnitten und in die ho rizontale Ebene gebracht wurde Dieser Prozess diente dazu die Halswirbels ule gerade zu richten damit die R ntgenstrahlen die Knochenstrukturen besser passieren konnten Wurde dies nicht durchgef hrt war die Intensit t der R ntgenstrahlen zu gering um den Bereich der Halswirbels ule zu passieren Dadurch verminderte sich die Genauigkeit dieser Messungen Die Schlachtk rper der Schafe wurden mit beiden Ger ten gescannt um folgende Modi miteina
17. BIA weiter K rpergr en Zeitabstand zur letzten bereich Nahrungsmittelaufnahme vorangegangene k rperliche Aktivit t Platzierung der Elektroden Fehlerminimierung im Preis Gegensatz zu BIA weil Beeinflussung der die Platzierung der Genauigkeit durch Elektroden nicht Geometrie Orientierung TOBEC erfolgen muss Position und Temperatur einfache Handhabung der zu messenden Objekte kurze Untersuchungs sensible Reaktion auf das zeiten Verh ltnis K rpergr e automatisierbar zu Spulengr e geringe Kosten relativ Beeinflussung der einfache Handhabung Ausscheidung durch Alter Geschlecht Aktivit ts Krea niveau Ern hrung Meth Reproduktionsstadium Infektionen emotionalem Stress Nieren und Muskelerkrankungen einfach langsam Verd preiswert individueller Unterschied im Gesamtk rperwasser einfache schnelle Ungenauigkeit NIR bequeme Anwendbarkeit BIA Bioelektrische Impedanzanalyse TOBEC Gesamtk rperleitf higkeit Krea Kreatininausschei dungsanalyse Meth 3 Methylhistidin Ausscheidungsanalyse Verd Verd nnungsanalyse NIR Nah Infrarot Interaktanz 52 Anwendbarkeit Methodik Vorteile Nachteile im Veterin r und Nutztierbereich portabel Auswertung des intra US gr te Datenbasis f r muskul ren Fettgehaltes dee Nutztieranwendungen nicht m glich flexibel Genauigkeit sehr hohe Kosten M glichkeit zur 3D technis
18. Dinning W S Gallup and H M Briggs Excretion of creatinine and creatine by beef Oklahoma Agricultural Experiment Station Stillwater pages 157 161 1948 DPX IQ Bedienungshandbuch Lunar Corporation Madison USA 1998 K J Ellis Human Body Composition In Vivo Methods Physiological Reviews 80 650 680 2000 K J Ellis Selected Body Composition Methods Can Be Used in Field Studies J Nutr 131 15895 1595S 2001 K J Ellis and R J Shypailo Bone Mineral and Body Composition Measurements Cross Calibration of Pencil Beam and Fan Beam Dual Energy X Ray Absorptiometers Journal of bone and mineral research 13 1613 1618 1998 P Elowsson A H Forslund H Mallmin U Feuk I Hansson and J Carls ten An Evaluation of Dual Energy X Ray Absorptiometry and Underwater Weighing to 160 Estimate Body Composition by Means of Carcass Analysis in Piglets American Society for Nutritional Sciences pages 1543 1549 1998 L Fahrmeir R K nstler I Pigeot und G Tutz Statistik der Weg zur Daten analyse Springer Verlag Berlin Heidelberg 2011 C L Ferrel and S G Cornelius Estimation of body composition of pigs Journal of animal science 58 903 912 1984 G B Forbes and G J Bruining Urinary creatinine excretion and lean body mass Am J Clin Nutr 29 1359 1366 1976 A Franke H P Kiihl und P Hanrath Dreidimensionale Rekonstruktion echo kardiographischer Schnittbilder Methodik klinischer S
19. Gesamtk rperleitf higkeit TOBEC Dualenergie R ntgenabsorptiometrie DXA Nah Infrarot Interaktanz Computertomographie CT Magnetresonanztomographie MRT Sonographie Ebene der Gewebesysteme Kreatininausscheidungsanalyse 3 Methylhistidin Ausscheidungsanalyse Unterwasserw gung UWW Luftverdr ngungs Plethysmographie LVP Anatomische Ebene Anthropometrie Molekulare Ebene 2 2 Methoden zur Messung der K rperzusammensetzung Besonders in der Tierzucht hat die Ermittlung der K rperzusammensetzung in vivo eine gro e wirtschaftliche Bedeutung Um bereits bei den lebenden Nutztieren vor allem bei den fleischliefernden Tieren deren Schlachtk rperwert mit ausreichender Genauig keit bestimmen zu k nnen erfolgt die Suche nach geeigneten Methoden mit besonderem Forschungsinteresse Das Ziel der Tierzucht ist diesbez glich das Generationsintervall zu verk rzen und die Selektion effektiv und wirtschaftlich zu gestalten Folgende Anfor derungen zur Messung der K rperzusammensetzung wurden von Ferrel und Cornelius 1984 definiert und gelten heute noch als wichtige Grundlage f r die Bewertung von verschiedenen Methoden e hohe Messgenauigkeit e leichte Bedienbarkeit e Wirtschaftlichkeit Anschaffungs und Betriebskosten e breites Untersuchungsspektrum bez glich Alter und K rperzusammensetzung der Tiere e minimalinvasiv Scholz und Baulain 2009 erachten au erdem folgende Punkte f r w
20. Scanvorgang mit dem VCP Das Phantom wurde mit jeder Fettkonfiguration ohne Repositionierung jeweils 8 mal in den Modi Dick und Standard des iDXA gescannt F r diese Untersuchungen wurde ebenfalls die Gesamtk rperanalyse gew hlt 3 9 Statistische Analyse der Ergebnisse Die Statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte mittels einfacher Regressionsana lyse unter Verwendung von Libre Office 3 5 Die Messwerte des iDXA stellten jeweils die unabh ngige Variable dar die Messwerte des DPX IQ die abh ngige Variable Mit Hilfe der linearen Regressionsanalyse wurde die Beziehung der Messwerte f r das Fett gewebe g das Magerweichgewebe g den Knochenmineralgehalt g die Knochen mineraldichte g cm das Gesamtgewebe g sowie das prozentuale Fett und Mager weichgewebe und den prozentualen Knochenmineralgehalt berechnet Die Auswertung der prozentualen Messwerte wird in Anhang A dargestellt Die Ergebnisse der Regres sionsanalysen wurden mit dem Bestimmtheitsma R und dem Standardsch tzfehler 74 root mean square error RMSE dargestellt Au erdem wurde jeweils der Mittelwert die Standardabweichung und der Variationskoeffizient erfasst um eine grobe Cha rakterisierung der jeweiligen Verteilung zu erhalten F r den Vergleich der Mittelwerte wurde der t Test http www quantitativeskills com sisa statistics t test htm mit ei ner Signifikanz Grenze von P lt 0 05 durchgef hrt 3 9 1 Die linea
21. VC Regressionsgerade R RMSE IQ 24 84 4 99 20 07 E iDXA 18 19 4 04 22 22 y 1 07x 5 43 0 75 2 53 170 A 1 1 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND Fett 30 T DPX IQ E Abbildung A 2 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAgranp Tabelle A 3 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAsrann Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 18 86 4 82 25 56 DA 15 70 34 21 74 y 1 26e 0 9 0 79 22 Die 3 16 1 41 3 82 Die Ergebnisse der Einteilung in die Gewichtsklassen werden in der folgenden Tabelle dargestellt Tabelle A 4 Vergleich der Fettgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 17 96 5 05 28 10 u E iDXA 15 07 3 39 22 52 y 1 34r 2 29 0 82 2 21 80 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 20 09 4 34 21 62 8 iDXA 1656 3 35 wz Va tle 1 59 0 74 228 171 A 1 2 Magerweichgewebe A 1 2 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ 3 DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK Mager O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 d IDXA DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK Mager 90 80 DPX
22. bedeutet dass sie exakt parallel zueinander und fast identisch mit der Identit tslinie ver laufen Bei dem Vergleich der DXA Ergebnisse mit den mittels K rperwaage erzielten Gesamtgewichten f llt auf dass der iDXA in beiden Modi das Gesamtgewicht tendenzi ell genauer bestimmt als der DPX IQ siehe Tabelle 4 32 sowie 4 34 Die Unterschiede zwischen den beiden Ger ten bez glich der Messgenauigkeit des Gesamtgewebes sind jedoch gering 136 Tabelle 5 5 R und RMSE Lebende Schafe f r den Vergleich von DPX IQp LARGE vs iDXApick und STAND Messer e DPX IQ P diatrie Large vs st iDXA Dick iDXA Standard R 0 66 0 65 Fett g RMSE 607 92 621 73 Mager g R 0 93 0 94 ser 8 RMSE 748 88 671 63 R 0 88 0 88 BMC 8 RMSE 49 12 49 81 R2 0 59 0 68 BMD g cm pas 0 03 0 02 R 0 99 0 99 Gesamtgewebe 8 RMSE 597 86 303 07 5 6 2 Schlussfolgerungen Durch die erzielten Regressionskoeffizienten wird auch hier die Verwendung von Regres sionsgleichungen f r den Vergleich der Ergebnisse der beiden Ger te empfohlen Da sich die Regressionskoeffizienten f r das Fettgewebe und die Knochenmineraldichte zwischen R 0 65 0 66 bzw R 0 59 0 68 befanden wird f r longitudinale Studien der Einsatz nur eines Ger tes angeraten Beurteilt man die gesamten Ergebnisse zusammen ist anhand dieser eine Zuordnung der Modi zueinander nic
23. r die jeweiligen Messwerte der einzelnen Ger te ersichtlich Die Regressionsgerade schneidet die Identit tslinie x y bei 798 6 g Anhand der Mittelwerte siehe Tabelle 4 3 wird erkennbar dass die Messwerte des iDXA im Mittel unter den Werten des DPX IQ liegen P lt 0 05 Die Punktewolke verteilt sich relativ gleichm ig um die Regressionsgerade Au erdem wurden die Tiere in zwei verschiedene Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg unterteilt Tiere mit einem Gewicht von gt 100 kg wurden im Modus Standard nicht gemessen In Tabelle 4 4 werden die Ergebnisse dieser weiterf hrenden Untersuchung dargestellt Tabelle 4 4 Vergleich der Fettgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IO 12696 65 3388 87 26 69 _ 7 DXA 110902 65 2284 81 1 20 96 Y 82a 1671 76 0 79 1591 46 80 100 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IO 17046 76 3498 99 2053 _ ERREECHEN Die Regressionskoeffizienten der beiden Gewichtsklassen liegen nahe beieinander al lerdings sind die Beziehungen etwas niedriger als die Ergebnisse bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAp ck im selben Gewichtsbereich R 0 88 und R 0 90 Die Regressionsgerade schneidet die Identit tslinie bei 4973 43 g Anhand der Mit telwerte wird ersichtlich dass die Ergebnisse des iDXA in beide
24. ten bei der Messung des Magerweichgewebes und des Fettgewebes sind vergleichsweise deutlich h her Crabtree et al 2005 untersuchten die Beziehung der Ger te Lunar DPX L und Lu nar Prodigy der Firma General Electrics Daf r wurden 110 Kinder und Jugendliche im Alter von 5 bis 20 Jahren mit beiden Ger ten gescannt Sie erzielten eine hohe ber einstimmung zwischen den Messergebnissen Die Regressionskoeflizienten nahmen Werte zwischen R 0 85 und R 0 99 f r Parameter der K rperzusammensetzung ein Bei der Verwendung des Ganzk rperscans unterschieden sich die Messergebnisse zwischen den beiden Ger ten bez glich der Knochenmineraldichte nicht signifikant voneinander Gleichzeitig traten signifikante Differenzen bei der Messung des Knochenmineralgehal tes des Fett und des Magerweichgewebes auf Dabei wurde bei den kleineren Kindern der Knochenmineralgehalt vom Prodigy im Vergleich zum DPX L untersch tzt 9 4 und bei gr eren Kindern bersch tzt 3 1 Au erdem unterschatzte Prodigy das Ma gerweichgewebe bei den gr eren Kindern 0 5 und bersch tzte es bei den Kleinen 3 0 Das Fettgewebe wurde vom Prodigy bei kleinen Kindern untersch tzt 16 4 und bei gro en Kindern bersch tzt 2 0 In der Studie von Oldroyd et al 2003 wurden ebenfalls keine Differenzen bei der Messung der Knochenmineraldichte erzielt Oldroyd et al 2003 verglichen einen Lunar DPX L mit einem Lunar Prodigy der Firma 143 Gene
25. und Standard eine hohe berein stimmung Auch bei den Untersuchungen bez glich der Genauigkeit und der Pr zision mit dem Phantom siehe Kapitel 5 9 auf Seite 146 wurden bei den Messungen mit dem iDXA sehr enge bereinstimmungen erreicht Hind et al 2011 untersuchten die Pr zision von GE Lunar iDXA f r die K rperzu 149 sammensetzung bei Erwachsenen im Alter von 20 50 Jahren Dazu verwendeten sie in der Studie beide iDXA Modi je nach K rpergewicht der Versuchspersonen Sie er reichten eine hohe Beziehung R 0 98 0 99 zwischen den einzelnen Messungen und Variationskoeffizienten welche sich gro teils im Bereich von 0 51 0 96 befanden Sie schlussfolgerten dass der Lunar iDXA eine exzellente Pr zision f r die Messung der K rperzusammensetzung aufweist Da in dieser Dissertation die Differenz der Mittelwerte bei dem Vergleich der beiden Modi sehr gering war kann zusammen mit den VCP Ergebnissen eine konstante hohe Messgenauigkeit sowie eine sehr gro e Pr zision des iDXA best tigt werden Dar ber hinaus wird ersichtlich dass der Unterschied zwischen den Messergebnissen der beiden Modi des iDXA sehr gering ist Demnach k nnen f r Studien am Schwein bei de Modi verwendet werden Da die Scandauer beim iDXA Modus Standard f r einen Ganzk rper Scan nur ca 7 Minuten im Vergleich zu ca 13 Minuten f r den iDXA Modus Dick betr gt ist speziell f r die Untersuchungen am lebenden Tier der Modus Standa
26. 2 Unterschiede in der Ger tetechnik welche zu Differenzen bei den Ergebnissen f hren k nnen In Kapitel 3 werden die Unterschiede in der Technik der beiden Ger te ausf hrlich beschrieben In diesem Abschnitt wird auf deren Bedeutung bez glich m glicher Diffe renzen bei den Ergebnissen eingegangen Der einflussreichste Unterschied der beiden Ger te besteht in der Strahlengeometrie Das ltere Pencil Beam Modell erzeugt durch einen Nadelloch Kollimator einen punkt f rmigen R ntgenstrahl welcher das zu untersuchende Objekt Pixel f r Pixel abtastet Daf r ist im Gegensatz zu einem F cherstrahlensystem eine erheblich l ngere Untersu chungszeit n tig da immer nur eine punktf rmige Fl che gescannt werden kann Diese Technik erm glicht die genaue Messung jedes einzelnen Bildpunktes und eine relativ ge naue Bestimmung der K rperzusammensetzung z B Lukaski et al 1999 Scholz und F rster 2006 Svendsen et al 1993 Pintauro et al 1996 Mitchell et al 1996 1998a 2000 Scholz 2002 Laut den Studien von Hammami et al 2004 und Koo et al 2003 resultiert aus der langen Untersuchungszeit allerdings ein gr eres Risiko f r Bewegungsartefakte welches zu Unterschieden bei den Messergebnissen f hren kann 119 Hammami et al 2004 Koo et al 2003 Bei genauer Betrachtung der einzelnen Scan Bilder des DPX IQ im Vergleich der Bilder des iDXA kann diese Theorie nicht best tigt werden Fan Beam Sys
27. 26 4 27 4 28 4 29 4 30 4 31 4 32 4 33 4 34 4 35 4 36 4 37 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQ anno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert 96 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp Large und IDXADIOR ates aw ee sa era 97 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und IDXASTAND vos a a poe ass Se ke ee ee we e ec 97 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und TOR AGICR ae 424 0340 e225 a rn Kia REE 98 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und MON Aerie A Go Me er A we neh A BOR ee ee ee SG EEE 98 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX lOp tener und iIDXADOK ee ok s eos ke eS EOS oe SE BH 99 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp Large und iIDXASTAND are ar aaa SRG Re Kaela eae A 100 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX eene Und IDA Aig ae ba a ee ek Oe EE Peo ee Ge 101 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQrp pe und IDX Aging 2 44 0 4 25 0 6464 454454584 24 101 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes zwischen DPX IQp panes Ind TDR Ace a ara ee kee eR Pee AE EE 102 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schafe mit den Ergebnissen der DX A Ger te DPX IQp LARGE REENEN 103 Vergleich der Messergebnisse d
28. 3 VCP Messergebnisse f r Adult Screening mit Wirbels ulenphantom GE Lunar Adult Screening Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 8 28 22 95 45 53 Standardabweichung 1 03 0 78 0 75 VC 12 50 3 38 1 65 B 2 Modus P diatrie B 2 1 P diatrie Small Tabelle B 4 VCP Messergebnisse f r P diatrie Small mit Wirbels ulenphantom GE Lunar P diatrie Small Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 7 43 18 93 43 45 Standardabweichung 0 98 0 74 0 81 VC 13 26 3 92 1 86 B 2 2 P diatrie Medium Tabelle B 5 VCP Messergebnisse f r P diatrie Medium mit Wirbels ulenphantom GE Lunar P diatrie Medium Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 6 58 19 13 42 98 Standardabweichung 0 41 1 23 0 89 VC 6 26 6 42 2 08 186 B 2 3 P diatrie Large Tabelle B 6 VCP Messergebnisse f r P diatrie Large mit Wirbels ulenphantom GE Lunar P diatrie Large Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 9 53 23 83 46 03 Standardabweichung 0 22 0 51 0 39 VC 2 33 2 12 0 86 187 Danksagung Mein besonders herzlicher Dank gilt Herrn Prof Dr Armin Scholz f r die berlassung des interessanten Themas und die
29. 3 2 2 Die Erzeugung von zwei charakteristischen Energiestufen 2 3 2 3 Absorption und Streuung der Rontgenstrahlen 2 3 2 4 Berechnung der K rperzusammensetzung Pencil Beam versus Fan Beam Technologie Beeinflussung der Fettgehaltsmessung durch den Hydratationszu Stand des Gewebes 1 2k 4 be a2 a wa Ra dee eas Anwendungsbereiche in der Humanmedizin Anwendung bei Tieren 2 3 6 1 Relevante Studien mit dem Tiermodell Schwein 2 3 6 2 Relevante Studien mit dem Tiermodell Schaf Vor und Nachteile der Methoden zur Messung der K rperzusam Menset7ung u gical Hay oe Ree ernten OLR denk 2 4 Variable Composition Phantom 2 Sur a 2 u es be a oe EY 2 4 1 2 4 2 Anwendungsgebiete und Anforderungen Vor und Nachteile des VCPs 2 2 22 222er 3 Material und Methoden 3 1 GE L nar DEN IE ecse aoee Som a ee eS eae eee eS eee 3 1 1 Technische Daten z 24 2 bso eee eee eS 2244 4 224 3 11 Die Grundlagen 42 amp 24 22 5 2 22 as ds Sach a 3 1 1 2 Der punktf rmige R ntgenstrahl 3 1 1 3 Detektor Technologie Lunar DPX IQ ll WOE 2322 2 a wa Ge a 2 a eS od OS II 17 18 19 20 22 24 2r ST 28 29 29 30 31 35 38 40 41 43 49 51 54 54 59 56 57 57 57 58 58 59 3 2 GE L unariDXA ce eo eb Soh a AE Se 3 2 1 Technische Daten a A 2 he 2 2 a a a Ae dae a Kalk Sled Die Grundlag
30. I D Cullum and P J Ell Cross calibration of a fan beam X ray densitometer with a pencil beam system The British Journal of Radiology 69 522 531 1996 K Brazdilova A Dlesk T Koller Z Killinger and J Payer Vitamin D deficiency a possible link between osteoporosis and metabolic syndrome Bratisl Lek Listy 113 412 416 2012 U T Brenoe and K Kolstad Body Composition and Development Measured Re peatedly by Computer Tomography During Growth in Two Types of Turkeys Poultry Science 79 546 552 2000 R Brommage Validation and calibration of DEXA body composition in mice Am J Physiol Endocrinol Metab 285 E454 E459 2003 J Brondum M Egebo C Agerskov and H Busk On line pork carcass grading with the Autofom ultrasound system J Anim Sci 76 1859 1868 1998 J Brozek F Grande T Anderson and A Keys Densitometric analysis of body composition revisions of some quantitative assumptions Ann NY Acad Sci 110 113 140 1963 L Bunger J M MacFarlane N R Lambe J Conington K A McLean K Moore C A Glasbey G Simm Use of X Ray Computed Tomography CT in UK Sheep Production and Breeding Dr Karuppasamy Subburaj Ed ISBN 978 953 307 943 1 InTech DOI 10 5772 23789 S 329 348 2011 H Busk and E Olsen Determination of percent meat in pig carcasses with the AUTOFOM equipment 47th Annual Meeting of the European Association for Animal Production Comission on Pig Production S
31. IQ 70 60 50 50 60 70 80 IDXA 90 Abbildung A 3 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAp ck rechts Skalierung eingeschr nkt von 50 bis 90 Tabelle A 5 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDX Ap ck Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 75 09 5 88 7 84 DXA 18157 4 31 5 29 y 1 26 27 94 oss 2 23 Dif 648 1 57 2 55 Die Aufteilung der Werte in die verschiedenen Gewichtsklassen ist in der folgenden Ta belle dargestellt 172 Tabelle A 6 Vergleich der Magerweichgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 76 54 5 61 7 33 5 iDXA 8222 414 5 03 y 1 272 27 78 0 87 2 01 80 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 75 55 6 04 8 00 E iDXA 81 95 4 41 5 38 y 1 3x 30 59 0 89 2 00 gt 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 72 25 494 6 84 5 5 DXA 79 9 39 Jor 91062 12 06 0 72 2 66 A 1 2 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard DPX IQ a SS DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND Mager f 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 iDXA DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND Mager 100 95 90 85 80 DPX IQ 75 70 6
32. Kapitel 3 2 1 3 auf Seite 63 Dadurch k nnen ebenfalls Knochen und Weichgewebegrenzen besser detektiert werden iDXA 2010 Handbuch und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Der Hersteller ver ffentlicht keine Informationen zu den Software Algorithmen f r die Knochendetektion und die Weichgewebeverteilung um den Knochen Unterschiede in der Berechnung der K rperzusammensetzung w rden ebenfalls Differenzen zwischen den Messergebnissen begr nden Tothill et al 1994 verglichen DXA Ger te verschiedener Hersteller miteinander und f hrten als Begr ndung f r unterschiedliche Messergebnisse Differenzen in der Kali brierung und dem Fettverteilungsmodell an Au erdem variiert die Empfindlichkeit der 122 Ger te in Abh ngigkeit von einer unterschiedlichen Gewebedicke Dies f hrt ebenfalls zu unterschiedlichen Messergebnissen Die Autoren haben die Abh ngigkeit der Mess genauigkeit von der Gewebedicke mit dem sogenannten Beam Hardening begr ndet Eine steigende Absorberdicke f hrt zu einer verst rkten Abschw chung der Photonen der geringeren Energiestufe Dadurch ndert sich das Spektrum da im Vergleich mehr Photonen der h heren Energiestufe zum Detektor gelangen Dies f hrt zu einer ver n derten Bewertung des Knochenminerals Au erdem erg nzten sie dass Hersteller die Angaben bez glich der Kalibrierung und des Fettverteilungsmodells als gesch tzt be trachten weswegen dar ber nur Anna
33. L gescannt und anschlie end get tet Die Lendenwirbels ule wurde frei pr pariert in ei 134 nem Wasserbad ein zweites mal gescannt und anschlie end verascht um Referenzwer te zu erhalten Der Knochenmineralgehalt wurde mit dem Gewicht der Asche vergli chen Die Korrelation der in vivo Untersuchung war mit r 0 98 sehr hoch und zeigt dass eine genaue Messung des Knochenmineralgehaltes bei Schafen mit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie m glich ist Allerdings wurde in der Studie von Pouilles et al 2000 nur die Lendenwirbels ule der Schafe gescannt und nicht der gesamte K rper Demnach w re es m glich dass der Scan nur eines bestimmten K rperbereiches genauere Messungen liefert als ein Ganzk rperscan Dies m sste in weiteren Untersuchungen ge pr ft werden und k nnte auf unterschiedlichen technischen Einstellungen zum Beispiel Scan Zeit und Stromst rke der DXA Ger te beruhen 5 6 1 4 Knochenmineraldichte g cm Die bereinstimmung zwischen den Messergebnissen der Knochenmineraldichte ist deut lich vermindert Die Regressionskoeffizienten betragen bei dem Vergleich des DPX IQ mit dem iDXA im Modus Dick R 0 59 und bei dem Vergleich des DPX IQ mit dem iDXA im Modus Standard R 0 68 Die Regressionsgeraden verlaufen ann hernd parallel zueinander jedoch nicht zur Identit tslinie iDXA untersch tzt die Knochenmi neraldichte im Vergleich zum DPX IQ P lt 0 05 Da die bereinstimmung zwi
34. Plethysmographie abgel st Die Vorteile sind dass die Patienten nicht vollst ndig in Wasser getaucht werden m ssen und diese Methode somit bei Kindern und auch bei Tieren leichter angewendet werden kann Sie basiert auf dem gleichen Prinzip wie die Unterwasserw gung weshalb die oben erw hnten Ungenauigkeiten auch hier bestehen bleiben Das System besteht aus zwei mit Luft gef llten Kammern die mit einer ver schiebbaren Membran voneinander getrennt sind Wenn der Patient in die Kammer ge bracht wird entsteht eine Volumen nderung wodurch sich die Membran etwas bewegt Durch das klassische Verh ltnis von Druck und Volumen bei einer fixen Temperatur wird das Volumen der Kammer mit dem Patienten berechnet Ellis 2000 Eine weitere M glichkeit der Densitometrie bietet die akustische Plethysmographie Sheng et al 1988 beschrieben in einer Studie diese Methode Dabei wird das Prin zip eines Helmholtz Resonators genutzt Die Resonanzfrequenz einer Kammer ndert sich wenn ein Objekt darin platziert wird Diese nderung wird herangezogen um das Volumen dieses Objektes zu messen Bei dieser Studie wurden Wiederholungsmessungen anhand von 13 Miniatur Schweinen durchgef hrt Der Variationskoeffizient lag zwischen 0 3 und 3 2 wobei sich die Messwerte nicht signifikant von den Ergebnissen aus der chemischen Analyse unterschieden 2 2 2 3 Kalium Gammaspektrometrie Kalium befindet sich im K rper fast ausschlie lich intrazellul r u
35. QDR 1000 W und Lunar DPX an herausgetrennten Wirbeln getatigt und miteinander verglichen Nach der Euthanasie wurde bei 45 Schafen das Weichgewebe entfernt und der rechte Femur die rechte Tibia und der rechte Humerus isoliert In einem Beh lter bef llt mit Was 49 ser welches die Weichgewebekomponente ersetzen sollte wurden die Knochen mit DXA gescannt Die Korrelation der Knochenmineraldichte zwischen den einzelnen Wirbelk r pern der sedierten Schafe war hoch r 0 944 0 843 P lt 0 0001 Die Korrelation der Knochenmineraldichte zwischen den Wirbelk rpern und dem Kalkaneus betrugen r 0 677 0 633 P lt 0 0001 w hrend die Korrelation zwischen den Wirbelk rpern und dem distalen Radius etwas geringer war r 0 551 0 507 P lt 0 0001 Die Korrela tion zwischen dem Kalkaneus und dem distalen Radius betrug r 0 440 P 0 0025 Die Korrelation der Knochenmineraldichte der Wirbelk rper der sedierten Zibben und den pr parierten Knochen war gut und betrug r 0 772 0 449 P lt 0 0001 Zum Abschluss wurde die Korrelation der Knochenmineraldichte zwischen den beiden DXA Ger ten bestimmt Es konnte eine sehr gute Korrelation mit r 0 942 P lt 0 0001 ermittelt werden Die Autoren finden die Untersuchung mit DXA bei Tieren bei denen eine An sthesie mit erheblichen Risiken verbunden ist Regurgitation von Panseninhalt Aspiration und Pneumonie als eine der angemessensten Methoden um den Knochen mineralgehalt zu b
36. Reconstruction Software zur Anwendung Diese f gt die einzelnen Bilder zusammen und berechnet daraus das Gesamtbild iDXA 2010 Handbuch und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Durch die unterschiedliche Strahlengeometrie der beiden Ger te werden demnach unter schiedliche Algorithmen ben tigt um die K rperzusammensetzung zu bestimmen Unter diesem Gesichtspunkt w re eine gewisse Diskrepanz zwischen den Messergebnissen zu erwarten Durch die Verwendung verschiedener R ntgengeneratoren und K Kantenfiltern siehe Kapitel 3 ist die Strahlungsintensit t bei dem iDXA in den meisten Modi h her als bei dem DPX IQ siehe Tabelle 5 1 Bei dem lteren DPX IQ dringen die R ntgenstrahlen h ufig nicht durch dickes K rper bzw Knochengewebe wodurch Gewebepunkte bzw regionen auftreten welche nicht erfasst werden k nnen Im entstandenen Bild werden diese Stellen durch blaue Bildpunkte gekennzeichnet Mitchell et al 2000 Bei diesen Bildpunkten wird ein Maximalwert f r die Knochenmineraldichte verwendet welcher 120 in der Software festgelegt ist pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Wie hoch dieser Wert ist wollten die Hersteller nicht herausgeben Durch die h here Strahlungsintensit t des iDXA im Vergleich zu den meisten DPX IQ Modi siehe Tabelle 5 1 dringen die R ntgenstrahlen auch durch dickeres Knochenge webe und gew hrleisten eine genaue Messung der K rperz
37. Schlachtk rperh lften wurden allein mit dem iDXA gescannt F r die Untersu chung wurden die inneren Organe entnommen sowie die vorderen Extremit ten im Karpalgelenk abgetrennt Waren die Vorderf e noch am Schlachtk rper wurde mit Hilfe der Software eine Region of interest ROI definiert Diese Ma nahme schloss die vorderen Gliedma en von den Messergebnissen aus was eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse gew hrleistete 21 Schlachtk rperh lften wurden mit den Modi Dick und Standard gescannt Es wurde jeweils das Ganzk rper Programm verwendet Das Ge wicht der Schlachtk rperh lften wurde nur mit Hilfe des iDXA bestimmt und betrug im Durchschnitt 44 kg Die Eber Schlachtk rperh lften wurden mit der offenen Seite nach unten auf den Tisch gelegt Der Scanvorgang dauerte mit dem Modus Dick maximal 13 Minuten und 16 Sekunden mit dem Modus Standard maximal 7 Minuten und 16 Sekunden 3 5 Der Versuchsablauf bei den Schafen 3 5 1 Die Sedierung Es wurden insgesamt 20 Schafe untersucht und in die Studie aufgenommen Um Be wegungsartefakte zu minimieren wurden die Schafe sediert und mit beiden Ger ten gescannt F r die Narkose wurde eine Injektion von Xylazin und eine anschlie ende in traven se Gabe von Ketamin gew hlt Daf r wurden die Tiere auf die Hintergliedma en gesetzt und Xylazin 0 2 mg kg KGW wurde intramuskul r innen in die Oberschenkel muskelmuskulatur verabreicht Eine Braun le wurde in d
38. Vorg nge werden in den folgenden Kapiteln detaillierter beschrieben 2 3 2 1 Die Erzeugung der R ntgenstrahlen Die Erzeugung der R ntgenstrahlen in der R ntgenr hre basiert auf folgenden phy sikalischen Grundlagen Bei der charakteristischen R ntgenstrahlung schlagen fremde Elektronen ein Elektronenloch in eine der innersten Schalen eines Atoms Das Elektro nenloch wird dann mit einem Elektron aus einer h heren Schale gef llt Das Elektron welches das Loch f llt gibt Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung Pho tonen R ntgenquanten ab Je gr er der Abstand der beiden Schalen desto gr er ist die Energie der so entstandenen Strahlung Des weiteren gibt es die R ntgenbremsstrahlung welche entsteht wenn die Elektronen vom Atomkern abgebremst werden Fremde Elektronen werden in einer Kathode erzeugt indem diese elektrisch bis zum Gl hen erhitzt wird Dabei dampfen Elektronen ab die zwischen der Kathode und der Anode im elektrischen Hochspannungsfeld beschleunigt werden Die H rte der Strahlung h ngt im Wesentlichen von der Spannung im Generator ab Durch die H l lenelektronen der Anode werden die schnellen Elektronen hart abgebremst oder im Coulomb schen Feld der Atomkerne radial beschleunigt Die dabei von den Elektronen abgegebene Energie wird zu 99 in W rme und zu 1 in R ntgenstrahlung umge wandelt Kauffmann et al 2006 2 3 2 2 Die Erzeugung von zwei charakteristischen Energiestufen
39. bei dem Vergleich mit dem iDX Ap ck R 0 75 Dieses Ergebnis steht im Widerspruch zu der Annahme dass der Modus Dick des iDXA bei allen Messgr Ben mit dem Modus Adult Normal des DPX IQ am st rksten bereinstimmt siehe Kapitel 5 1 Auch der Standardsch tzfehler ist bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAgranp geringer RMSE 128 39 g als bei dem Vergleich mit dem iDXApicx RMSE 203 82 g Diese Differenzen k nnen allerdings auch auf den unterschiedli chen Stichproben mit unterschiedlicher Varianz beruhen Eine Aussage welche Modi der beiden Ger te am st rksten bereinstimmen ist demnach nicht exakt m glich Bei Betrachtung der Mittelwerte f llt auf dass die Differenz zwischen den Werten des DPX IQ und denen des iDXA relativ hoch ist siehe Kapitel 4 1 3 auf Seite 85 Dabei untersch tzt iDXA in beiden Modi den Knochenmineralgehalt gegen ber dem DPX IQ Der gro e Unterschied der absoluten Werte k nnte dabei auf technischen Unterschie den zwischen den beiden Ger ten beruhen Obwohl der DPX IQ durch die geringere Strahlungsintensit t h ufig dickes Knochengewebe nicht durchdringen kann misst er einen h heren Knochenmineralgehalt als der iDXA Dies liegt daran dass beim DPX IQ f r Bildpunkte welche nicht gemessen werden konnten ein Maximalwert verwendet wird welcher in der Software festgelegt ist pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Dar ber hinaus k nnte die Abweichung d
40. bei der Computertomographie 30 mal h her als bei DXA Grier et al 1996 Auch bei vielen wissenschaftlichen Studien ber die Osteoporose ist DXA ein h ufig ver wendetes Hilfsmittel Yang et al 2012 untersuchten zum Beispiel mit Hilfe von DXA die Wirkung von Pamidronat bei p diatrischen Patienten mit Osteoporose durch lang anhaltende parenterale Ern hrung Brazdilova et al 2012 bestimmten in ihrer Studie den Knochenmineralgehalt mit DXA bei Patienten um den Zusammenhang zwischen Vitamin D Osteoporose und dem metabolischen Syndrom zu erfassen Bereits 1985 besch ftigten sich Wissenschaftler mit dem Thema der Osteoporose und dem damit verbundenen Frakturrisiko bei Frauen in der Postmenopause Cummings et al 1985 Diese Art von Studien setzen sich fort bis zur Gegenwart Schmidt et al 2012 unter suchten mit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie die K rperzusammensetzung und die Knochenmineraldichte bei Frauen mit polyzystischem Ovarialsyndrom in der sp ten Postmenopause Da DXA bei wiederholten Messungen eine hohe Sensitivit t in Bezug auf relativ kleine Ver nderungen im Knochenmineralgehalt aufweist erm glicht sie zum Beispiel auch die Entwicklung des Knochengewebes nach Frakturen zu verfolgen Dies wird vor allem in der Chirurgie und der Orthop die f r die Kontrolle von Metall Implantaten genutzt Messungen k nnen vor der Operation erfolgen um die Position der Implantate zu sichern 40 als auch post operativ um
41. bez glich der Messgenauigkeit deut lich unterscheiden Au erdem bezieht sich die Genauigkeit der Messungen des DPX IQ immer auf eine bestimmte Fettkonfiguration die Analyse der brigen beiden Fettstufen f llt deutlich schlechter aus Der iDXA hingegen misst das Fettgewebe in jeder Fett konfiguration und mit jedem Modus mit einer hohen Genauigkeit Die gr te Differenz eines Mittelwertes der Messergebnisse zur Herstellerangabe betr gt beim iDXA 1 85 Messung der h chsten Fettstufe mit dem Modus Dick beim DPX IQ 3 37 Mes sung der mittleren Fettstufe mit dem Modus P diatrie Small Hierbei wird zus tzlich ersichtlich dass der Modus P diatrie Small des DPX IQ zwar die beste Genauigkeit 147 bei der Messung der h chsten Fettkonfiguration aufweist jedoch am schlechtesten bei der Messung der mittleren Fettstufe abschneidet siehe Anhang B Bei der Beurteilung der Pr zision wird erkennbar dass iDXA in beiden Modi eine deut lich h here Pr zision aufweist als die von Ruge 2006 mittels DPX IQ gemessenen Werte Oldroyd et al 2003 verglich die Lunar Ger te Prodigy und DPX L mit verschiedenen Phantomen und in vivo miteinander Bei der Analyse des prozentualen Fettgehaltes mit dem VCP zeigte das Fan Beam Ger t Prodigy die beste bereinstimmung mit den Herstellerangaben des Phantoms Dies deckt sich mit der Gegen berstellung der Mess werte dieser Dissertation mit den Ergebnissen von Ruge 2006 In S
42. das Fettgewebe bersch tzt Bei der berpr fung der Genauigkeit und der Pr zision des iDXA und dem Vergleich der Daten mit den Messergebnissen von Ruge 2006 wurden mit dem iDXA insgesamt die genaueren und pr ziseren Werte erreicht als mit dem DPX IQ In der kleinsten Fett konfiguration des VCP erzielte iDXA im Modus Standard die gr te Genauigkeit Allerdings lieferte der DPX IQ bei der Messung h herer Fettgehalte in einigen Modi ge nauere Ergebnisse Dabei ist zu beachten dass sich die Genauigkeit des DPX IQ nur auf einzelne Modi bezieht welche sich von den anderen Modi bez glich der Messgenauigkeit deutlich unterscheiden Au erdem bezieht sich die Genauigkeit der DPX IQ Messungen immer jeweils auf eine bestimmte Fettkonfiguration die Analyse der brigen beiden Fett stufen f llt deutlich schlechter aus Der iDXA Scanner hingegen misst das Fettgewebe in jeder Fettkonfiguration und mit jedem Modus mit einer hohen Genauigkeit Die gr te Pr zision liefert ebenfalls der iDXA im Modus Standard gefolgt vom Modus Dick Die Pr zision der Messungen ist bei dem DPX IQ deutlich geringer Auch die in vivo Beziehungen der iDXA Modi Dick und Standard waren sehr eng R 0 87 1 0 153 Anhand der Ergebnisse dieser Dissertation kann der Lunar iDXA der Firma General Electrics empfohlen werden Allerdings m ssen bei ger te bergreifenden Studien Re gressionsgleichungen f r die Anpassung der Messergebniss
43. das longitudinale Magnetfeld zunimmt Dieser Prozess wird auch longitudinale Relaxation oder Spin Gitter Relaxation T genannt Au erdem gelangen die in Phase pr zedierenden Protonen wieder au er Phase wodurch die transversale Magentisierung abnimmt Man bezeichnet diesen Vorgang als transversale Relaxation oder Spin Spin Relaxation T2 Hendrix 2003 Bernau 2011 Bei der R ckkehr der Atomkerne in ihre Ausgangslage geben sie die aufgenommene Energie in Form von Radiowellen wieder ab Diese Radiowellen k nnen mit Hilfe von Antennen empfangen und vom Computer als Grauwertstufen in Bildinformationen um gesetzt werden Kauffmann et al 2006 Da die h ufigste Substanz im K rper das Wasser ber 70 ist eignen sich daher die Wasserstoffatomkerne Protonen f r die MR Bildgebung am besten Bei einer vorgegebenen Feldst rke von z B 1 5 oder 4 Tesla und einer vorgegebenen Pulssequenz ist die Signalintensit t von der Protonendichte und den longitudinalen bzw transversalen Relaxationszeiten abh ngig Diese werden durch die Struktur und den Aufbau der Gewebe beeinflusst Lutz und Schultz 1987 L ning et al 1988 Bernau 2011 Die Strukturen im K rper schwingen unterschiedlich lan ge nach weswegen die Untersuchung dem zu betrachtendem Gewebe angepasst werden muss T oder T2 Wichtung Kurze T und lange T2 Relaxationszeiten weist z B das Fettgewebe auf weswegen es in T gewichteten Bildern eine hohe Signalintensit t he
44. der K rperzusammen setzung dar Die neueren Fan Beam Instrumente wie Lunar iDXA verwenden dagegen einen schlitzf rmigen Kollimator welcher in der Lage ist einen f cherf rmigen Strahl zu erzeugen Die Detektoren im Scanner Arm weisen eine lineare Anordnung auf was die Messung eines gr eren Bereiches gleichzeitig erm glicht Dadurch ist die Untersu chungszeit erheblich k rzer 35 PENCIL BEAM FAN BEAM Abbildung 2 6 Fan Beam versus Pencil Beam Blake und Fogelman 1997 Ein weiterer Vorteil der Fan Beam Technologie ist die bessere Bildaufl sung Sie er m glicht zum Beispiel eine einfachere Identifikation von Strukturen der Wirbelk rper Allerdings ist es wichtig zu erw hnen dass die Konsequenz der besseren Aufl sung die h here Strahlenbelastung von Patient und Untersuchungspersonal darstellt obgleich die Strahlenbelastung im Gegensatz zu anderen radiologischen Untersuchungsmethoden als sehr gering zu betrachten ist Blake und Fogelman 1997 Die genaue Beschreibung der beiden Ger te im Vergleich ist in Kapitel 3 auf Seite 56 zu lesen Die neueste Entwicklung stellt der Cone Beam od Flash Beam dar Cone Beam Abbildung 2 7 Cone Beam Bei Ger ten mit dieser Technik weist die Strahlung die Form einer Pyramide auf Das Ger t der Firma GE Medical Electrics PIXImus DEXA erzeugt eine R ntgenstrahlung 36 welche aus zwei Energiestufen mit 35 und 80 keV besteht Der dazu geh rige Detektor
45. die Heilung des Knochengewebes zu analysieren Grier et al 1996 Da DXA durch die zwei unterschiedlichen Energiestufen zus tzlich zum Knochenmi neralgehalt auch das Magerweichgewebe und das Fettgewebe bestimmen kann erm g licht sie ebenfalls die Ermittlung der K rperzusammensetzung auf Grundlage des 3 Komponenten Modells Diese Anwendungsm glichkeiten von DXA werden zum Beispiel in der Sportmedizin genutzt Sanal et al 2012 Sehr hilfreich ist die Bestimmung der K rperzusammensetzung au erdem f r Studien ber Energieumsatz Energiespeicher Proteinmasse und f r Studien ber Wachstum und Entwicklung Grier et al 1996 Eines der gr ten Defizite von DXA ist die fehlende Trennung zwischen kortikalem und spongi sem Knochengewebe da viele metabolische Knochenerkrankungen im spongi sen Knochen zu finden sind Des weiteren kann DXA nicht zwischen Osteopenie wegen Osteoporose und Osteopenie die durch andere Erkrankungen verursacht wird unter scheiden Grier et al 1996 2 3 6 Anwendung bei Tieren Auch bei wissenschaftlichen Studien mit Tieren wird die Dualenergie R ntgenabsorp tiometrie h ufig eingesetzt Will man zum Beispiel die Wirkung verschiedener Arznei mittel auf die Knochenmineralisierung an Tieren erproben ist die wiederholte Untersu chung der Tiere ohne deren T tung gew hrleistet Weitere Studien welche die Messung der Knochenmineraldichte voraussetzen befassen sich mit metabolischen Knochener kran
46. erh lt man eine schlechtere Aufl sung Mit einer h heren Frequenz wird die Eindringtiefe reduziert die Aufl sung aber verbessert Alexander et al 2004 Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle im Gewebe ist konstant solange sich die Dichte des Ausbreitungsmediums nicht ver ndert Trifft die Schallwelle auf eine Grenze von zwei Medien mit unterschiedlicher Dichte ndert sich die Ausbreitungsgeschwin digkeit der Schallwelle Den Wellenwiderstand des Gewebes nennt man auch akustische Impedanz Die Gewebegrenze kann bis zu einem Impedanzunterschied von unter 1 ausreichend dargestellt werden Alexander et al 2004 Die Signalwiedergabe kann in 3 verschiedenen Modi A B und M Modus erfolgen Der A Modus englisch amplitude ist die lteste Form der Ultraschalldiagnostik und findet heute noch in der Ophthalmologie Anwendung Dabei werden die Grenzschichten als verschieden hohe Peaks pr sentiert wobei die Lage der Peaks die Lokalisation des Gewebes im K rper anzeigt Der B Modus englisch brightness modulation zeigt das Gewebe als zweidimensionales schwarz wei Bild Je st rker die Schallwelle reflektiert wird desto heller erscheint der Bildpunkt Die Zeit bis zur Reflektion der Schallwelle legt dabei die Tiefenposition des Bildpunktes fest Der dritte Modus M Modus Motion Modus bildet nicht das gesamte Bild ab sondern nur eine Zeile Wird der Schallkopf dabei station r an einem Punkt gehalten wird das Bild zeitli
47. g cm 1 100 DPXIQvs A iDXA_DICK a a Datenreihe DPX lQvs 0 900 d iDXA_DICK 0 800 DPXIQvs iDXA_STAND 0 700 Datenreihe DPX lQvs iDXA_STAND 0 600 0 600 0 700 0 800 0 900 1 000 1 100 iDXA Abbildung 4 14 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp LARGE und iDXAp ck und STAND rechts Skalierung einge schr nkt von 0 8 bis 1 1 g cm 100 Tabelle 4 29 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp_varge und iDXAp ck BMD g cm MW STABW KE Regressionsgerade R RMSE o IQP_LARGE 0 96 0 04 4 25 iDX Ap ck 0 83 0 06 7 28 y 0 527 0 53 0 59 0 03 Diff 0 13 0 02 3 03 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse f r den Vergleich des DPX IQp Larcr mit dem iDXAp ck werden in der Tabelle 4 29 dargestellt Die Regressionsgerade schneidet die Identit tslinie bei 1 15 g cm Die iDXA Messwerte f r die Knochenmineraldichte liegen unter den DPX IQ Werten P lt 0 05 Tabelle 4 30 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp_Larce und iDXAsrann BMD g cm MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE 0 IQp_LARGE 0 96 0 04 4 25 iDXAgranp 0 84 0 06 6 69 y 0 62 0 46 0 68 0 02 Diff 0 12 0 02 2 44 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse f r den Vergleich des DPX IQp Larcr mit dem iDX Agranp sind in der Tabelle 4 30 ersicht
48. glicherweise in der Verwendung von enthaupteten Schlachtk rpern ohne in nere Organe die durch das DXA Scannen und Unterwasserwiegen bis zur chemischen Analyse der rechten Schlachth lfte bereits an Substanz Wasser verloren haben k nn ten Pietrobelli et al 1998 untersuchten den Grund f r die systematische Abweichung der DXA Fettwerte bei berdurchschnittlichem Wassergehalt indem sie verschiedene Fl s sigkeiten wie zum Beispiel salzhaltiges Wasser oder normales Wasser zum Messobjekt hinzuf gten Sie gelangten zu drei verschiedenen Ursachen f r das Auftreten der Sch tz fehler 1 den R Wert der bersch ssigen Fl ssigkeit und damit deren elementare Zusam mensetzung 2 deren Fraktion 3 die urspr ngliche Weichgewebezusammensetzung Ist kein Unterschied der R Werte zwischen dem Weichgewebe und der bersch ssigen Fl ssigkeit vorhanden entsteht kein Fehler in der Sch tzung des Fettgewebes unabh n gig davon wie viel von dieser Fl ssigkeit vorliegt Existiert eine Differenz der R Werte dann ist nicht nur die H he der Differenz sondern auch die Fraktion der im berschuss vorhandenen Fl ssigkeit ausschlaggebend f r die Gr e des Sch tzfehlers Zuletzt spielt die Relation des Fettgewebes zum Magerweichgewebe eine weitere wichtige Rolle Steigt die Fraktion des Fettgewebes an minimiert sich dadurch der Sch tzfehler Pietrobelli et al 1998 Pietrobelli et al 1998 weisen ebenfalls darauf hin dass Fehler
49. hat eine Fl che von 100x80 mm die Pixelgr e betr gt 0 18x0 18 mm Bei dem Ge r t Osteocore 3 der Firma Medilink besitzt der Detekor sogar eine Gesamtfl che von 200x200 mm Durch die Gr e der Detektoren bei den Cone Beam Ger ten ist die Messdauer im Gegensatz zu den Pencil und den Fan Beam Ger ten erheblich verk rzt Brommage 2003 Sch llhorn 2007 Medilink Mauguio Frankreich Wird die K rperzusammensetzung mit zwei verschiedenen DXA Ger ten bestimmt so f hrt dies zu unterschiedlichen Messergebnissen Bei ger te bergreifenden Studien ist es daher n tig diese Messergebnisse durch Regressionsgleichungen einander anzupassen Oldroyd et al 2003 Ellis und Shypailo 1998 Mazess und Barden 2000 Koo et al 2003 Oldroyd et al 2003 verglichen in ihrer Studie die GE Lunar Pencil DPX L und Fan Beam PRODIGY Ger te miteinander F r die Bestimmung der Knochenmine raldichte des Knochenmineralgehaltes und des Magerweichgewebe sowie Fettgewebe gehaltes verwendeten sie verschiedene Phantome f r die in vitro Untersuchung und Patienten mit Anorexie n 13 zystischer Fibrose n 23 und gesunde Patienten n 36 f r die Messungen in vivo Bei den Untersuchungen mit den Phantomen er gaben sich einige Differenzen da zum Beispiel PRODIGY die Knochenmineraldichte im Wirbels ulenphantom verglichen mit DPX L signifikant untersch tzte Bei den in vivo Untersuchungen ergaben sich keine signifikanten D
50. iDXA en Core basiertes Knochen Densitometer R ntgensystem Benutzerhandbuch 2010 A Jackson and M L Pollock Practical assessement of body composition Physician Sportsmed 13 76 90 1985 X Jiang D Song B Ye X Wang and S Hu J Song Effect of intermittent ad ministration of adiponectin on bone regeneration following mandibular osteodistraction in rabbits J Orthop Res 29 7 1081 1085 2011 J Kamphues D Schneider und J Leibetseder Supplemente zu Vorlesungen und bungen in der Tierern hrung M amp H Shaper Alfeld Hannover 1999 K Kaspar M Vogt H Ermert P Altmeyer und S Gammal el 100 MHz Sonographie zur Darstellung des Stratum corneum an der Palmarhaut nach Anwendung verschiedener Externa Ultraschall in der Medizin 20 3 110 114 1999 G W Kauffmann E Moser und R Sauer Radiologie 3 Auflage Elsevier Verlag 2006 N L Keim P L Mayclin S T Taylor and D L Brown Total body electri cal conductivity method for estimating body composition validation by direct carcass analysis of pigs Am J Clin Nutr 47 180 185 1988 E Kienzle J Zentek and H Meyer Body Composition of Puppies and Young Dogs J Nutr 128 2680 2683 1998 W W K Koo M Hammami and E M Hockman Interchangeability of pencil beam and fan beam dual energy X ray absorptiometry measurements in piglets and infants Am J Clin Nutr 78 236 240 2003 N R Lambe M J Young K A McLean J Conon
51. im Vergleich mit dem DPX IQ deckt sich auch mit den brigen Untersuchungen siehe Kapitel 4 1 3 und 4 2 3 Die Regressionskoeffizienten 139 der Ergebnisse bez glich des Knochenmineralgehaltes liegen im Bereich der bisherigen Ergebnisse lebende Schweine BMC R 0 75 0 84 lebende Schafe BMC R 0 88 Die Diskrepanzen zwischen den beiden Ger ten k nnen somit durch die in Kapitel 5 2 auf Seite 119 beschriebenen Fehlerquellen begr ndet werden Zusammengefasst beruhen sie auf der unterschiedlichen Strahlengeometrie und Strahlungsintensit t der unterschiedli chen Detektortechnologie und der Verwendung von verschiedenen K Kantenfiltern Den gr ten Einfluss auf die Messergebnisse hat vermutlich die unterschiedliche Aufl sung und Strahlungsintensit t der Ger te 5 7 1 4 Knochenmineraldichte g cm Der Regressionskoeffizient der Messergebnisse bez glich der Knochenmineraldichte liegt mit R 0 81 Vergleich DPX IQp smar vs iDXApicx deutlich ber den Regressions koeffizienten die bei den brigen Messungen der Knochenmineraldichte erzielt wurden Mit R 0 68 ist die Beziehung der Messergebnisse der beiden Ger te in den Modi P diatrie Small des DPX IQ und Standard des iDXA niedriger F r die deutlich h here bereinstimmung der Messergebnisse kommen die technischen Eigenschaften der Ger te und die daraus getroffene Zuteilung der Modi P diatrie Small des DPX IQ und Dick des iDXA in Betracht
52. in Tabelle 4 13 dargestellt Durch die Vergr erung der Punktewolke im rechten Diagramm wird ersichtlich dass die Messwerte relativ stark um die Regressionsgerade streuen Die Gerade schneidet die Identit tslinie bei 1 17 g cm Um die einzelnen Gewichtsbereiche lt 80 kg 80 100 kg gt 100 kg besser beurteilen zu k nnen wurden dazu ebenfalls Berechnungen durchgef hrt 89 Tabelle 4 14 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE SEN Ca o Z y 0 55x 0 52 0 73 0 08 80 100 kg MW STABW hs Regressionsgerade R RMSE A e lues ose om gt 100 kg MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE SEN CH ir y 0 277 0 85 0 37 0 02 Anhand dieser Ergebnisse wird ersichtlich dass der lineare Zusammenhang der Mess werte beider Ger te in den Modi Adult Normal des DPX IQ und Dick des iDXA bez glich der Knochenmineraldichte in Gewichtsbereichen ber 100 kg niedriger ist als in den Bereichen darunter Die Steigungen der Regressionsgeraden sind mit 0 27 0 55 relativ gering Die Schnittpunkte mit der Identit tslinie liegen zwischen 1 15 und 1 16 g cm Bei Betrachtung der Mittelwerte wird ersichtlich dass die iDXA Werte in allen 3 Gewichtsbereichen jeweils um 0 05 g cm unter denen des DPX IQ liegen 9
53. in der Sch tzung des Fettgewebes mittels DXA bei Variationen des Wassergehaltes von 1 5 bei lt 1 liegen Nach Meinung der Autoren liegen diese Fehler normalerweise unter der Nachweis 39 grenze der DXA Ger te es sei denn die zu untersuchenden Objekte sind sehr gro und die Messungen werden wiederholt durchgef hrt und gemittelt um Fehler zu minimieren 2 3 5 Anwendungsbereiche in der Humanmedizin Die h ufigste Verwendung findet die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie in der Human medizin bei der Bestimmung der Knochenmineraldichte und des Knochenmineralgehal tes Dies war nicht invasiv vor DXA nur mit Hilfe der Computertomographie bzw unter Einschr nkungen mittels Ultraschall m glich Viele Erkrankungen wie Osteoporose ge hen mit dem Schwund von Knochengewebe insbesondere Knochenmineral Kalksalzen einher weswegen vor allem die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie bei der Diagnose von gro em Nutzen ist Durch die geringe Strahlenbelastung erm glicht sie zus tzlich den Verlauf und die Therapie dieser Krankheiten zu kontrollieren Die Computertomo graphie stellt dem gegen ber ein sehr teures und aufwendiges Verfahren dar zu dem spezielles Fachpersonal ben tigt wird Die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie bietet eine erheblich g nstigere und einfachere Alternative wor ber hinaus sie weniger zeitauf wendig ist und keine spezielle technische Expertise ben tigt Zu dem ist die Belastung durch ionisierende Strahlung
54. jeweiligen Gewichtsklassen und Modi Anzahl und Gewicht der Schafe in den jeweiligen Modi Anzahl und Gewicht der Schaf Schlachtk rper in den jeweiligen Modi Fettkonfigurationen mit dem Variable Composition Phantom Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und WOM EE Vergleich der Fettgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und MU ea ata ee oa Gee See a Ee a we A oh E OR es Vergleich der Fettgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAgqanp nach Gewichtsklassen sortiert Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno nd iDXAHIOK e ee PLEAS er 8 Se oe es XII 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 11 4 12 4 13 4 14 4 15 4 16 4 17 4 18 4 19 4 20 4 21 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert 83 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAgtanp Sieg A ae am pe eee Se eed ee Af eg N E 84 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAgqanp nach Gewichtsklassen sortiert 85 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und IDX ADER aa ae ako Ree OSES ar we SE eh 86 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert
55. kg und bei gt 100 kg 5 8 kg Nachfolgend werden die Ergebnisse in Tabelle 4 19 zusammengefasst 93 Tabelle 4 19 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert VC lt 80 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 71526 71 4713 22 6 59 E iDXA eera 4700 61 ens ern AE DES 80 100 kg MW STABW A Regressionsgerade R RMSE o IQ 86612 11 5643 15 652 IDXA B9326 13 503336 601 4 924 2489 05 O88 792 89 gt 100 kg MW STABW Va Regressionsgerade R RMSE o IQ 105016 47 6276 46 5 98 _ mme 110886 72 7940 52 17 16 4 9 762 20310 83 0 93 1631 43 4 1 5 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard DPX IQ DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND Total Tissue g 120000 90000 60000 30000 0 0 30000 60000 90000 120000 iDXA Abbildung 4 10 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQapno und iDXAgranp 94 Tabelle 4 20 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQapno und iDXAgranp VC T Tissue g MW _ STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 77051 58 8963 52 11 63 iDXA 79011 90 9340 76 11 82 y 0 96x 1423 41 0 99 647 01 Dif 1960 33 37724 0 19 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse s
56. lQvs 24 lQvs 0 5 iDXA_STAND 22 iDXA_STAND 0 2 005 1 15 2 25 3 35 4 2 22242628 3 32343638 4 iDXA iDXA Abbildung A 9 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQp tarce und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 2 bis 4 Tabelle A 15 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQp_Larce und iDXAp ck und STAND BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE ie cance 320 0 19 5 91 E BE teg 28 018 6 37 PORSE I Se Grase 3 20 1 0 19 5 91 E IDXA sranp 2 91 0 09 6 67 re SE Be 179 A3 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Small mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand der Schaf Schlachtk rper als Tiermodell A 3 1 Fettgewebe DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND Fett 24 22 20 E DPXIQvs ve onl Daa DICK 16 Datenreihe DPX IQ g 14 vs iDXA_DICK x 12 A 0 me DPXIQvs 8 Daa STAND 6 4 Datenreihe DPX IQ 2 vs iDXA_STAND 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 iDXA Abbildung A 10 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp smaLL und iDXApick und STAND Tabelle A 16 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp smar und iDXApick und STAND Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE 10s svar 1460 318 21 76 u F IDXAn c 173 395 22 83 a E da
57. pr pa rierten Knochen Os metacarpale quartum der linken Vorderextremit t von 38 Pr fe bern wurden mittels des GE Lunar DPX IQ analysiert Anschlie end wurden die Kno chen verascht und einer chemisch spektroskopischen Analyse unterzogen Dabei wurden die Gehalte an Trockensubstanz Rohasche und Rohfett bestimmt Der Calcium und der Phosphorgehalt wurden ermittelt au erdem wurde f r den Vergleich zum DXA Knochenmineralgehalt g aus dem Rohaschegehalt g 1000g und der Knochenfrisch masse g die Rohaschemasse als Referenz f r die DXA Analyse kalkuliert Eine hohe Beziehung wies der P Gehalt in der Knochenfrischmasse g kg zur DXA Knochen mineraldichte g cm auf R 0 76 RMSE 1 54 Die Knochenmineraldichte nahm mit steigendem P Gehalt bzw Ca plus P Gehalt Ca P oder mit steigendem Rohaschegehalt zu wobei nach einer multiplen Regressionsanalyse allein der P Gehalt in der Knochenfrischmasse g kg als abh ngige Variable in der Regressionsgleichung mit der DXA Knochenmineraldichte verblieb Eine h here Beziehung ergab mit einem Bestimmtheitsma von R 0 83 RMSE 0 84 der DXA Knochenmineralanteil zu dem Ca P Gehalt in der Knochenfrischmasse g kg Zwischen der ermittelten Rohaschemasse g und dem DXA Knochenmineralgehalt bestand eine hohe Beziehung von R 0 94 RMSE 0 27 Die Autoren schlussfolgerten dass DXA eine geeignete Methodik zur Messung der Knochenmineralisierung beim Schwein darstellt ohne ein
58. precision of the Lunar DPX IQ with the same phantom In addition the relationship between the results of the two iDXA modes Dick Thick and Standard was analyzed using the same experimental animals Due to the different anatomy of pigs and sheep the results of the study were analyzed separately The two DXA machines achieved the highest regression coefficients R 0 99 when measuring total tissue of live pigs The second highest regression coefficient was achie ved with lean tissue mass R 0 93 followed by fat mass R 0 82 0 90 The comparatively lowest regression coefficients of R 0 75 0 85 and R 0 67 0 69 were achieved when measuring bone mineral content BMC and bone mineral density BMD Furthermore the results were separated into different weight ranges The reason for this was a slightly increasing drift of the measurement results away from the line of identity with higher body weights The body weight ranges were defined as lt 80 kg 80 100 kg and gt 100 kg However pigs heavier than 100 kg were alone measured with the mode 155 Dick Thick of the iDXA Therefore it could not be approved whether the same results would be achieved with the mode Standard On one hand the iDXA underestimates the fat mass the bone mineral content and the bone mineral density compared with the DPX IQ On the other hand the iDXA overestimates the lean tissue mass and the total tissue mass in co
59. sehr aufwendig und bedarf einer gewissen Gr e und Komplexit t Dadurch ist die Handhabung solcher Phantome nicht einfach Das Variable Composition Phantom VCP stellt einen sinnvollen Kom promiss dieser Ziele dar Diessel et al 2000 Das VCP besteht aus 4 Acrylbl cken d nnen Auflagen aus PVC und Vinyl und einem Aluminiumkopf Es k nnen durch die Kombination der Acrylbl cke mit den d nnen Auflagen 3 verschiedene Weichgewebekombinationen simuliert werden Eine genaue Be schreibung der Zusammensetzung und der Verwendung des VCPs findet sich in Kapi tel 3 8 auf Seite 71 F r die Kontrolle der Langzeitstabilit t und der Kreuzkalibrierung von DXA Ger ten im Bezug auf die Knochenmineraldichte ist ein Phantom mit definierter Knochendich te n tig Verschiedene Hersteller benutzen unterschiedliche Kantendetektionstechniken zur Abgrenzung von Knochen und Weichgewebe Dies hat auch Auswirkungen auf die Messung des Magerweich und Fettgewebes da DXA nicht in der Lage ist den direkten Fettgehalt in Regionen die Knochen enthalten zu messen In diesen Regionen wird der Magerweichgewebe und Fettgehalt durch Interpolation des Fettgehaltes der benachbar ten Regionen bestimmt Diessel et al 2000 VCP Instruction 2 4 2 Vor und Nachteile des VCPs Das Variable Composition Phantom kann durch die ver nderbare Konfiguration und die dadurch unterschiedlich einstellbaren Fettstufen zum Vergleich von K rperfettmes sungen verschiedener
60. stets freundliche und tatkr ftige Unterst tzung bei der Anfertigung der Doktorarbeit Vielen Dank auch an Frau Dr Maren Bernau f r ihre engagierte Mithilfe bei der Durch f hrung des praktischen Teils Mein Dank gilt auch Herrn Gert Kaiser Herrn Max Schachtner Herrn Martin Burg meister Herrn Florian Obersojer und dem ganzen restlichen Team des Schweinebereichs f r die Unterst tzung an den langen Scan Tagen Ein herzliches Dankesch n geb hrt Herrn Reinhold Mahlein der Firma General Elec trics f r die Bereitschaft jederzeit meine Fragen bez glich der beiden DX A Gerate zu beantworten Bei Frau Elke Pappenberger m chte ich mich bedanken weil sie stets ein offenes Ohr f r meine Probleme hatte Des Weiteren m chte ich mich bei Herrn Boris Thaser f r seine Hilfe bei der Textverar beitung bedanken Mein ganz besonderer Dank gilt meinen Eltern Emese und Gy rgy Wenczel die mir das Veterin rstudium erm glichten und immer aufmunternde Worte an stressigen Tagen parat hatten Ganz besonders lieben Dank m chte ich auch meinem Ehemann Matthias Wenczel zu kommen lassen f r die Hilfe bei den statistischen Fragen sowie f r die kritische Durch sicht des Manuskripts Danke f r die Geduld die Unterst tzung und die Kraft die du mir gibst 188
61. ten Teil ber glomerul re Filtration und tubul re Sekretion in der Niere statt weswegen die Messung der Kreatininausscheidung mit dem Urin ber einen Zeitraum von 24 Stunden eine gute M glichkeit bietet auf die Gesamtmuskelmasse zu schlie Ben Heymsfield et al 1983 Lukaski 1987 Scholz 2002 Einige Untersuchungen an Menschen und Tieren zeigen eine enge Beziehung zwischen der Menge an Kreatinin im Urin und der Muskelmasse bzw dem Magerweichgewebe r 0 940 0 988 Nie kerk et al 1963 Dinning et al 1948 Forbes und Bruining 1976 Heymsfield et al 1983 Allerdings zeigen gleichzeitig viele Studien eine erhebliche individuelle Schwan kungsbreite in der t glichen Kreatininausscheidung Lukaski 1987 Faktoren wie Alter Geschlecht Aktivit tsniveau Ern hrung Reproduktionsstadium aber auch Infektionen emotionaler Stress Nierenerkrankungen und Muskelerkrankungen beeinflussen das Ver h ltnis zwischen der Muskelmasse und der Menge des ausgeschiedenen Kreatinins zum Teil erheblich Zum Beispiel besitzen ltere Individuen durch die altersbedingte Atrophie der Muskelmasse eine geringere Kreatininausscheidung als j ngere Extreme k rperliche Aktivit ten k nnen die Menge an Kreatininausscheidung bis zu 10 erh hen Eben so ergeben sich bei Niereninsuffizienz sowie nach Muskelerkrankungen erh hte Werte Heymsfield et al 1983 Scholz 2002 Eine zweite M glichkeit ber Ausscheidungsanalyse die Muskelmasse zu be
62. ten der Positionierung der Objekte auf dem Scannertisch und verglichen die Ergebnisse miteinander Sie erhielten alleine durch die Repositionierung der Ferkel von der Tisch 123 mitte in die Peripherie Differenzen im Durchschnitt von 0 5 f r das Gesamtgewicht bis zu 21 9 f r das Fettgewebe Auch die nderung der normalerweise in Bauchlage positionierten Tiere in die Seiten oder R ckenlage beeinflusste in dieser Studie die Mes sergebnisse Die Autoren begr ndeten dies zum Beispiel durch den Vergr erungseffekt welcher bei Fan Beam Ger ten auftritt siehe Kapitel 3 2 1 2 auf Seite 62 Dieser Fehler wird umso gr er je weiter entfernt sich die K rperteile wie zum Beispiel die Extre mit ten von der Tischoberfl che befinden Au erdem berlagern sich die Gliedma en in seitlicher Position wodurch sich die gesamte Fl che des Knochengewebes verringert Diese Ergebnisse widersprechen denen von Lukaski et al 1999 Lukaski et al 1999 erhielten bei ihren Messungen in Bauch und in Seitenlage bereinstimmende Ergebnis se Allerdings verwendeten sie ein Pencil Beam Ger t bei dem ein Vergr erungseffekt wie oben beschrieben ausgeschlossen werden kann In dieser Arbeit wurden die Tiere zuerst mit dem iDXA und anschlie end mit dem DPX IQ gescannt Die Tiere wurden bei beiden Ger ten in Bauchlage positioniert allerdings ist eine geringe Differenz bei der Lagerung durch den Transport der Tiere vom iDXA zum DPX IQ nicht a
63. the sheep the lean tissue mass and overestimates the fat mass compared with the DPX IQ The measurements of the VCP with the iDXA achieved more accurate and more pre cise results than did the measurements with the DPX IQ performed by Ruge 2006 The iDXA achieved with the Standard mode the highest accuracy related to the mea surement of the VCP with the lowest fat configuration In a few modes the DPX IQ achieved more accurate results for the measurement of the higher fat configurations than the iDXA However it is important to know that the accuracy of the DPX IQ on ly refers to a few single modes which differ from the accuracy of the remaining modes In addition the accuracy of the DPX IQ always refers to one certain fat configuration The accuracy of the DPX IQ measurements of the remaining fat configurations is lower In contrast iDXA measures every fat configuration with a high accuracy and a high precision The iDXA achieved the highest precision with the Standard mode followed 156 by the mode Dick Thick The precision of the DPX IQ is lower In addition the in vivo relationships of the modes Dick Thick and Standard of the iDXA are very high R 0 87 1 0 On the basis of the results of this study the Lunar iDXA can be recommended Ho wever for the use of two different machines within one study regression analyzes have to be done Depending on the mode there is a difference in absolu
64. und intramuskul rem Fett sowie Knochen Da DXA bei der Messung des Magerweichgewebes nicht ausschlie lich den reinen Muskelgewebe Anteil bestimmt sondern ebenfalls andere nicht lipidhaltige Be standteile wie Sehnen und Faszien in die Analyse einbezieht lag der Muskelfleischanteil aus der Zerlegung 69 68 3 47 unter den prozentualen DXA Werten f r das Ma gerweichgewebe 86 33 3 72 Trotzdem bestand zwischen den beiden Werten eine hohe Beziehung von R 0 76 RMSE 1 74 Der prozentuale Knochenmineralanteil aus der DXA Analyse 2 185 0 198 unterschied sich stark vom Knochengehalt der linken Schlachth lfte aus der Zerlegung 8 12 0 72 R 0 137 RMSE 0 679 Laut den Autoren ist dies wiederum auf die unterschiedliche Methodik zur ck zu f hren da bei der Zerlegung das komplette Knochensystem inkl Knochenmark mit Fettanteil zwischen 17 6 und 27 9 bzw Wasseranteilen zwischen 33 9 und 25 8 bewertet wird w hrend DXA allein den Mineralgehalt des Knochens misst Ebenfalls mit der Schlachtk rperanalyse besch ftigten sich Mitchell et al 1998b in Bezug auf die M glichkeit die Zusammensetzung der Schweineschlachtk rper mittels DXA zu analysieren Die Beziehung zwischen dem DXA Wert f r den Fettanteil und der chemischen Analyse ergab R 0 81 Der Magerweichgewebegehalt g zeigte eine hohe Beziehung zum Schlachtk rper Protein mit einem R 0 97 w hrend der Knochenmineralgehalt eine etwas geringere berein
65. verabreicht Dies ist die einzige in Deutschland zur Sedation zugelassene Arzneimittelkombination beim Schwein Um im Bedarfsfall eine Nachdosierung an Ketamin zu erleichtern wurde nach ausreichender Sedierung eine Braun le in der Vena auricularis fixiert Danach wurden f r jedes Schwein mit beiden Ger ten je ein bis zwei Ganzk rperscans durchgef hrt Bei der Messung mit dem DPX IQ wurde allein der Modus Adult Normal verwendet Die Sedation hielt ca 50 Minuten an 3 3 2 Die Lagerung Die Tiere wurden auf beiden Ger ten in Bauchlage positioniert da eine R ckenlage wie es bei diesen Ger ten f r die Humanmedizin vorgesehen ist nur schlecht durchf hr bar war Dabei waren alle Gliedma en nach hinten gebeugt Bei dem DPX IQ wurden Styropor Keile zwischen die Brust und die Vordergliedma en gelegt um eine bessere Abgrenzung der Vorderbeine vom K rper zu erhalten Die Hintergliedma en wurden mit einem Band zusammengebunden um die Untersuchungszeit zu verk rzen Bei dem 66 iDXA konnte kein Unterschied mit diesen Techniken festgestellt werden weswegen dar auf verzichtet wurde 3 3 3 Die Scan Modi F r die Untersuchung der Schweine wurde bei dem DPX IQ konsequent der Modus Adult Normal verwendet da es dem Gewicht und der Gr e der Schweine am besten entsprach Bei dem iDXA wurden beide Modi Dick und Standard getestet die in der Arbeit jeweils mit dem Modus Adult Normal des DPX IQ verglichen wurd
66. vi 126 25 80 100 kg MW STABW Gs Regressionsgerade R RMSE o IQ 2534 41 191 76 7 57 8 DXA 1975 12 12478 6 32 y 1 132 296 57 0 54 133 81 Wie das Diagramm in der Gesamt bersicht siehe Abbildung 4 6 vermuten l sst ist der lineare Zusammenhang mit einem Bestimmtheitsma von R 0 76 im geringeren Gewichtsbereich etwas h her als der lineare Zusammenhang im Bereich zwischen 80 und 100 kg R 0 54 Auch hier liegen die iDXA Messergebnisse des Knochenmineralge haltes deutlich unter denen des DPX IQ 88 4 1 4 Knochenmineraldichte BMD g cm 4 1 4 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK BMD g cm BMD g cm 1 4 1 3 Oo 1 2 1 2 d 1 1 je 0 8 bei Se 3 O 06 a 0 9 0 4 02 0 8 0 0 7 0 02 04 06 08 1 12 14 0 7 08 09 1 11 12 13 iDXA iDXA Abbildung 4 7 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX TQapno und iDXAp ck rechts Skalierung eingeschr nkt von 0 7 bis 1 3 g cm Tabelle 4 13 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQapno und iDXAp ck BMD g cm MW STABW ee Regressionsgerade R RMSE 0 IO 110 006 1491 iDXA 1 05 0 08 8 06 y 0 532 0 55 0 69 0 03 Diff 0 05 00 3 15 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient werden
67. weswegen Routine Ganzk rper Scans wiederholte Scans an einer Person Scans bei Kindern und schwangeren Frauen nicht durchgef hrt werden Ande rerseits limitieren die hohen Kosten den Einsatz der modernen Ger te Lukaski 1987 Dennoch verwendet Norsvin einen Mehrzeilen CT Scanner f r die routinem ige Leis tungspr fung von Zuchtebern in vivo Das SRUC Scotland o Rural College verwendet CT f r die Leistungspr fung beim Schaf Bunger et al 2011 2 2 2 11 Magnetresonanztomographie MRT Die Magnetresonanztomographie stellt ebenso wie die Computertomographie ein Schnitt bildverfahren dar allerdings ohne dabei radioaktive Strahlung zu verwenden Sie beruht auf dem physikalischen Effekt der Kernspinresonanz Dieser ist charakterisiert durch die Masse des Teilchens seine Geschwindigkeit und den Bahnradius Die Eigenrotati on der Protonen und Neutronen wird als Kernspin bezeichnet Durch die Eigenrotation Spin der Protonen wird ein kleines atomares Magnetfeld erzeugt Dadurch weist jedes Atom die Eigenschaften eines kleinen Stabmagneten auf Bringt man sie in ein stabiles Magnetfeld mit einem spezifischen Radiofrequenzimpuls ein richten sich die Wasserstof fatomkerne entweder parallel oder antiparallel zum externen Magnetfeld aus und zeigen eine Kreiselbewegung um die Achse der Feldlinien Tipler 2000 Die Kreiselbewegung wird auch Pr zession genannt und kommt dadurch zustande dass die Protonen neben dem Spin auch einen Drehi
68. 0 4 1 4 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 0 8 DPX IQ 0 6 0 4 0 2 0 0 02 04 06 0 8 iDXA DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND BMD g cm p 1 12 14 DPX IQ DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND BMD g cm R T 1 0 9 0 8 0 7 07 08 09 1 11 12 13 14 IDXA Abbildung 4 8 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQapno und iDXAgranp rechts Skalierung eingeschr nkt von 0 7 bis 1 4 g cm Tabelle 4 15 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQapno und iDXAsrann BMD g cm MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 1 07 0 05 4 83 iDXA 1 03 0 09 9 10 y 0 452 0 61 0 67 0 03 Di 0 04 0 04 4 28 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient werden in Tabelle 4 15 dargestellt Der Schnittpunkt der Regressionsgerade mit der Identit tslinie liegt bei 1 1 g cm Die Unterteilung der Messwerte in die einzelnen Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg der Tiere ergab folgende Ergebnisse 91 Tabelle 4 16 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm mittels DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE BT D I nern Jl om 80 100 kg MW STABW 2 Regressionsgerade R RMSE SEN W a Se y 0 35x 0 72 0 5
69. 0 100 kg MW STABW es Regressionsgerade R RMSE o IQ 18650 05 5254 39 28 17 u DKA 14266 92 3930 54 27 55 Det 588 82 0 90 1696 09 gt 100 kg MW STABW 2 Regressionsgerade R RMSE o IQ 26126 00 5715 15 21 88 DA 20097 56 404209 Ee 0 2839 2 Der lineare Zusammenhang der Messergebnisse der beiden Ger te in den Modi Adult Normal des DPX IQ und Dick des iDXA ist im Gewichtsbereich zwischen 80 100 kg am gr ten gefolgt von der Gewichtsgruppe lt 80 kg Im h heren Gewichtsbereich gt 100 kg ist die Beziehung am geringsten In allen drei Gewichtsbereichen liegen die Messwerte des iDXA unter den Werten des DPX IQ 4 1 1 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND Fett g 25000 20000 W E 15000 10000 DPX IQ LU 5000 0 0 5000 10000 15000 20000 25000 iDXA Abbildung 4 2 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAsrann 80 Tabelle 4 3 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAsrtann Fett g MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE o IQ 14545 45 4030 40 27 71 iDXA 12418 28 3077 80 24 78 y 1 18x 143 74 0 82 1751 74 Di 2127 18 952 60 2 92 In der Tabelle 4 3 sind die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie der Mittelwert die Standardabweichung und der Variationskoeffizient f
70. 10s svar 1466 2 76 18 77 E 8 IDXA eme 15 29 3 35 21 62 um del 180 A 33 Magerweichgewebe DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und STAND DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND Mager Mager 100 95 90 DPXIQvs 90 DPXIQvs 80 iDXA_DICK iDXA_DICK 70 Datenreihe DPX1Q e5 Get Datenreihe DPXIQ g s iDXA_DICK g A vs iDXA_DICK x 50 x 80 D gt D 40 DPXIQvs a me DPXIQvs a0 iDXA_STAND 75 iDXA_STAND 20 Datenreihe DPX IQ 70 Datenreihe DPXIQ 10 vs iDXA_STAND vs iDXA_STAND D 65 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 65 70 75 80 85 90 95 iDXA iDXA Abbildung A 11 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp smar und iDXAp ck una srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 65 bis 95 Tabelle A 17 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp_ smar und iDXAp ck und STAND Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IOs aman 30 73 3 08 3 83 8 IDXA oe 78 25 392 5 01 Peer nee Ze IQ r_sma 80 56 2 73 3 39 8 IDXA sanp 80 05 3 39 4 24 ze JEE Ze 181 A 33 Knochenmineralgehalt BMC DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und STAND DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und STAND BMC BMC 6 m DPXIQvs 5 8 DPXIQvs 5 de iDXA_DICK iDXA_DICK 4 Datenreihe DPXIQ 5 3 Datenreihe DPXIQ vs Dan DECH vs iDXA_DICK g g tg x 3 amp E DP
71. 3 3 Knochenmineralgehalt BMC g sea 2 202 2 086 42 e Ee 4 3 4 Knochenmineraldichte BMD g cm 4 3 5 Gesamtgewebe Total Tissue ei Genauigkeit und Prazision des Lunar iDXA mit dem VCP Phantom und der Aluminium Wirbels ule 200000002 eae 44 1 Modus Dick a g ioraa 20 2 aa ee ee Role Eee bk 442 Moding Standard s dens s dos e Bee we ee A oS ES Ergebnisse des Vergleiches verschiedener iDXA Modi miteinander 4 5 1 Vergleich der Modi iDXA Dick und iDXA Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell 4 5 2 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von Eberschlachtk rperh lften 4 5 3 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell IV 4 5 4 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von SchafSchlachtk rpern 116 5 Diskussion 117 5 1 Die Scan Modi des DPX IQ und des iDXA im Vergleich 118 5 2 Unterschiede in der Ger tetechnik welche zu Differenzen bei den Ergeb nissen f hren k nnen NEE 0 4a 664 a Ehre 119 5 3 u ere Einfl sse auf die Messergebnisse 2222222222 123 5 4 berpr fung der Messergebnisse 125 5 5 Vergleich des Lunar DPX IQ Adult Normal mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell 125 5 5 1 bersicht der verschiedenen Messgr en 12
72. 4 0 03 Der lineare Zusammenhang zwischen dem DPX IQapno und dem iDXAgranp ist im Ge wichtsbereich lt 80 kg bei der Messung der Knochenmineraldichte g cm etwas gr er als im Gewichtsbereich zwischen 80 und 100 kg Die Schnittpunkte der Regressionsgera den mit der Identit tslinie liegen zwischen 1 09 g cm f r den Gewichtsbereich unter 80 kg und 1 54 g cm f r den Bereich zwischen 80 und 100 kg Auch hier liegen die Mittelwerte des iDXA in beiden Gewichtsklassen unterhalb der DPX IQ Werte 4 1 5 Gesamtgewebe Total Tissue g 4 1 5 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK Total Tissue g 160000 120000 80000 DPX IQ 40000 0 0 40000 80000 120000 160000 iDXA Abbildung 4 9 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQapno und iDX Apick 92 Tabelle 4 17 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX TQapno und iDX Ap ck VC T Tissue g MW _ STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 86530 00 13029 74 15 06 iDXA 89655 09 14633 28 16 32 y 0 89x 7033 75 0 99 1194 09 Diff 3125 09 1603 54 1 26 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient der einzelnen Ger te sind in Tabelle 4 17 ersichtlich Das Gesamtgewebe wurde aus den vorherigen Ergebn
73. 5 60 60 65 70 75 80 85 90 95 100 iDXA Abbildung A 4 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAgranp rechts Skalierung eingeschr nkt von 60 bis 100 Tabelle A 7 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAgtanp Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 78 20 5 00 6 39 iDXA 82 03 3 46 4 22 y 1 28x 26 82 0 79 2 33 Dif 3 84 1 53 2 17 173 Durch die Einteilung der Tiere in verschiedene Gewichtsklassen wurden folgende Ergeb nisse erzielt Tabelle A 8 Vergleich der Magerweichgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAgranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 79 13 5 24 6 62 8 8 DXA 9001 33 ig 91 382 34 76 081 2 32 80 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 7693 449 5 83 S iDXA 81 18 3 42 1 22 y 1 12z 14 15 0 73 2 39 A 1 3 Knochenmineralgehalt BMC A 1 3 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK BMC L 3 5 3 2 5 1 5 DPX IQ N 0 5 0 0 05 1 15 2 25 3 35 4 iDXA Abbildung A 5 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQapno und iDXAp ck Tabelle A 9 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQapno und iDXAp
74. 5 GE Fettgewebe g lt lt fo 2 459 Er an eos ar 125 5 5 1 2 Magerweichgewebe g 126 5 5 1 3 Knochenmineralgehalt ei 127 5 5 1 4 Knochenminer ldichte g cm 2 2524404 129 5 5 1 5 Gesamtgewebe g 130 5 5 2 Schlussfolgerungen 2 42 626 22 eee 22H 2 22 a4 2 131 5 6 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Large mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell 132 5 6 1 bersicht der verschiedenen Messgr en 133 5 6 1 1 Fettgewebe g 24 8a 24 0 wi Sod a 133 5 6 1 2 Magerweichgewebe g 133 5 6 1 3 Knochenmineralgehalt ei 134 5 6 1 4 Knochenmineraldichte g cm 135 5 6 1 5 Gesamtgewebe g 136 5 6 2 Schlussfolgerungen 2 2 42 6 ee eee ee ee ee ee 137 5 7 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Small mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand der Schaf Schlachtk rper als Tiermodell 138 5 7 1 bersicht der verschiedenen Messgr en 138 5 7 1 1 Fettgewebe g 4 282 04 42240 2 as ie 2 a 138 5 7 1 2 Magerweichgewebe g 139 5 7 1 3 Knochenmineralgehalt ei 139 5 7 1 4 Knochenmineraldichte g cm 140 5 7 1 5 Gesamtgewebe g unsre due em oe te ee hen 140 5 7 2 Schlussfolgerungen 2 5 Lu us A aa a am EEN E A 141 5 8 Zusammenfassung und Vergleich der Ergebnisse mit anderen Studien 142 5 9 Vergleich der Genauigkeit und der Pr zision der Ger te Lunar D
75. 86 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und IDXASTAND e re piei a a er SE ee 87 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert 88 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQipwo Und iDXApick au ecb Hann aa a a aaa ir ee 89 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm mittels DPX IQapno und iDXApicx nach Gewichtsklassen sortiert 90 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX tee und IDXASTAND ak rr Ne EC ee RRR A EA 91 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm mittels DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert 92 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQapno nd Ee s re BO eh ersehen 93 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schweine mit den Ergebnissen der DX A Ger te DPX IQapno Une DRAN o soea sipa re ee ar ah 93 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert 94 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQapno und iIDXASTAND sw x E EN wh ee Ba ee Ne ee ern 95 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schweine mit den Ergebnissen der DX A Ger te DPX IQapno und iDXAsTAND a a ea ee end 95 XIII 4 22 4 23 4 24 4 25 4
76. 9455 0 97 462 46 IQ re saat 20013 35 2078 48 10 39 u DR se EIERE EE re Die Beziehungen der Messwerte des Gesamtgewebes korrelieren in beiden Modi des iDXA gut mit dem Modus P diatrie Small des DPX IQ siehe Tabelle 4 39 Die Regressionsgerade bei dem Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXAp ck mit der Steigung 1 verl uft parallel zu der Identit tslinie 108 Der Vergleich der Ergebnisse des DPX IQp smar sowie des iDXAp ck mit den Mes sergebnissen der K rperwaage ist in der Tabelle 4 40 ersichtlich Beide DXA Ger te untersch tzen das Gesamtgewicht gegen ber der K rperwaage minimal P gt 0 4 Tabelle 4 40 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der Schaf Schlachtk rper mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQp_smar und iDX Ap ck Gesamtgewicht MW kg STABW kg VC K rperwaage 21 90 2 29 10 47 MW k rperwaage MWDPX IQ P_SMALL 0 91 0 12 1 00 MW e stperwaage MWipxa DICK 0 66 0 07 0 63 Die Regressionsgerade bei dem Vergleich des DPX IQp smart mit dem iDXAsrann schneidet die Identit tslinie bei 18522 56 g wobei auch diese Gerade ann hernd parallel zur Identit tslinie verl uft siehe Tabelle 4 39 Der Vergleich dieser Ergebnisse mit den Messergebnissen der K rperwaage ist in der Tabelle 4 41 ersichtlich Hier unter sch tzen ebenfalls beide DXA Ger te das Gewicht der Schaf Schlachtk rper g
77. Au erdem k nnte die Positionierung der Schlacht k rper Auswirkungen auf die bereinstimmung der Messergebnisse haben Obwohl die Positionierung der Schlachtk rper meist genauer erfolgen kann als die Positionierung lebender Tiere k nnten durch das Anschneiden der H lse Fehler bei der Repositionie rung entstanden sein Durch das Anschneiden der H lse der Schlachtk rper werden diese beweglich wodurch sich die Lage der H lse zwischen den beiden DXA Ger ten unter scheiden k nnte Dadurch w ren niedrigere Regressionskoeffizienten bei dem Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXAsrann m glich 5 7 1 5 Gesamtgewebe g Die Beziehung der Messergebnisse der Ger te bei der Untersuchung des Gesamtgewebes erreicht mit R 0 97 DPX IQp smar vs iDXApicx und R 0 96 DPX IQp smaLL vs iDXAgranp die h chsten Regressionskoeffizienten Die bereinstimmung ist mit bei den iDXA Modi etwas niedriger als die bereinstimmung zwischen den Ger ten bei den Untersuchungen der anderen Versuchstiere des Gesamtgewebes Einen Grund k nnte hier wie in Kapitel 2 3 4 auf Seite 38 beschrieben der geringere Hydratationszustand des Gewebes sowie das sich von der menschlichen Anatomie unterscheidende Gewe beverteilungsmodell darstellen Scholz 2002 Bei dem Vergleich der DXA Ergebnisse 140 mit den mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichten wird ersichtlich dass der iDXA das Gesamtgewicht tendenziell genauer bestimmt als der DPX
78. Aus dem Lehr und Versuchsgut der Tier rztlichen Fakult t der Ludwig Maximilians Universit t M nchen Arbeit angefertigt unter der Leitung von Prof Dr Armin M Scholz Untersuchungen zur Messung der K rperzusammensetzung und Knochenmineraldichte beim Schwein und beim Schaf mittels Pencil und Fan Beam Dualenergie R ntgenabsorptiometrie Inaugural Dissertation zur Erlangung der tiermedizinischen Doktorw rde der Tier rztlichen Fakult t der Ludwig Maximilians Universit t M nchen von Rita Wenczel aus Budapest M nchen 2013 Gedruckt mit Genehmigung der Tier rztlichen Fakult t der Ludwig Maximilians Universit t M nchen Dekan Univ Prof Dr Joachim Braun Berichterstatter Prof Dr Armin M Scholz Korreferent Univ Prof Dr Ellen Kienzle Tag der Promotion 20 Juli 2013 F r mein ungeborenes Kind das mich bei der Vollendung der Arbeit bereits tritt kr ftig begleitet hat Inhaltsverzeichnis 2 2 Abbildungsverzeichnis 2 u 00 eu 4 sa eu ses sn denn XI Tabellenverzeichnis e x 0 4 ec e ra eu u deu ee eee eRe Sw on XVII Abkurzungpverzeichnis 22 2 0a amp 8 Re AE E a a ae eR XVIII Symbo lyerz ichniss 2 sose oe eee Sle ALS erinnern XX 1 3 2 1 Das 5 Level Modell ENEE be be we ee aa aa a ed 3 2 1 1 Die atomare Ebene u 0 ou 4s Ka a a 4 2 1 2 Die molekulare Ebene e 4 2 1 3 Die zellul re Ebene 5 2 1 4 Die Ebene der Gewebesysteme 2 2 2 2 22a 6 2 1 5 Die a
79. DXA braucht der Modus Standard nur die H lfte der Messzeit Aus diesem Grund wurden diesem Modus die DPX IQ Modi Adult Schnell und P diatrie Large zugeordnet Auch sie ben tigen f r die Ganzk rpermessung etwa die H lfte der Zeit der zuvor beschriebenen DPX IQ Modi bei einer Stromst rke von 0 150 mA Die beiden Modi Adult Screening und P diatrie Medium k nnen bei dieser Zuordnung nicht 118 eindeutig eingeteilt werden obwohl sich die Daten des Modus Adult Screening bez g lich der Stromst rke und der Messzeit den iDXA Daten am meisten gleichen Allerdings d rfen die Unterschiede in der Messmethode Pencil und Fan Beam der DXA Ger te nicht au er Acht gelassen werden Dies begr ndet die viel l ngere Messdauer des DPX IQ f r hnliche Untersuchungen Am Lehr und Versuchsgut in Oberschlei heim wurden in lteren Studien vor allem die Modi Adult Normal P diatrie Small und P diatrie Large des DPX IQ verwendet Deswegen wurden diese Modi mit den beiden verf gbaren Ganzk rpermodi Dick und Standard des iDXA verglichen In der nachfolgenden Tabelle ist ersichtlich welche Modi mit welchen Versuchstiergruppen berpr ft wurden Tabelle 5 2 Modimatrix V lebende Schweine lebende Schafe A Schaf Schlachtk rper Modimatrix iDXA Dick iDXA Stand DPX IQ_ A Normal V V DPX IQ_P_ Large DPX IQ_P_ Small A A 5
80. Die zwei Zeilen Anordnung der Sensoren gew hrleistet eine berabtastung wodurch eine genauere Bestimmung der Auftreff Position der Photonen erm glicht wird Wie oben beschrieben erh lt man dadurch eine h here Messgenauigkeit 63 Scan Direction Abbildung 3 7 Der iDXA Detektor Schulungsunterlagen der Firma GE Germany Die Zellen wandeln die Photonen Energie direkt proportional in ein elektrisches Signal um Die Elektronik wertet diese 64 Zellen aus welche die Daten zu einer Dichtematrix kombinieren Durch die Halbleitertechnik der Detektoren k nnen diese direkt zwischen den High Counts und den Low Counts unterscheiden und ben tigen keine speziellen Kan le wie der Detektor beim Lunar DPX IQ Der Computer berechnet anschlie end aus den erhaltenen Daten mit Hilfe der Software die K rperzusammensetzung pers n liche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 3 2 1 4 Multi View Image Reconstruction Software Die spezielle Multi View Image Reconstruction Software ist bei diesem narrow angle Fan Beam Instrument von gro er Bedeutung Wie oben beschrieben berlappen sich die einzelnen Messpositionen um dadurch den Vergr erungseffekt des Fan Beam Ger tes zu minimieren Die spezielle Software ist n tig um die Bilder zeitgleich zur Messung zu rekonstruieren Durch die berlappung der Messpositionen ist die Untersuchungszeit im Vergleich zu einem wide angle Fan Beam Instrument e
81. Ger te eingesetzt werden Au erdem erleichtert die geringe Gr e des Phantoms die Messung und die Handhabung Die vollst ndige Scannerleistung kann allerdings durch das stark vereinfachte Design nicht berpr ft werden Durch die fehlen den Knochen quivalente es besitzt lediglich einen Aluminiumkopf ist die Anwendung bei Langzeitstabilit tskontrollen zwar m glich aber ebenfalls eingeschr nkt Da jeder Hersteller ein eigenes Fettverteilungsmodell f r die Interpolation verwendet kann dies ebenfalls nicht mit dem VCP getestet werden Diessel et al 2000 59 3 Material und Methoden Bei den am Lehr und Versuchsgut genutzten DXA Scannern handelt es sich um ein GE Lunar DPX IQ und ein GE Lunar iDXA GE Medical Systems Lunar Europe Die gem Belgium Beide Ger te sind zu Ganzk rper und Teilst ckanalysen geeignet wobei f r die Dissertation immer die Ganzk rperanalyse gew hlt wurde Vor jedem Untersu chungstag wurde je eine Qualit tskontrolle mit dem zum jeweiligen Ger t geh renden Kalibrierungsblock durchgef hrt So kann die Funktionsf higkeit und die einwandfreie Messf higkeit der Ger te gew hrleistet werden In beiden Kalibrierungsbl cken befin den sich drei unterschiedlich gro e Kammern mit knochen hnlichem Material Bei der Messung erh lt man dann drei verschiedene Werte f r Knochen und Weichgewebe die computer intern abgeglichen werden iDXA 2010 Benutzerhandbuch und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahle
82. IQ siehe Tabelle 4 40 sowie 4 41 Der Unterschied zwischen den beiden DXA Ger ten ist jedoch sehr gering Tabelle 5 6 R und RMSE Schaf Schlachtk rper f r den Vergleich von DPX IQp_smaur vs IDXADICK und STAND Ke DPX IQ P diatrie Small vs nn iDXA Dick iDXA Standard R 0 91 0 75 Fett g RMSE 313 61 398 49 Me R2 0 89 0 93 ee RMSE 544 94 392 69 R 0 84 0 82 BMC 8 RMSE 46 73 43 28 R 0 81 0 68 BMD g cm RMSE 0 02 0 03 R2 0 97 0 96 Gesamtgewebe 8 Panis 162 46 402 77 5 7 2 Schlussfolgerungen In diesem Teil der Studie wird erneut anhand der Regressionskoeffizienten und der Stan dardsch tzfehler bei ger te bergreifenden Studien die Verwendung von Regressionsglei chungen empfohlen Daf r k nnen die Gleichungen dieser Arbeit eingesetzt werden F r Langzeitstudien wird zum Einsatz nur eines Ger tes geraten Im Vergleich zu der Untersuchung mit den lebenden Schafen sind alle Regressionsko effizienten etwas h her Die Hypothese dass Eingeweide und speziell der Pansen die Messergebnisse beeinflussen und die H he der bereinstimmung zwischen den korre spondierenden Messergebnissen vermindern kann hierdurch best tigt werden Bewe gungsartefakte sind bei dieser Untersuchung auszuschlie en Bei den Schlachtk rpern spielt jedoch der Hydratationszustand sowie der verwendete Scan Modus eine Rolle f r die H he der Messgena
83. Lengyel I Nagy R Riovanto and A D Zotte Effect of adult weight and CT based selection on carcass traits of growing rabbits Ital J Anim Sci 8 Suppl 3 240 242 2009 P A Tipler Physik Spektrum Akademischer Verlag 2000 P Tothill A Avenell and D M Reid Precision and accuracy of measurements of whole body bone mineral comparisons between Hologic Lunar and Norland dual energy X ray absorptiometers The British Journal of Radiology 67 1210 1217 1994 A S Turner C H Mallinckrodt M R Alvis and H U Bryant Dual Energy X Ray Absorptiometry in Sheep Experiences with In Vivo and Ex Vivo Studies Bone 17 3815 3875 1995a A S Turner R W Norrdin S Gaarde H E Connally and M A Thrall Bone mineral density in feline mucopolysaccharidosis VI measured using dual energy X ray absorptiometry Calcif Tissue Int 57 3 191 195 1995b VCP Instruction for Using Bio Imaging VCP Phantom J Velazco J L Morrill and K K Grunewald Utilization of bioelectrical impe dance to predict carcass composition of Holstein steers at 3 6 9 and 12 months of age J Anim Sci 77 131 136 1999 167 J G Verbalis J Barsony Y Sugimura Y Tian D J Adams E A Car ter and H E Resnick Hyponatremia induced osteoporosis J Bone Miner Res 25 554 563 2010 F Virgili G Maiani Z H Zahoor D Ciarapica A Raguzzini and A Ferro Luzzi Relationship between fat free mass and urinary excretio
84. Linie wegen der hnlichkeit zum menschlichen Knochenmetabolismus Grier et al 1996 Wegen dieser hnlichkeit wird der Hund aber als eines der h ufigsten Versuchs tiere f r die Evaluierung der Frakturheilung f r die Erprobung von Knochen Fixations Elementen und Methoden zum Ersetzen von Gelenken verwendet Markel und Bogdans ke 1994b a Gerade die Untersuchung der Knochenmineraldichte ist f r die Chirurgie von gro er Bedeutung weil es die Beurteilung der Frakturumgebung und des Knochens distal und proximal der Fraktur erm glicht Grier et al 1996 Besondere Verwendung findet DXA in den Nutztierwissenschaften und der Tierzucht zur Bestimmung der K rperzusammensetzung Da in dieser Arbeit die K rperzusammen setzung von Schweinen und Schafen sowie die Zusammensetzung der entsprechenden Schlachtk rper mit Hilfe der zwei DXA Ger te GE Lunar DPX IQ und iDXA ermittelt wurde wird im folgendem Abschnitt diesen zwei Tierarten besondere Aufmerksamkeit gewidmet 42 2 3 6 1 Relevante Studien mit dem Tiermodell Schwein Es existieren viele Studien ber die berpr fung der Genauigkeit und der Pr zision der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie anhand von Schweinen Dabei werden die Tie re h ufig nach der DXA Untersuchung get tet um die chemische Analyse oder andere Untersuchungs Methoden als Referenz durchf hren zu k nnen Einige der Studien ber pr fen die Eignung des Einsatzes von DXA Ger ten in den Nutztierwissenschaf
85. PX IQ und iDXA mit Hilfe eines Variable Composition Phantoms in Kombi nation mit einer Aluminium Wirbels ule 146 5 10 Vergleich der iDXA Modi Dick und Standard 148 5 11 Allgemeine Schlussfolgerungen 150 6 Zusammenfassung 152 7 Summary 155 Literaturverzeichnis 158 A Messergebnisse in Prozent 169 A 1 Vergleich des Lunar DPX IQ Adult Normal mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell 169 A 1 1 Fettgewebe u 2 0 2 0 be dee a eee a a a ae 169 A 1 1 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 169 A 1 1 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 171 A 1 2 Magerweichgewebe 2 2 22 02mm 172 A 1 2 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 172 A 1 2 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 173 A 1 3 Knochenmineralgehalt BMC i e 174 A 1 3 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick 174 A 1 3 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard 175 A 2 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Large mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell 177 A 2 1 Fettgewebe 7a 22 2 25 4 ers Hr Sa Eur ehe ri 177 A 2 2 Magerweichgewebe 2 2 22 nn nn 178 A 2 3 Knochenmineralgehalt BMC 2 22 179 A 3 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Small mit dem L
86. Q 60239 88 7774 01 12 91 iDXA 64806 88 7994 08 12 34 y 0 94x 577 37 0 93 2065 27 Diff 4567 00 220 07 0 57 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient der einzelnen Messger te sind in Tabelle 4 7 ersichtlich Die Stei gung der Regressionsgerade ist kleiner als 1 und schneidet die Identit tslinie im positiven Bereich nicht Die Punktewolke verteilt sich relativ gleichm ig entlang der Regressions gerade Die iDXA Werte liegen auch hier wie erwartet ber den Messwerten des DPX IQ P lt 0 05 Die Einteilung der Ergebnisse in zwei verschiedene Gewichtsbereiche lt 80 kg 80 100 kg ergibt folgende Werte 84 Tabelle 4 8 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW 2 Regressionsgerade R RMSE o IQ 56331 52 6353 50 11 28 8 u DA 0186 04 son ode AE 80 100 kg MW STABW den Regressionsgerade R RMSE o IQ 65527 65 6335 63 9 67 u u DXA Ton Cleo ag 0202028 3 Der lineare Zusammenhang der Messwerte beider Ger te in den zwei verschiedenen Ge wichtsklassen ist hoch Es ist kein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Gruppen erkennbar Im Gewichtsbereich unter 80 kg schneidet die Gerade die Identit tslinie bei 111482 g Anhand der Mittelwerte ist erkennbar dass iDXA den Magerweichge webegehalt im
87. R ntgenr hre verbundenem Scannerarm Im Scannerarm befindet sich der Detektor welcher die Intensit t der ankommenden R ntgenstrahlen misst Scannerarm und R ntgenr hre sind miteinander verbunden und bewegen sich gleichzeitig entlang der L ngsseite des Tisches auf dem sich das zu messende Objekt befindet Der Com puter welcher mit dem Scanner verbunden ist steuert den Scan Vorgang und speichert gleichzeitig die gemessenen Daten Das zul ssige Patientengewicht betr gt 136 kg Der R ntgengenerator erzeugt f r die R ntgenr hre eine Maximalspannung von 76 kV und einen Maximalstrom von 5 mA Die Strahlenbelastung betr gt f r einen Ganzk rpers can 0 3 uGy Es k nnen au erdem verschiedene K rperregionen zur Messung ausgew hlt 97 werden wie die Wirbels ule der Femur der Unterarm die Hand oder die H fte In dieser Arbeit wurde ausschlie lich mit der Option des Ganzk rperscans gearbeitet weswegen auf die anderen Einstellungen nicht eingegangen wird Eine externe Abschirmung ist wegen der geringen Strahlenbelastung nicht n tig Die R ntgenstrahlen weisen ein breites Energiespektrum auf Diese passieren einen K Kanten filter siehe Kapitel 2 3 2 2 auf Seite 29 welcher beim DPX IQ aus Cerium besteht Dadurch liegen die Energie Peaks bei 38 und 70 keV DPX IQ 1998 3 1 1 2 Der punktf rmige R ntgenstrahl Der punktf rmige R ntgenstrahl wird durch einen Nadelloch Kollimator erzeugt Dieser durchstrahlt die Probe punktw
88. Regressionsgerade verteilt Die iDXA Messwerte f r den Knochenmineralgehalt liegen in diesem Modus unterhalb der DPX IQ Werte P lt 0 05 99 Tabelle 4 28 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp_LAarce und iDXAsrann BMC g MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE o IQP rarce 1355 70 138 66 10 23 iDXAsrtanp 1231 07 120 04 9 75 y 1 08 23 46 0 88 49 81 Diff 124 63 1862 0 48 Die Modi Padiatrie Large des DPX IQ und Standard des iDXA wurden ebenfalls miteinander verglichen siehe Abbildung 4 13 Die Ergebnisse der Regressionsanaly se sowie Mittelwert Standardabweichung und Variationskoeffizient sind der Tabelle 4 28 zu entnehmen Die Punktewolke liegt ebenfalls gleichm ig entlang der Regressions gerade verteilt welche mit der Steigung von 1 08 ann hernd parallel zur Identit tslinie verl uft Sie schneidet die Identit tslinie im positiven Bereich nicht Die iDXA Messwerte liegen im Mittel unter den Ergebnissen des DPX IQ P lt 0 05 4 2 4 Knochenmineraldichte BMD g cm 1 000 0 800 0 600 DPX IQ 0 400 0 200 0 000 DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND BMD g cm m DPXIQvs iDXA_DICK Datenreihe DPX lQvs iDXA_DICK DPXIQvs iDXA_STAND Datenreihe DPX lQvs iDXA_STAND 0 000 0 200 0 400 0 600 0 800 1 000 iDXA DPX IQ DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND BMD
89. Soda we su 2 ran ehe ee 187 Danksagung 188 VII Abbildungsverzeichnis 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 SL 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 1 3 8 3 9 3 10 3 11 3 12 4 1 Das 5 Level Modell modifiziert nach Heymsfield et al 1997 und Ellis EEN Komponenten der molekularen Ebene Heymsfield et al 007 Schema eines DXA Ger tes der Firma GE Lunar Photoeffekt und Compton Streuung modifiziert nach Kauffmann et al 2006 en Das Komponentenmodell Scholz 2002 2 222 0 Fan Beam versus Pencil Beam Blake und Fogelman 1997 Cone Beam e GE Lunar DPX IQ Scanvorgang an einem an sthesierten Schwein Der DPX IQ Detektor Schulungsunterlagen der Firma GE Germany Technologie eines Photomultipliers Schulungsunterlagen der Firma GE any A A aetan WSS EE en d a ee oe nl GE Lunar iDXA Scanvorgang an einem an sthesierten Schwein Darstellung eines Wirbels ulenscans mit dem iDXA Healthcare 2012 es 08 sans Ba eas ur PES ee Ce Gegen berstellung des wide angle und narrow angle Fan Beams Schu lungsunterlagen der Firma GE Germany 22222 Der iDXA Detektor Schulungsunterlagen der Firma GE Germany Die Multi View Image Reconstruction Software Schulungsunterlagen der Firma GE Germany 6 4 20 Eee be She eA Lagerung der Schafe auf dem DPX IQ Bestandteile des Variable Composit
90. Streuungszerlegung wird die Gesamtstreuung in die erkl rte Streuung Sum of Squares Explained mit SQE Yi i 9 und die Rest oder Residualstreuung Sum of Squares Residuals mit SQR Xi Yi Gi 75 aufgeteilt y entspricht dem prognostizierten Wert Die erkl rte Streuung gibt die Varia tion der prognostizierten Datenpunkte um den Mittelwert y der gemessenen Daten an Dies ist somit ein Ma f r die Variation der y Werte um die gefundene Gerade zwischen X und Y Die Residualstreuung entspricht der Abweichung der prognostizierten Werte zu den gemessenen Werten Die Summe der erkl rten Streuung und der Residualstreu ung ergibt die Gesamtstreuung Im Fall dass sich alle beobachteten Punkte auf einer Geraden befinden ist die Differenz zwischen dem prognostizierten Wert y und dem gemessenen Wert y gleich Null und daraus folgend die Residualstreuung Die Gesamtstreuung entspricht in diesem Fall der erkl rten Streuung Die gesamte Variation von Y l sst sich somit durch den gefundenen linearen Zusammenhang und der Variation von X erkl ren Im Umkehrschluss bedeu tet dies dass mit der Zunahme der Residualstreuung das Modell ungenauer wird Als Ma zahl f r die G te der Modellanpassung wird das Bestimmtheitsma R verwen det Sie setzt sich aus dem Quotienten von der erkl rten Streuung zur Gesamtstreuung zusammen R2 SQE _ DD SQT wm Durch dieses Vorgehen kann das Bestimmtheitsma Werte zwischen 0
91. Tierzucht und Allgemeine Landwirtschaftslehre der Tier rztlichen Fakult t der Ludwig Maximilians Universitat M nchen 2007 J Schmidt E Dahlgren M Br nnstr m and K Landin Wilhelmsen Bo dy composition bone mineral density and fractures in late postmenopausal women with polycystic ovary syndrome a long term follow up study Clin Endocrinol Oxf 77 207 2014 2012 A M Scholz In vivo Methoden zur Analyse von Muskelstoffwechsel und K rperzu sammensetzung beim Schwein unter besonderer Ber cksichtigung genetischer Einfl sse Habilitationsschrift Institut f r Tierzucht aus der Fakult t der Ludwig Maximilians Universit t M nchen Lehrstuhl f r Tierzucht und allgemeine Landwirtschaftslehre 2002 A M Scholz und U Baulain Methoden zur Bestimmung der K rperzusammenset zung am lebenden Nutztier Z chtungskunde 81 86 96 2009 A M Scholz und M F rster Genauigkeit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie DXA zur Ermittlung der K rperzusammensetzung von Schweinen in vivo Arch Tierz Dummerstorf 49 462 447 2006 A M Scholz U Baulain und E Kallweit Quantitative Analyse von Schnitt bildern lebender Schweine aus der Magnet Resonanz Tomographie Z chtungskunde 65 3 206 2015 1993 A M Scholz P Soffner E Littmann W Peschke und M F rster Genauig keit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie DXA zur Ermittlung der Schlachtk rper zusammensetzung von Schweineh lften kalt 30 39 kg
92. Vergleich zum DPX IQ in diesem Modus in beiden Gewichtsbereichen erwartungsgem bersch tzt 4 1 3 Knochenmineralgehalt BMC g 4 1 3 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK BMC g 4000 Ban 3000 O X 2000 a 1000 0 0 1000 2000 3000 4000 iDXA Abbildung 4 5 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und iDX Ap ck 85 Tabelle 4 9 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und iDXApick BMC g MW STABW Ge Regressionsgerade R RMSE o IQ 2523 20 408 32 16 18 iDXA 1826 64 246 35 13 49 y 1 44x 102 42 0 75 203 82 Diff 696 56 161 97 2 70 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient sind aus der Tabelle 4 9 zu entnehmen Bei Betrachtung der Abbildung 4 5 wird ersichtlich dass die Punktewolke bei Tieren mit h herem Knochenmineralgehalt st rker um die Regressionsgerade streut Die Gerade schneidet die Identit tslinie bei 232 77 g Anhand der Mittelwerte ist erkennbar dass iDXA den Knochenmineralgehalt im Vergleich zum DPX IQ untersch tzt P lt 0 05 Die Grafik zeigt dass mit Zunahme des Knochenmineralgehaltes die Differenz der Mess werte zwischen den beiden Ger ten ebenfalls zunimmt Au erdem wurden drei verschiedene Gewichtsklassen untersucht lt 80 kg 80 100 kg und gt 100
93. Wechselwirkung treten Da Photoio nisation haupts chlich an den inneren Schalen der Atomhiille stattfindet kann der dabei frei werdende Platz von einem Elektron aus der u eren H lle besetzt werden Die bei der Wiederbesetzung frei werdende Energie wird entweder in Form eines oder mehre rer Quanten emittiert charakteristische Strahlung oder auf ein Elektron einer u eren Schale bertragen welches dann ebenfalls das Atom verl sst AUGER Elektron Der Photoeffekt ist umso st rker ausgepr gt je weicher die Strahlung und je h her die Ord nungszahl des Atoms ist Er tritt in einem Energiebereich bis zu 100 keV auf Kauffmann 30 et al 2006 Die zweite Form der Schw chung ist die Streuung Anders als bei der Photoionisation ist der sogenannte Compton Effekt von der Elektronendichte des Materials aber kaum von der Ordnungszahl abh ngig Der Vorgang findet an schwach gebundenen H llen elektronen statt Durch ein einfallendes Photon wird ein u eres schwach gebundenes H llenelektron aus einem Atom abgel st Das Photon bertr gt diesem einen Teil sei ner kinetischen Energie Compton Absorption und wird in einem Winkel von 0 180 gestreut Compton Streuung Das gestreute Photon ist anschlie end energie rmer Die Entfernung des H llenelektrons in einem Winkel von 0 90 kann ebenso wie die gestreute Prim rstrahlung u U weitere Ionisationen ausl sen Kauffmann et al 2006 _ Gestreute Strahlung BT Se
94. X IQp Large und iDXAp ck und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von ADISA a yo Beas ec Gres NEE ehe ea SE E ace A 10 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp smar und IDXA pik und STAND A A e E e RARE Ch e RO A IL Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp_smar und iDXAp ck und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von SUTTER A 3 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQp_smar und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von STATEC NEEN XI Tabellenverzeichnis 2 1 2 2 2 3 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 1 3 8 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 Methoden zur Bestimmung der K rperzusammensetzung im Zusammen hang mit dem 5 Level Modell modifiziert nach Wang et al 1992 und Heymsfield et al oo Methoden zur Bestimmung der K rperzusammensetzung eingeteilt nach Deurenberg und Schutz 1995 2 u lt n te a en ees ua ede ca e Zusammenfassung der Vor und Nachteile der einzelnen Methoden zur Bestimmung der K rperzusammensetzung Modifiziert nach Scholz und Baulain 2009 und Scholz 2002 2 2 amp 8 0 2 E var er ag Eigenschaften des Modus Adult modifiziert nach Ruge 2006 Eigenschaften des Modus P diatrie modifiziert nach Ruge 2006 Gegen berstellung der Modi des Ganzk rperscans beim iDXA Anzahl und Gewicht der Schweine in den jeweiligen Modi Anzahl der Schweine in den
95. XIQvs a 48 4 fel DPXIQ vs iDXA_STAND iDXA_STAND 2 Datenreihe DPXIQ 4 3 Datenreihe DPXIQ 1 vs iDXA_STAND vs iDXA_STAND D 3 8 D 1 2 3 4 5 6 3 8 4 3 4 8 5 3 5 8 iDXA iDXA Abbildung A 12 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQp smar und iDXAp ck una srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 3 8 bis 5 8 Tabelle A 18 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQp_smar und iDXAp ck und STAND BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iesse 467 0 16 3 34 8 IDXA oe 4 46 0 23 5 06 Uae eee AEN Ze Genua e 0 19 3 92 E IDXA stanp 4 46 0 23 5 18 Ue Metres E Be A 4 Ergebnisse des Vergleiches verschiedener IDXA Modi miteinander Als unabh ngige Variable wurde bei jedem der folgenden Vergleiche der Modus Dick des iDXA gew hlt 182 A 4 1 Vergleich der Modi iDXA Dick und iDXA Standard anhand von lebenden Schweinen als Tiermodell Tabelle A 19 Vergleich iDXAgranp vs iDXAp ck anhand lebender Schweine Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 13 22 3 25 24 57 IDXA stanp 14 86 3 36 22 61 Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 84 64 3 31 3 91 y 1z 1 61 0 94 0 82 y le 1 62 0 93 0 87 DXA seen 82 89 3 42 4 12 BMC MW STABW VC
96. ailo 1998 angenommen die bersch tzung des Ma gerweichgewebes und die Untersch tzung des Fettgewebes auf verschiedenen Referenz Werten R ntgenschw chungskoefhizienten zur Bestimmung des Weichgewebes Bei der Aufteilung der Messergebnisse des Magerweichgewebes in verschiedene Gewichts klassen f llt auf dass sich die absoluten Messwerte der einzelnen Ger te in h heren Gewichtsbereichen deutlicher voneinander unterscheiden Dies wird durch die Regressi onskoeffizienten best tigt Die Beziehung der beiden Ger te DPX IQ im Modus Adult Normal und iDXA im Modus Dick ist im Gewichtsbereich gt 100 kg mit R 0 80 etwas niedriger als in den anderen beiden Gewichtsklassen lt 80 kg R 0 91 80 100 kg R 0 90 Dadurch k nnte auch eine K rpergewichtsabh ngigkeit bei der Messung des Magerweichgewebes vermutet werden Allerdings ist die unterschiedliche Anzahl der Versuchstiere in den verschiedenen Gewichtsgruppen sowie die Definition der Gewichtsbereiche ebenfalls zu beachten wodurch eine korrekte wissenschaftliche Aussage bez glich der K rpergewichtsabh ngigkeit anhand dieser Studie nicht m glich ist 5 5 1 3 Knochenmineralgehalt g Die Beziehung der beiden Ger te bei der Bestimmung des Knochenmineralgehaltes ist etwas niedriger als f r die oben genannten K rperkomponenten Dabei ist der Regres sionskoeffizient bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAsrann etwas gr er 127 R 0 85 als
97. alium Gammaspektometrie quantifiziert Ellis 2000 Scholz 2002 Die hohen Kosten die Notwendigkeit eines Spezialpersonals die aufwendige und zu dem relativ langsame Messtechnik 15 60 Minuten und der Gebrauch an ionisierender Strahlung verhindern dass sich die Neutronenaktivierungsanalyse zu einer Standardme thode entwickelt Lukaski 1987 Scholz 2002 2 2 2 Indirekte Methoden 2 2 2 1 Anthropometrie Die Grundlagen der Anthropometrie beruhen darauf die K rperzusammensetzung mit einfachen Instrumenten und leicht zu messenden K rperdaten festzustellen Beurteilt werden dabei zum Beispiel die Hautfaltendicke und der Umfang bestimmter Gliedma en Daraus kann dann mit Hilfe bestimmter Gleichungen die K rperzusammensetzung errechnet werden Auf diesem Gebiet gibt es etliche Studien mit verschiedenen Formeln zur Berechnung der K rperkomponenten bei welchen allerdings immer die zugrundelie genden Patienten ber cksichtigt werden m ssen Wilmore und Behnke 1968 erarbeiteten zum Beispiel Gleichungen zur Ermittlung der K rperdichte und der fettfreien Masse bei Sch lern Dazu verwendeten sie Messdaten wie die Kopfl nge den Kopfumfang Knie Ellbogen und Brustumfang Die anschlie Senden Untersuchungen der Gleichungen mit erwachsenen M nnern und Frauen ergaben allerdings geringere Korrelationskoeffizienten M nner r 0 73 0 82 Frauen r 0 77 0 80 als von den Autoren erhofft Diese Ergebnisse veranschaulichen das
98. als bei der Knochenmineraldichte Dieses Ergebnis trifft sowohl auf die ex vivo als auch auf die in vivo Untersuchungen zu Die Autoren erzielten lediglich geringe Dif ferenzen zwischen den Ergebnissen der ex vivo und der in vivo Analyse welche sie mit dem Einfluss der Lagerung der Tiere und der Inhomogenit t des Weichgewebes le bender Schafe begr ndeten Zwar verwendeten Pouilles et al 2000 ebenfalls Schafe als Versuchstiere allerdings untersuchten sie eine geringere Anzahl n 5 Au erdem wur de nur die Lendenwirbels ule der Schafe gescannt und nicht der gesamte K rper Durch die geringe Anzahl an Versuchstieren ist die Studie nur mit Vorsicht zu interpretieren M glich w re dass der Scan nur eines bestimmten K rperbereiches genauere Messungen liefert als ein Ganzk rperscan Dies m sste in weiteren Untersuchungen gepr ft werden Da in dieser Dissertation die Beziehung der Messergebnisse bei der Analyse der Kno chenmineraldichte niedriger war als die Beziehung der Messergebnisse des Knochenmi neralgehaltes k nnen die zuvor genannten Studien nicht best tigt werden 5 6 1 5 Gesamtgewebe g Obwohl sich die einzelnen Messgr en Fettgewebe Magerweichgewebe BMC BMD re lativ stark zwischen den Ger ten unterscheiden erreicht die bereinstimmung zwischen den Messergebnissen bei der Untersuchung des Gesamtgewebes jeweils ein Bestimmt heitsma von R 0 99 Beide Geraden weisen eine Steigung von 3 1 02 auf Dies
99. am System zum Fan Beam System in extremen F llen zu Differenzen von bis zu 19 Bestimmung der K rperfettmasse f hren kann empfahlen sie aber f r longitudinale Studien bei wel chen geringe Unterschiede in der K rperzusammensetzung zu erkennen sind das gleiche DXA Gerat zu verwenden Mazess und Barden 2000 verglichen nicht nur ein Pencil Beam System Lunar DPX und ein Fan Beam System miteinander sondern f gten in ihre Studie auch die Unter suchung von 2 verschiedenen narrow angle Fan Beam Systemen Lunar PRODIGY 4 und Lunar EXPERT 12 ein Der Unterschied der Fan Beam Systeme bestand aus der Breite des F chers Das Ergebnis der Studie ergab dass die Breite des F chers Auswir kungen auf die Genauigkeit des DXA Ger tes hat Je breiter der F cher desto ungenauer werden die Ergebnisse Koo et al 2003 erstellten ebenfalls Untersuchungen zu der Kompatibilit t zweier DXA Ger te die sich durch die Pencil Hologic QDR 2000 und Fan Beam Hologic QDR 4500A Technologie unterschieden Als Versuchsobjekte dienten ihnen 26 Ferkel und 54 Kinder welche mit beiden Ger ten gemessen wurden Bestimmt wurden der Knochenmi neralgehalt die Knochenmineraldichte und der Magerweichgewebe und Fettgehalt Die Beziehung zwischen den beiden Instrumenten war mit R 0 927 1 000 f r die Ferkel daten und mit R 0 939 0 999 f r die Ergebnisse der Untersuchung der Kinder sehr hoch Allerdings unterschieden sich die absoluten Werte s
100. and H L Zhang Clinical application of alendronate for osteoporosis osteopenia secondary to hyperthyroidism Zhongguo Gu Shang 25 2 133 137 2012 168 A Messergebnisse in Prozent A 1 Vergleich des Lunar DPX IQ Adult Normal mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell A 1 1 Fettgewebe A 1 1 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK Fett DPX IQ 8 0 5 10 15 20 25 30 35 40 iDXA Abbildung A 1 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDX Ap ck 169 Tabelle A 1 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE 1Q 21 99 5 82 26 48 iDXA 1637 4 33 26 44 y 1 26 1 42 0 87 2 09 Die 5 62 1 49 0 04 Die Unterteilung der Ergebnisse in drei verschiedene Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg und gt 100 kg ergab Folgendes Tabelle A 2 Vergleich der Fettgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 20 51 5 5 26 83 8 iDXA 15 6 4 12 26 4 y 1 26x 0 91 0 88 1 89 80 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 21 54 5 96 27 65 5 iDXA 115 99 4 38 27 38 y 1 292 0 88 09 1 87 gt 100 kg MW STABW
101. anhand der EU Referenzzerlegung Z chtungskunde ISSN 0044 5401 74 5 376 391 2002 A M Scholz P Heller K H Waldmann und P Wolf Eignung der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie zur Erfassung der Knochenmineralisierung von Ebern Z ch tungskunde ISSN 0044 5401 76 2 94 107 2004 A M Scholz A D Mitchell M F rster and V G Pursel Two site evaluation of the relationship between in vivo and carcass dual energy X ray absorptiometry DXA in pigs Livestock Science 110 1 11 2006 166 H P Sheng A L Adolph E O Smith and C Garza Body Volume and Fat Free Mass Determinations by Acoustic Plethysmography Pediatric Research 24 N0 1 85 89 1988 A L Siemens R J Lipsey W M Martin M G Siemens and H B He drick Composition of pork carcasses by potassium 40 liquid scintillation detection estimation and validation J Anim Sci 69 47 53 1991 W E Siri Body composition from fluid spaces and density analysis of methods Nutrition 9 480 491 1961 J R Speakman D Booles and R Butterwick Validation of dual energy X ray absorptiometry DXA by comparison with chemical analysis of dogs and cats Interna tional Journal of Obesity 25 439 447 2001 O L Svendsen J Haarbo C Hassager and C Christiansen Accuracy of measurements of body composition by dual energy x ray absorptiometry in vivo Am J Clin Nutr 57 605 608 1993 Z Szendr Z Matics Z Gerencser I Radnai M
102. asser Mine ralstoffe und Restmasse Summe aus Kohlenhydraten und Protein Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000 2 1 3 Die zellul re Ebene Das traditionelle zellul re Modell beinhaltet 3 Komponenten die Zellmasse die extra zellul re Fl ssigkeit und die extrazellul ren Feststoffe Die extrazellul ren Feststoffe sind f r eine klinische Auswertung nicht von Interesse da sie haupts chlich aus Knochenmi neral Kollagen retikul ren und elastischen Fasern bestehen Hier kommt dieses zellul re Modell zur Anwendung K rpergewicht extrazellul re Fl ssigkeit extrazellul re Feststoffe Zellmasse Die nachfolgenden Gleichungen k nnen auf der zellul ren Ebene verwendet werden e K Zellmasse 4 69 g kg e Ca extrazellul re Feststoffe 0 177 g kg e Extrazellulares Wasser Extrazellulare Fl ssigkeit 0 92 Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000 2 1 4 Die Ebene der Gewebesysteme Die Ebene der Gewebesysteme beinhaltet das Fettgewebe das Muskelgewebe das Kno chengewebe die Inneren Organe und das Gehirn Des Weiteren ist das Fettgewebe un terteilt in subkutanes Fett viszerales Fett Fett des gelben Knochenmarks und intersti tielles Fett Auch dieser Ebene werden stabile Verhaltnisse unterstellt die mit folgenden Gleichungen beschrieben werden k nnen e Skelettmuskulatur Fettgewebsfreie K rpermasse 0 54 f r M nner oder 0 49 f r Frauen e K Skelettmuskul
103. atomaren Ebene Ein weiteres wichtiges Konzept ist das Vorhandensein eines konstanten Gleichgewichtes zwischen verschiedenen Komponenten innerhalb eines Individuums solange K rpergewicht und der Hydrierungsstatus unver ndert bleiben Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000 2 1 1 Die atomare Ebene Der menschliche K rper beinhaltet ca 50 der 106 in der Natur vorkommenden Elemente Die vier Elemente O C H N bilden ber 95 der K rpermasse Mit den sieben zus tz lichen Elementen Na K P Cl Ca Mg und S stellen sie ber 99 der K rpermasse dar Viele dieser Elemente stehen in einem stabilen Verh ltnis mit anderen Elementen oder mit anderen K rperkomponenten Diese Gleichgewichte k nnen anhand von einfachen Formeln dargestellt werden Einige davon sind e S N 0 062 e N Protein 0 16 e C Triglycerid 0 77 e K Intrazellul res Wasser 150 mmol Liter e H K rpergewicht 0 10 Anhand dieser Gleichungen k nnen unbekannte K rperkomponente mit Hilfe der be kannten errechnet werden Viele der Gleichgewichte zwischen den einzelnen Komponen ten d rfen nur in gesunden Individuen herangezogen werden Ein Beispiel hierf r ist das Gesamtk rper Kalium welches verwendet werden kann um das intrazellul re Wasser zu sch tzen Aufgrund von Verschiebungen im Elektrolyt Haushalt kann sich dieses Gleich gewicht krankheits oder altersbedingt ver ndern Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000
104. atur 3 g kg e Fett Fettgewebe 0 8 e Knochenmineral Knochen 0 54 Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000 2 1 5 Die anatomische Ebene Die grobe Einteilung des menschlichen K rpers erfolgt in Kopf Hals Rumpf obere und untere Extremit ten Zur Beurteilung der anatomischen Ebene werden Anthropometri sche Untersuchungen herangezogen welche auf der Untersuchung der K rperma e wie K rpergewicht K rperl nge Umfang und L nge bestimmter K rperregionen und der Hautfaltendicke beruhen Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000 2 1 6 Untersuchungsverfahren zur Bestimmung der K rperzusammensetzung in Bezug auf die verschiedenen Ebenen Wie f r die anatomische Ebene beschrieben gibt es auch f r die meisten anderen Ebenen verschiedene Untersuchungsverfahren um die einzelnen Komponenten zu bestimmen In der nachfolgenden Tabelle werden diese Untersuchungsmethoden aufgezeigt In Kapi tel 2 2 auf der n chsten Seite wird auf die einzelnen Methoden genau eingegangen Die Funktionsweise der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie wird in Kapitel 2 3 auf Seite 27 genau erl utert Tabelle 2 1 Methoden zur Bestimmung der K rperzusammensetzung im Zusammen hang mit dem 5 Level Modell modifiziert nach Wang et al 1992 und Heymsfield et al 1997 Chemische Analyse Atomare Ebene Neutronenaktivierungsanalyse NAA Kalium Gammaspektrometrie Bioelektrische Impedanzanalyse BIA
105. bandes mit dessen Hilfe durch die Mes sung des Brustumfanges das Gesamtgewicht bei Rindern bzw das Schlachtgewicht bei Schweinen gesch tzt werden kann 11 2 2 2 2 Densitometrie Unterwasserw gung Luftverdr ngungs Plethysmographie und akustische Plethysmographie Die h ufigste Form der Densitometrie ist die Unterwasserw gung Sie basiert auf der Grundlage eines 2 Komponenten Systems in dem der K rper in Fett und fettfreie Mas se aufgeteilt wird Bei dieser Methode muss der Patient in einen mit Wasser gef llten Tank bei ausgeatmeter Luft 30 Sekunden lang komplett eintauchen Ein fettarmer K r per wiegt unter Wasser vergleichsweise mehr als ein K rper mit h herem Fettanteil da Knochen und Muskelgewebe dichter als Fettgewebe sind Das verdr ngte Wasservo lumen und oder das Unterwassergewicht des Patienten kombiniert mit dem normalen Gewicht des Patienten werden verwendet um die spezifische Dichte des K rpers zu be rechnen Ellis 2000 Es wird angenommen dass die chemische Zusammensetzung und somit die Dichte des fettfreien K rpers relativ konstant ist und sich erheblich von der Dichte des Fettes unterscheidet Lukaski 1987 Verschiedene Autoren untersuchten den Zusammenhang der spezifischen Dichte des K r pers o in g ml und des prozentualen K rperfettgehaltes und stellten Gleichungen zur Berechnung auf Ellis 2000 fasst einige dieser Formeln in seiner Studie zusammen wie zum Beispiel die von Siri
106. cc Se D i Oo s i F A ae Se 2 e N N N x G JEE 1 1 7 1 1 Einfallende Strahlung Photoelektron Photoelektron Abbildung 2 4 Photoeffekt und Compton Streuung modifiziert nach Kauffmann et al 2006 2 3 2 4 Berechnung der K rperzusammensetzung Bei der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie emittiert die R ntgenquelle den Photonen strahl mit einer Anfangsintensit t Jo Wenn der Photonenstrahl den K rper passiert wird dieser geschw cht siehe oben und verliert an Intensit t Die Endintensitat J wird vom Detektor gemessen Die Schw chung des Photonenstrahles durch einen homogenen Absorber ist proportional zum linearen Schwachungskoeffizienten dieser Substanz u und zu deren Dicke L d I Ip p x a Integration dieser Formel zeigt die klassische Schwachungsformel auf Al Lae Um die Abh ngigkeit des linearen Schwachungskoeffizienten von der Dichte der Substanz p zu bestimmen wird der Massenschwachungskoeffizient um in folgender Weise her angezogen Hm up Die Schw chung von monoenergetischer Strahlung durch einen homogenen Absorber kann mit Hilfe des Massenschwachungskoeffizienten und der Absorber Masse M be rechnet werden I Ig x etmxM In I Ip um x M M beschreibt die gesamte Masse der Volumen Elemente des Systems die sog Voxel F r heterogene Objekte steht die Endintensit t der Strahlung im Verh ltnis z
107. ch des DPX IQapno mit dem iDXAgranp bzw 3 Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAp ck Gewichtsklassen aufgeteilt Die Ergebnisse dieser Untersuchung stimmen mit den Studien von Mitchell et al 1996 1998a 2000 insofern tiberein dass die beiden hier untersuchten Ger te DPX IQapno_ vs iDXAp ck in h heren Gewichts bereichen gt 100 kg eine deutlich verminderte bereinstimmung R 0 76 aufwiesen als in Gewichtsbereichen darunter Der Unterschied zwischen den Gewichtsbereichen lt 80 kg und 80 100 kg war gemessen an den Regressionskoeffizienten R 0 88 und R 0 9 geringer Bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDX Asrann wurden keine Tiere untersucht welche ein K rpergewicht von ber 100 kg hatten Deswegen konnten die Messergebnisse hier nur in 2 Gewichtsbereiche aufgeteilt werden lt 80 kg und 80 100 kg Auch hier war der Unterschied relativ gering R 0 79 und R 0 70 Durch den Vergleich der Mittelwerte wird sichtbar dass iDXA in beiden Modi Dick und Standard das Fettgewebe im Vergleich zum DPX IQ untersch tzt Die Differenz der Fettgehalte zwischen den beiden Ger ten wird mit zunehmendem K rpergewicht gr er siehe Abbildungen 4 1 4 2 und Tabellen 4 1 4 3 5 5 1 2 Magerweichgewebe g Die Beziehung der Messergebnisse des Magerweichgewebes ist h her als die der Er gebnisse des Fettgewebes R 0 93 vs R 0 90 und R 0 82 Die Steigungen der Regressionsgeraden sind alle kleine
108. ch fortlaufend am Monitor angezeigt Dadurch entsteht ein Orts Zeit Diagramm welche die dynamische nderung von bestimmten Organen z B Herz verfolgt Weiterhin kann mit Hilfe der Farbdopp lersonographie die Durchblutung der Organe erfasst werden Die reflektierte Schallwelle 21 ndert ihre Frequenz sobald sie auf eine sich vom Schallkopf weg bewegende oder auf den Schallkopf zu bewegende Fl che trifft Dem entsprechend wird der Blutfluss wel cher sich auf den Schallkopf zu bewegt rot gef rbt der Blutfluss in die entgegengesetzte Richtung blau Alexander et al 2004 Weitere Entwicklungen stellen Ger te dar die eine 3D Darstellung erm glichen Mit zunehmender Bildqualit t und Bildrate zeigen sie eine erfolgversprechende Methode auf welche zu einer Vergleichbarkeit mit CT und MRT Bildern f hren Scholz 2002 Bauer et al 1998 Franke et al 1998 F r die Beurteilung der K rperzusammensetzung werden vor allem zweidimensionale Bilder ausgewertet Sie liefern haupts chlich Informationen ber Fettgewebedepot so wie Muskelquerschnitte sind aber f r die Auswertung des intramuskul ren Fettgehaltes beim Schwein weniger gut geeignet Busk und Olsen Lillehammer Norway 25 29 August 1996 Nitter und Kolb 1994 Scholz 2002 Angewendet wird die Ultraschalluntersu chung am lebenden Tier im Rahmen der Leistungspr fung Scholz und Baulain 2009 Wilson 1992 M ller und Polten 2004 oder zur Schlachtk rperbewert
109. che Expertise Darstellung n tig CT sehr gute Belastung durch Differenzierung von ionisierende Strahlung Fett Muskel und Knochengewebe Genauigkeit sehr hohe Investitions M glichkeit zur 3D und laufende Kosten Darstellung technische Expertise n tig MRT sehr gute Weichgewebe relativ langsam Differenzierung keine Belastung durch ionisierende Strahlung Genauigkeit Preis einfache Handhabung geringf gige Strahlen schnelle Daten belastung DXA auswertung 44 regionale Ergebnisse m glich niedrige laufende Kosten US Ultraschall CT Computertomographie R ntgenabsorptiometrie MRT Magnetresonanztomographie DXA Dualenergie 53 2 4 Variable Composition Phantom In einem Teil dieser Arbeit wird ein Variable Composition Phantom verwendet um die Genauigkeit des iDXA zu bestimmen Dabei handelt es sich um eine stark vereinfachte modellhafte Nachbildung des gesamten K rpers mit einem einstellbaren Fettgehalt 2 4 1 Anwendungsgebiete und Anforderungen Ruge 2006 beschreibt in ihrer Dissertation die Anwendungsgebiete des VCP und dessen Anforderungen In der Praxis k nnen Phantome f r zwei verschiedene Anwendungsm g lichkeiten verwendet werden Die erste M glichkeit ist der Einsatz von Phantomen f r die Kreuzkalibrierung zwei verschiedener Ger te um die Messergebnisse dieser Instrumente zusammenfassen und vergleichen zu k nnen Des weiteren verwendet man Phantome in Langzeitstudie
110. ck BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IO 292 0 22 7 65 iDXA 2 05 0 19 9 28 y 0 622 1 65 0 28 0 19 Dit 0 86 0 08 1 64 174 Die Unterteilung der Tiere in die verschiedenen Gewichtsbereiche ergab folgende Ergeb nisse Tabelle A 10 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 2 95 0 25 8 52 8 iDXA 2 18 0 18 8 32 y 0 0 8 amp 4r 1 11 0 37 0 2 80 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE 1Q 2 91 0 2 7 58 iDXA 2 05 0 16 7 68 y 0 82 1 26 0 33 0 18 gt 100 kg MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 2 91 0 19 6 53 u iDXA 1 9 0 16 8 42 y 0 59x 1 79 0 25 0 17 A 1 3 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Standard DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND BMC 4 3 5 3 2 5 DPX IQ N 0 05 1 15 2 25 3 35 4 iDXA Abbildung A 6 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQapno und iDXAsrann 175 Tabelle A 11 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQapno und iDXAsrann BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ 2 94 0 25 8 61 iDXA 2 26 0 15 6 62 y 1 25x 0 11 0 55 0 17 Die 0 68 010 1 99
111. d Magerweichgewebe im Vergleich zur chemischen Analyse wobei der Knochenmineralgehalt bei beiden Modi von DXA un tersch tzt wurde Die Korrelationskoeflizienten zwischen dem Schlachtk rpergewicht und dem Fett und Magerweichgewebegehalt und den dazugeh rigen DXA Werten ergaben in beiden Modi eine hohe bereinstimmung r gt 0 98 wobei die Beziehung zwischen dem Aschegehalt der chemischen Analyse und dem Knochenmineralgehalt niedriger war adult fast detail Modus 0 68 pediatric medium Modus 0 94 Um die Genauigkeit der DXA Ergebnisse zu Verbessern empfehlen die Autoren die Verwendung von Regres sionsgleichungen f r das Fett und Magerweichgewebe F r den Knochenmineralgehalt 45 konnten die Autoren keine relevanten Gleichungen aufstellen da die chemische Analyse den Mineralgehalt des kompletten Tierk rpers bestimmt wobei DXA nur den Knochen mineralgehalt misst Mit Ber cksichtigung der Verwendung der Regressionsgleichungen finden die Autoren die Messung der K rperzusammensetzung mit DXA im p diatrischem K rpergewichtsbereich als genau k nnen aber keine Vor oder Nachteile bez glich des zu verwendenden Modus finden Mitchell et al 1996 erhielten in ihrer Studie in der sie die K rperzusammensetzung von 48 weiblichen Schweinen mit einem K rpergewicht von 10 2 bis 60 5 kg mit DXA Lunar DPX L untersuchten unterschiedliche Ergebnisse im Bezug auf den Fettgehalt Sie verglichen die DXA Werte mit der chemischen Anal
112. d die Ergebnisse der Regressionskoeffizienten bei einer Aufteilung in Ge wichtsklassen ebenfalls niedriger als in der gesamten Gruppe Gesamte Gruppe R 0 85 vs gt 80 kg R 0 76 80 100 kg R 0 54 Au erdem ist hier ebenfalls ein deut licher Unterschied zwischen den beiden Gewichtsstufen erkennbar Die Begr ndung ist die selbe wie bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAprcx Demnach besteht m glicherweise eine K rpergewichtsabh ngigkeit f r die Genauigkeit bzw die Pr zision der DXA Ger te f r die Messung des Knochenmineralgehaltes Allerdings ist auch hier die unterschiedliche Anzahl der Versuchstiere in den verschiedenen Gewichtsgruppen zu beachten weswegen eine definitive Aussage nicht getroffen werden kann 5 5 1 4 Knochenmineraldichte g cm Die niedrigste bereinstimmung zwischen den Messergebnissen ergab der Vergleich der beiden Ger te bez glich der Knochenmineraldichte g cm Ein Regressionskoeffizient von R 0 69 wurde bei dem Vergleich des DPX IQ im Modus Adult Normal mit dem iDXA im Modus Dick erzielt Der Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAgranp erreichte nur eine Beziehung von R 0 67 Beide Modi liefern damit eine vergleichbar eingeschr nkte bereinstimmung zwischen den Messwerten Weshalb bei Ger ten die speziell f r die Messung des Knochenmineralgehaltes und der Knochenmineraldichte ausgelegt sind die bereinstimmung dieser Messgr en am nied rigsten ist l sst versch
113. d iDXAgtanpn gt 2 2 nennen 94 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und DNA ee ow RGA ee Mla ge A SCH 96 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 30000 bis SINE A ra en wende ee 98 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp Large und iDXAp ck una srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 800 pis 2000 g s s sa eg ee a 6 ee ee a ee oe ae tes 99 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp Large und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 0 8 bis Lbeyame Ae 60 4 gea petua patpi do tris 100 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQp tarce und iDXApick und STAND ee 102 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp smar und iDXAp ck and STAND aa au 2 aa a ee ee ec ee 104 IX 4 17 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp smar und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 12000 bis 7010010 E EEN Be en ae a en ee Ee ce 105 4 18 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp smar und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt VERDI bis T2006 un a ee a a eh ae EE g 106 4 19 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp SMALL und iDXAp ck und STAND rechts Skalierung eingeschr nkt von 0G bis 2 g m so s
114. d werden auf Mitte des 19 Jahrhunderts datiert Scholz 2002 In der Nutz Tierwissenschaft dient die chemische Analyse nach wie vor als Standard messverfahren zur Bewertung anderer Methoden z B Kienzle et al 1998 Pintauro et al 1996 Lukaski et al 1999 Speakman et al 2001 Die zu untersuchenden Objekte werden meist zerlegt und homogenisiert Anschlie end kann zum Beispiel der Gehalt an Rohfett durch Ether Extraktion der Gehalt an Roh protein durch das Kjeldahlverfahren N x 6 25 die Trockensubstanz urspr ngliche Substanz Rohwasser durch Trocknung und die Rohasche Veraschung im Muffelofen bestimmt werden Kamphues et al 1999 2 2 1 2 Neutronenaktivierungsanalyse NAA Die Neutronenaktivierungsanalyse ist die einzig verf gbare Methode welche die K rper zusammensetzung in vivo auf Elementarniveau bestimmen kann Ellis 2000 Das Prinzip beruht auf der Bestrahlung des K rpers mit Neutronen Die zu untersu chenden Elemente werden dabei kurzzeitig in instabile Isotope umgewandelt Sie senden bei ihrer R ckkehr in einen stabilen Zustand eine charakteristische durchdringende R ntgenstrahlung aus welche durch Detektoren gemessen wird Lukaski 1987 Mit diesem Verfahren k nnen alle wichtigen im K rper vorkommenden Elemente wie Wasserstoff Sauerstoff Kohlenstoff Stickstoff Calcium Phosphor Natrium und Chlor mit einer hohen Genauigkeit in vivo bestimmt werden Kalium wird mit Hilfe der K
115. den als beim Modelltier Schwein Die Diskrepanz der Wiederk uer zur menschlichen Anatomie ist durch den Pansen und dessen Inhalt sehr gro Dadurch f hren die Differenzen in der Ger tetechnik unterschiedliche Strahlen geometrie unterschiedliche Strahlungsintensit t Verwendung verschiedener R ntgen schwachungskoeffizienten zu gr eren Schwankungen bei der Berechnung der absoluten Messergebnisse zwischen den Ger ten Dieser Unterschied wird bei Betrachtung der Mit telwerte verdeutlicht Die Differenz der Mittelwerte bei dem Vergleich des DPX IQ mit dem iDXA im Modus Dick betr gt 290 35 g bei dem Vergleich mit dem iDXA im Modus Standard 420 60 g Die Regressionsgeraden der beiden Ger tevergleiche verlaufen ann hernd parallel zu einander Die Mittelwerte liegen bei 2935 55 g iDXAp ck mit einer Standardabwei chung von 1128 56 g und bei 3065 80 g iDXAsrannp mit einer Standardabweichung von 1010 51 g Dieses Ergebnis zeigt dass die Differenz zwischen den Modi Dick und Standard des iDXA f r das Merkmal Fett g zu vernachl ssigen ist P 0 7 Die Punktewolken sind nicht gleichm ig um die Regressionsgerade verteilt Die einzel nen Messwerte entfernen sich vor allem mit h herem Fettgewebewerten g weiter von dieser Dies l sst wie bei den Schweinen eine K rpergewichtsabh ngigkeit der DXA Ger te f r die Genauigkeit und Pr zision der Fettgehaltsmessung vermuten Des weiteren wird bei der Analyse d
116. der Knochenmineraldichte erreichte bei dem Vergleich der iDXA Modi Dick und Standard mit den lebenden Schweinen das niedrigste Bestimmtheitsma mit R 0 91 Hier spiegeln sich die vorangegangenen Untersuchungen wieder bei denen jeweils die Analyse der Knochenmineraldichte am schlechtesten abschnitt Werden die iDXA Ergebnisse der lebenden Schafe mit denen der Schaf Schlachtk rper verglichen ist erkennbar dass die Beziehung zwischen den Modi bei der Messung der Schlachtk rper R 0 87 0 97 geringer ist als die Beziehung bei der Messung der lebenden Tiere R 0 94 0 99 Dieses Ergebnis steht im Widerspruch zu der An nahme dass die inneren Organe inklusive Pansen die Messergebnisse der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie beeinflussen Allerdings ist dieses Ergebnis sehr kritisch zu be trachten da die Anzahl der Schlachtk rper n 8 geringer war als die der lebenden Tiere n 20 Bei einer Versuchstieranzahl von 8 St ck beeinflussen einzelne Messfehler wie z B Positionierungsfehler durch Verkippen das Gesamtbild deutlicher als bei einer h heren Anzahl Daher ist das Ergebnis nicht so aussagekr ftig wie die Messung der 20 lebenden Schafe Um genauere Aussagen treffen zu k nnen m ssten die Untersuchungen mit einer gr eren Anzahl an Schlachtk rpern durchgef hrt werden Trotz der Diskrepanz bei den Ergebnissen mit den Schaf Schlachtk rpern erreichten alle Tiergruppen bei der Messung mit den Modi Dick
117. des VCP mit dem iDXAgranp Standard Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 8 29 23 19 45 23 Standardabweichung 0 15 0 22 0 15 VC 1 76 0 96 0 33 In diesem Modus sind ebenfalls die Ergebnisse der geringsten Fettstufe am genauesten siehe Abbildung 4 22 In der h chsten Fettstufe liegen die Messergebnisse im Mittel um 1 73 ber den Herstellerangaben Die geringste Standardabweichung und somit die gr te Pr zision wird in der geringsten Fettstufe und in der h chsten Fettstufe erreicht Der Variationskoeffizient ist dagegen umso gr er je niedriger die Fettkonfiguration eingestellt wird Die Steigung der Messgerade ist geringf gig gr er als die Steigung der Herstellergerade Nach Extrapolation beider Grafen wurde der Schnittpunkt beider Geraden miteinander und der Schnittpunkt der Messgerade mit der y Achse berechnet Beide Geraden schnei den einander im Punkt 6 6 6 6 Die berechnete Regressionsgerade ergibt eine Gleichung von y 1 02 0 17 Das Bestimmtheitsma R betr gt genau 1 wobei der Standardsch tzfehler RMSE bei 0 69 liegt 112 4 5 Ergebnisse des Vergleiches verschiedener IDXA Modi miteinander anhand lebender Schweine als Tiermodell 4 5 1 Vergleich der Modi iDXA Dick und iDXA Standard Tabelle 4 44 Vergleich iDXAsrano vs iDXAp ck anhand lebender Schweine Fett VC
118. di P diatrie 150 Small und Standard Laut der Untersuchung des iDXA korrelieren die beiden Modi Dick und Standard sehr eng miteinander Wegen der l ngeren Untersuchungszeit bei der Verwendung des Modus Dick des iDXA wird bei lebenden Tieren jedoch die Verwendung des Modus Standard empfohlen F r Tiere gt 100 kg ist dennoch entsprechend der Hersteller empfehlung der iDXA Modus Dick zu verwenden um die Probleme zu vermeiden die beim DPX IQ auftraten wenn die R ntgenstrahlung das Gewebe nicht mehr durchdrin gen konnte Ob bei in vivo Untersuchungen ein h heres K rpergewicht einen gr eren Einfluss auf die Wahl eines der Modi besitzt m sste in weiterf hrenden Studien gekl rt werden In dieser Dissertation konnte bez glich des K rpergewichtes nur bei der Mes sung der Schweine im Modus Dick des iDXA eine geringere Beziehung zum DPX IQ Modus Adult Normal bei Schweinen mit hohem K rpergewicht gt 100 kg festgestellt werden Ob diese Diskrepanz auf Messungenauigkeiten der Ger te zur ckzuf hren ist konnte nicht gekl rt werden Durch diese Dissertation wurde ersichtlich dass f r jedes Tiermodell und f r jeden Mo dus eigene Regressionsgleichungen f r die Umrechnung der Ergebnisse zu bestimmen und zu verwenden sind Es wird empfohlen die Gleichungen zus tzlich mit Hilfe von Gewichtsgruppen zu verfeinern Die in der Dissertation aufgestellten Regressionsglei chungen k nnen
119. e aufwendige chemische Analyse durchf hren zu m ssen Allerdings weisen Scholz et al 2004 ebenfalls darauf hin dass DXA die Bestimmung des Ca und P Gehaltes im Gegensatz zur chemischen Analyse nicht erm glicht Bereits 2002 besch ftigten sich Scholz et al 2002 mit der Genauigkeit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie zur Ermittlung der Schlachtk rperzusammensetzung von Schwei neh lften Als Referenzmethode verwendeten sie in ihrer Studie die EU Referenzzerlegung Der Untersuchung dienten 30 Schweine welche nach der Schlachtung in 2 H lften zer 47 teilt wurden Die linke H lfte diente jeweils der EU Referenzzerlegung w hrend die rechte H lfte intakt gelassen wurde und der DXA Messung GE Lunar DPX IQ zur Verf gung stand Obwohl der mittels DXA ermittelte Fettgehalt Fett um ca 8 7 niedriger war als der grobgewebliche Fettgehalt aus der Zerlegung standen die aus der Zerlegung gewonnenen Werte im engen Verh ltnis zu den DXA Ergebnissen R 0 821 RMSE 1 613 Die Autoren beschrieben den Grund f r die oben genannte Differenz Dieser war die unterschiedliche Methodik da im grobgeweblich ermittelten Fettgehalt subkutan und intermuskul r neben Fett bzw Speck haupts chlich Lipid und Wasser noch ein Teil der Schwarte im R ckenbereich enthalten ist Demgegen ber besteht das DXA Fett allein aus Lipid bzw Fetts uren und Triglyceriden aus allen grobgewebli chen Bestandteilen wie Schwarte subkutanem inter
120. e en Mit Hilfe von Regressionsgleichungen wird anschlie end aus den Widerstandsmessungen und weiteren Variablen K rperl nge K rpergewicht Gliedma enl nge die K rperfettmasse bestimmt Scholz 2002 Lukaski et al 1985 Baumgartner et al 1998 Auch bei landwirtschaftlichen Nutztieren wird die Methode der BIA angewendet da das System leicht transportierbar und einfach zu bedienen ist Scholz und Baulain 2009 Velazco et al 1999 studierten die Anwendbarkeit der BIA um die Schlachtk rperzu sammensetzung bei 3 6 9 und 12 Monate alten Holstein Ochsen zu bestimmen Die Tiere wurden nach 20 st ndigem Nahrungs und Wasserentzug sediert und in rechter Seitenlage auf einem nicht leitf higem Untergrund untersucht 2 Elektroden wurden auf jeder Gliedma e der rechten Seite im Metatarsal und Metacarpalbereich angebracht Resistanz und Reaktanz wurden ermittelt woraus die Impedanz und daraus die fett freie Masse und das Weichgewebe bestimmt wurden Die Messwerte wurden mit der chemischen Analyse derselben Tiere verglichen Die Ergebnisse best tigen dass mit der BIA eine genaue Messung der fettfreien Masse in Schlachtk rpern bei Holstein Ochsen m glich ist r 0 77 0 99 Die Autoren weisen aber darauf hin dass noch weitere Untersuchungen bez glich der Platzierung der Elektroden dem F llungsgrad des Ga strointestinaltraktes und der St rke und der Art des elektrischen Impulses n tig sind 2 2 2 5 Gesamtk rperleitf hi
121. e Abbildung 4 17 Der Schnittpunkt dieser Gerade mit der Identit tslinie liegt bei 16307 64 g Dieser Punkt liegt n her zum Mittelwert der Daten Die Mittelwerte liegen ebenfalls nahe beieinander P 0 96 Die Punktewolke verteilt sich gleichm ig entlang der Regressionsgerade 4 3 3 Knochenmineralgehalt BMC g DPX IQ_P_SMALL vs IDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND BMC g BMC oi 1200 1200 m DPXIQvs m DPXIAvs 1000 Ar iDXA_DICK E iDXA_DICK 800 on Datenreihe DPX 1000 Powe Datenreihe DPX o IQ vs IDXA_DICK o IQ vs iDXA_DICK x em x E DPXIQvs g TR DPXIQvs IDXA_STAND iDXA_STAND 400 800 gt Datenreihe DPX Datenreihe DPX 200 lQvs lQvs iDXA_STAND iDXA_STAND 0 600 0 200 400 600 800 1000 1200 600 800 1000 1200 iDXA iDXA Abbildung 4 18 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp smaru und iDXApick una gtAwp rechts Skalierung einge schr nkt von 600 bis 1200 g Tabelle 4 37 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQp smaru und iDXAp ck und STAND BMC g MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE o IOe saat 979 00 108 52 11 08 IDXA prox 1945 99 9571 10 12 IQ p_smar 950 94 97 46 10 25 iDXA stano 899 73 103 55 11 51 y 1 04r 4 61 0 84 46 73 y 0 852 186 43 0 82 43 28 106 Die Steigung der Regressionsgerade bei dem V
122. e Differenz von 2 f r die Messung der Kno chenmineraldichte Dabei wurde die Knochenmineraldichte von Lunar Expert um 2 im Vergleich zum DPX bersch tzt der Knochenmineralgehalt um 2 untersch tzt Ellis und Shypailo 1998 beschrieben eine bersch tzung der Knochenmineraldichte durch das Fan Beam Ger t Hologic QDR 4500 gegen ber dem Pencil Beam Ger t Hologic QDR 2000 bei Messung kleinerer meist j ngerer Versuchspersonen und ei ne Untersch tzung der Knochenmineraldichte bei gr eren meist lteren Probanden Bouyoucef et al 1996 erhielten hnliche Ergebnisse bei der Messung des Oberschen kelhalses Dabei bersch tzte der Hologic QDR 4500 A die Knochenmineraldichte bei niedrigen Werten und untersch tzte es bei h heren Werten im Vergleich zum QDR 1000 W Mazess und Barden 2000 begr nden dieses Ergebnis von Bouyoucef et al 1996 mit dem Vergr erungseffekt von Fan Beam Ger ten M glich w re bei diesen Studien auch eine K rpergewichtsabh ngigkeit der H he der DXA Messergebnisse wie Mitchell et al 1996 1998a 2000 in ihren Studien zum Beispiel f r das Fettgewebe beschrieben haben In dieser Dissertation waren die Regressionskoeffizienten der Knochenmineraldichtemes sung au er bei den Schaf Schlachtk rpern am niedrigsten Da laut Herstelleranga ben der Vergr erungseffekt des iDXA durch die berlappung des narrow angle Fan Beams und der dazugeh rigen Multi View Image Reconstruct
123. e Large Untersuchung lebender Schafe und P diatrie Small Untersuchung der Schaf Schlachtk rper Die Hypothese der Abh ngigkeit der Messergebnisse von den DPX IQ Modi bezieht sich auf die Studie von Pintauro et al 1996 siehe Kapitel 2 3 6 1 auf Seite 43 Die Au toren untersuchten die Genauigkeit des DX A Gerates Lunar DPX L mit Hilfe von 18 Schweineschlachtk rpern Dabei unter oder bersch tzte DXA das Fett und das Ma gerweichgewebe im Vergleich zur chemischen Analyse abh ngig vom gew hlten Modus und vom gew hlten Gewebe Der Knochenmineralgehalt wurde in beiden DPX L Modi untersch tzt F r die Best tigung dieser These in der eigenen Studie m ssten allerdings weitere Un tersuchungen erfolgen Die Messergebnisse der Knochenmineraldichte unterscheiden sich in dieser Dissertation von den Untersuchungen von Crabtree et al 2005 und Oldroyd et al 2003 Bei beiden Studien konnte kein signifikanter Unterschied bei der Messung der Knochenmineraldichte zwischen den untersuchten Ger ten festgestellt werden Die Autoren verwendeten jedoch Menschen f r die DX A Untersuchungen wodurch sich die unterschiedlichen Ergebnisse erkl ren lie en In den Studien von Mazess und Barden 2000 wurde bei dem Vergleich 144 des Ger tes Lunar DPX mit dem Lunar Prodigy ebenfalls keine Differenz zwischen den Messwerten der Knochenmineraldichte gefunden Lediglich der Vergleich der Ger te Lunar DPX und Lunar Expert brachte ein
124. e Unterschiede in der Anatomie der Messobjekte e Unterschiede im Hydratationszustand der Versuchstiere 5 4 berpr fung der Messergebnisse Um die Beziehungen der beiden Ger te zu berpr fen werden zuerst die Regressions koeffizienten genauer betrachtet Sind die Ergebnisse nicht eindeutig k nnen zus tzlich die Standardsch tzfehler der Messergebnisse in die Analyse einbezogen werden Die Stei gung der Regressionsgerade gibt erste Hinweise ob sich die Messdaten in niedrigeren oder h heren Gewichtsbereichen deutlicher voneinander unterschieden Im Idealfall sollte die Regressionsgerade identisch mit der Identit tslinie verlaufen Bei Kreuzung der Regressi onsgerade mit der Identit tslinie ist dieser Bereich von Bedeutung da er den Bereich der besten Korrelation der Ger te darstellt Durch die Betrachtung der Mittelwerte kann berpr ft werden ob ein Ger t die Messwerte im Vergleich zu dem zweiten Ger t unter oder bersch tzt In dieser Dissertation wurde daf r immer der DPX IQ als Referenz verwendet Die Ergebnisse sind allerdings mit Vorsicht zu interpretieren da sie nicht den Vergleich zu den wahren Werten darstellen die zum Beispiel anhand einer chemischen Analyse ermittelt werden k nnten Zus tzlich kann die Punktewolke analysiert werden Sie gibt einen Anhaltspunkt dar ber wie weit die Messwerte um die Regressionsgerade streuen Bei der Unterteilung der Messobjekte in verschiedene Gewichtsklassen muss diese Bet
125. e saat 3115 63 957 36 30 73 IDXA prox 3712 63 1091 92 29 41 IQ p_smar 2970 88 775 34 26 10 iDXA sranp 3166 29 897 91 28 36 y 0 847 13 82 0 91 313 61 y 0 75x 599 38 0 75 398 49 104 Wird die Abbildung 4 16 und die Tabelle 4 35 betrachtet f llt auf dass das Bestimmt heitsma bei dem Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXAp ck mit 0 91 am gr ten ist Die Steigung der Gerade betr gt 0 84 wodurch sie sich von der Identit tslinie am wenigsten entfernt Der Schnittpunkt dieser Gerade mit der Identit tslinie liegt bei 86 38 g Die Mittelwerte in der Tabelle 4 35 zeigen dass die Messwerte des iDXA im Modus Dick und Standard minimal ber den Messwerten des DPX IQ im Modus P diatrie Small liegen Die Unterschiede zwischen den Mittelwerten sind jedoch nicht signifikant Das Bestimmtheitsma der Regressionsgerade bei dem Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXAgranp ist deutlich niedriger Der Schnittpunkt mit der Identit tslinie bei 2397 52 g liegt aber n her zum Mittelwert der Daten 4 3 2 Magerweichgewebe g DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND Mager g Mager g 20000 20000 18000 m DPXIQvs 19000 m DPXIQvs 16000 iDXA_DICK ne iDXA_DICK 18000 a 14000 B Datenreihe DPX1Q 47000 Datenreihe DPX1Q o 12000 s iDXA_DICK o L vs iDXA_DICK e wb 2 X 10000 X 16000
126. e verwendet werden Da sich die absoluten Messwerte modi abh ngig unterscheiden sind f r jedes Tiermodell und jeden Modus eigene Regressionsgleichungen zu verwenden Die Gleichungen aus dieser Arbeit k nnen f r Studien des Lehr und Versuchsgutes mit dem Lunar DPX IQ und dem Lunar iDXA herangezogen werden Bei Langzeitstudien wird allerdings zum Einsatz nur eines DXA Ger tes geraten 154 7 Summary The aim of this study was the review of the relationship of two Dual energy X ray absorptiometry DXA machines These were the pencil beam machine called Lunar DPX IQ and the fan beam machine called Lunar iDXA both manufactured by General Electrics This study was necessary due to the upgrade from the old pencil beam to the new fan beam technology The purpose was to gain statistical information about the relationship between the machines Thereby studies which started with the older pencil beam DXA machine can be continued with the newer Lunar iDXA To ensure the comparability of in vivo and carcass measurements 218 live pigs 21 pig half carcasses 20 live sheep and 17 complete sheep carcasses were scanned with both DXA machines The accuracy and the precision of the iDXA were analyzed with the Variable Composi tion Phantom VCP in combination with an aluminium spine phantom The results of this accuracy study were compared with the results of the dissertation of Ruge 2006 Ruge 2006 already analyzed the accuracy and the
127. ebung weitergegeben wird Wird eine Wechselspannung an den Kristall angelegt dehnt sich dieser abwechselnd aus und kontrahiert wieder Durch die beiden oben beschriebenen Vorg nge k nnen pie zoelektrische Kristalle nicht nur Ultraschallwellen aussenden sondern die reflektierten Wellen auch empfangen Alexander et al 2004 20 Ein Ultraschallger t besteht aus einem Schallkopf einem zentralen Steuerger t und dem Monitor Im Schallkopf Linear oder Sektorschallkopf befinden sich mehrere piezo elektrische Kristalle welche die Ultraschallimpulse in das Gewebe aussenden bzw die reflektierten Wellen aus dem untersuchten Gewebe empfangen Das zentrale Steuerge r t enth lt die f r die Ansteuerung ben tigte Elektronik Die reflektierten Schallwellen werden wie oben beschrieben vom Schallkopf empfangen und in elektrische Signale um gewandelt welche am Monitor in Form eines zweidimensionalen Bildes angezeigt werden Die Ger te stellen das Bild im selben Moment in dem die Organe sonographiert werden dar sodass eine Echtzeit Messung erfolgen kann Bewegungen wie die Darmperistaltik sind somit gut ersichtlich Alexander et al 2004 Die Ausbreitung der Schallwellen h ngt von der Eigenschaft des Gewebes ab F r die Ultraschalluntersuchung wird ein Frequenzbereich von 2 bis teilweise 100 MHz z B Kaspar et al 1999 verwendet Je tiefer die Schallwelle in das Gewebe eindringen muss desto niedriger wird die Frequenz gew hlt Dadurch
128. egen ber der K rperwaage minimal P gt 0 4 Tabelle 4 41 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der Schaf Schlachtk rper mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQp_smar und iDXAgranp Gesamtgewicht MW kg STABW kg VC K rperwaage 20 53 2 21 10 76 MW k rperwaage MWppx iq P_SMALL 0 52 0 13 0 37 MW k rperwaage MWipxa STAND 0 35 u 0 04 0 37 109 4 4 Genauigkeit und Pr zision des Lunar iDXA mit dem VCP Phantom und der Aluminium Wirbels ule 4 4 1 Modus Dick IDXA_Dick vs Hersteller 50 45 40 35 30 a iDXA_Dick 25 u 8 Herstellerangaben Gemessener Fettgehalt 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Referenz Fettgehalt Abbildung 4 21 Messergebnisse iDXApjcx vs VCP Herstellerangaben Tabelle 4 42 Messergebnisse des VCP mit dem iDXAp ck iDX Ap ck Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 8 13 23 48 45 35 Standardabweichung 0 15 0 10 0 30 VC 1 83 0 44 0 66 Um die Genauigkeit zu beurteilen m ssen die Messergebnisse mit dem wahren Wert der Messgr e verglichen werden Demnach wird die Differenz zwischen dem Mittel wert und dem vom Hersteller angegebenen Wert berechnet In diesem Modus zeigt die kleinste Fettstufe des Phantoms die gr te Genauigkeit Der Mittelwert der Messungen ist geringf gig unter dem Wert der Her
129. ei do Beh Oe Se ee eee Oe ee 107 4 20 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQp smar und iDXApick und STAND ee ee 108 4 21 Messergebnisse iDXApicx vs VCP Herstellerangaben 110 4 22 Messergebnisse iDXA srann vs VCP Herstellerangaben 111 5 1 Schematische Darstellung der unterschiedlichen Aufl sung der Ger te links DPX IQ Ee DKA 2 04 ous fA ede Era HS Sh dee EES 122 A 1 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und EEN 169 A 2 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQapno und WO ee Be ek we a ee A ee ee Sk we A 171 A 3 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAp ck rechts Skalierung eingeschr nkt von 50 bis 90 172 A 4 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und iDXAgranp rechts Skalierung eingeschr nkt von 60 bis 100 173 AA Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQapno und IDXADICK os pa ote aan euere end 174 Ap Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQapno und iIDXASTAND A a a a a He kk ek er 175 A T Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp LARGE und EEGENEN 177 A 8 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp LARGE und iDXAp ck und stann rechts Skalierung eingeschr nkt von 80 bis 100 ee eed ee dE EE EH 178 A 0 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DP
130. eichgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und iDXAp ck Mager g MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQP tarce 38317 25 2735 70 7 14 iDXAp ck 38233 35 2892 07 7 56 y 0 91x 3458 49 0 93 748 88 Diff 83 90 156 37 0 42 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse f r den Vergleich des DPX IQp Larcr mit dem iDXAp ck sind der Tabelle 4 25 zu entnehmen Die Punktewolke ist gleichm ig ent lang der Regressionsgerade verteilt siehe Abbildung 4 12 Die Gerade schneidet die Identit tslinie bei 38432 22 g Die Mittelwerte der einzelnen Ger te liegen nahe bei einander Die Messergebnisse des iDXA liegen in diesem Modus im Mittel minimal unter den Ergebnissen des DPX IQ P 0 9 Tabelle 4 26 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp LARGE und iDXAstqanp Mager g MW STABW Ne Regressionsgerade R RMSE o IO tarce 38317 25 2735 70 7 14 iDXAgranp 38114 50 2988 19 7 84 y 0 89x 4434 15 0 94 674 63 Diff 202 75 252 49 0 70 98 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse f r den Vergleich des DPX IQp Larcr mit dem iDXAsranp sind der Tabelle 4 26 zu entnehmen Auch hier ist die Punktewolke gleich m ig entlang der Gerade verteilt welche die Identit tslinie bei 40310 46 g schneidet Anhand der Mittelwerte wird ersichtlich dass die iDXA Werte in diesem Modus erwar tungsgem
131. eiden Tierarten mit jeweils R 0 99 f r das Magerweichgewebe und R 1 f r das Gesamtgewebe identisch Der lineare Zu sammenhang der Modi ist mit diesem Ergebnis hoch Die Regressionsgeraden verlaufen ann hernd parallel zur Identit tslinie Das berechnete Gesamtgewebe erzielte auch hier 115 mit R 1 das h chste Bestimmtheitsma 4 5 4 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von Schaf Schlachtk rpern Tabelle 4 47 Vergleich iDXAp ck vs IDXAsranp anhand von Schaf Schlachtk rpern Ss MW STABW M e Regressionsgerade R RMSE g Dick 2549 83 1021 52 40 06 _ Stand 2739 50 764 18 127 80 3 O Ton 822 02 0 97 269 22 Mager MW STABW yo Regressionsgerade R RMSE g Dick 36583 00 2072 48 567 _ 8 Stand 36497 83 1 2165 67 505 080 108 11 0 97 929 89 BME MW STABW Me Regressionsgerade R RMSE g Dick 1139 38 114 19 1002 _ Stand 117802 Imao 9 79 4 Hear 918 BMD VC MW STABW Regressionsgerade R RMSE g cm s S Dick 0 80 0 07 8 36 8 Sand 031 0 06 sac Y 0 977 0 04 0 87 0 02 eee MW STABW Me Regressionsgerade R RMSE g Dick 40272 22 2717 15 6 75 8 Stand TE RTE Ee E EE P Ge Die iDXA Modi Dick und Standard wurden anhand der Schlachtk rper der Schafe miteinander verglichen Hier wurde der Modus Dic
132. eise entlang der Scanlinie Die Bestimmung der Gewebezu sammensetzung erfolgt somit in nur einem Punkt zur gleichen Zeit Dieses punktf rmige Durchtasten des Messobjektes bedingt eine l ngere Messzeit die je nach Modus von 6 bis 58 Minuten betr gt 3 1 1 3 Detektor Technologie Lunar DPX IQ Abbildung 3 2 Der DPX IQ Detektor Schulungsunterlagen der Firma GE Germany Der Sensor des Lunar DPX IQ beinhaltet Natriumjodid welches die bei dem Detektor ankommenden Photonen zuerst in sichtbares Licht und anschlie end in ein elektrisches Signal umwandelt Jedes Photon erzeugt einen einzelnen Impuls dessen Amplitude di rekt proportional zu der Energie des R ntgenstrahles ist Mit der niedrigen Energiestufe 58 entstehen dadurch elektrische Impulse in der H he von 6 7 mV mit der hohen Ener giestufe entstehen elektrische Impulse von 10 mV Die Signalintensit t wird durch einen Photomultiplier verst rkt welcher eine variable Versorgungsspannung von bis zu 1000 Volt Gleichstrom besitzt siehe Abbildung 3 3 Nach der Verst rkung des Signals gibt es einen Kanal f r die High Counts und einen f r die Low Counts Anhand der H he des Signals kann zwischen den High Counts und Low Counts unterschieden werden Vereinfacht dargestellt gibt es f r den High Kanal und den Low Kanal verschiedene Fenster Je nachdem in welches Fenster der Impuls passt wird er als High oder Low Count ausgewerte
133. ekraft dieser Methode zur Sch tzung der In vivo und Schlachtk rperzusammensetzung beim Schwein Ohne Verwendung von Zusatzinformationen wie der Lebendmasse ergaben sich keine Korrelationen die h her waren als r 0 75 zwischen der chemischen Analyse und der Nah Infrarot Interaktanz Drei Faktoren welche die h heren Korrelationen der Messungen bei Menschen erkl ren werden in der Studie erl utert 1 exakt beschriebene anatomische K rperregionen der Menschen welche sich f r die Messung eignen 2 die wesentlich d nnere Hautdicke der Menschen 3 das in den meisten F llen geringere subkutane Fettgewebe der Menschen im Ge gensatz zum Schwein Als alleinige Methode ist daher die Nah Infrarot Interaktanz zur Bestimmung der K r perzusammensetzung beim Schwein nicht geeignet Allerdings ist es m glich mit zus tzli chen Hilfsmitteln wie Ultraschall eine Verbesserung dieser Methode zu erzielen Mitchell et al 2005 2 2 2 9 Sonographie Die Briider Curie entdeckten im Jahre 1880 den piezoelektrischen Effekt an Quarzkris tallen Die erste Verwendung des piezoelektrischen Effektes diente der Erzeugung von Ultraschallwellen Die piezoelektrischen Kristalle ver ndern bei Druck ihre Dichte und erzeugen dabei eine elektrische Spannung Beim Anlegen von elektrischer Spannung an die Kristalle werden diese wiederum in Bewegung versetzt Durch schnelle nderung der Spannung ger t der Kristall in Schwingung welche an die Umg
134. en Da die einzelnen Schweine zum Teil einen gro en Gewichtsunterschied aufwiesen wurden die Schweine zus tzlich in drei Gewichtsklassen eingeteilt und entsprechend analysiert Dadurch konnte man feststellen ob einer der beiden Modi des iDXA in bestimmten Gewichtsbereichen besser mit dem Modus Adult Normal des DPX IQ korreliert Die Tabelle 3 4 zeigt die verschiedenen Modi welche miteinander verglichen wurden mit der Anzahl und dem Gewicht der Tiere in diesen Gruppen Tabelle 3 4 Anzahl und Gewicht der Schweine in den jeweiligen Modi DPX IQ vs iDXA Anzahl der Schweine Gewicht Adult Normal vs Dick 202 59 132 Adult Normal vs Standard 40 59 99 Die einzelnen Gewichtsklassen zu den jeweiligen Modi sind in der folgenden Tabelle ersichtlich Tabelle 3 5 Anzahl der Schweine in den jeweiligen Gewichtsklassen und Modi Gewichtsklassen Adult Normal vs Dick Adult Normal vs Standard lt 80 kg 56 Schweine 23 Schweine 80 100 kg 101 Schweine 17 Schweine gt 100 kg 45 Schweine 0 Schweine Zus tzlich wurde die Studie um einen Vergleich der zwei verwendeten iDXA Modi er weitert Dazu wurde auf die vorhandenen Messdaten zur ck gegriffen welche in Kapitel 4 5 1 ausgewertet wurden Insgesamt wurden f r diesen Teil der Studie 24 Schweine untersucht 67 3 4 Der Versuchsablauf bei den Eberschlachtk rperh lften Die
135. en Fett und Magergewebe im speziellen zwischen Weichgewebe 22 und Knochen Der Kontrast zwischen verschiedenen Geweben und Organen innerhalb der Weichgewebekategorie ist im Verh ltnis zur Magnetresonanztomographie deutlich eingeschr nkt Der Patient liegt zur Untersuchung auf dem Patiententisch Die R ntgenr hre emittiert die R ntgenstrahlen w hrend sie mit dem gegen berliegenden Detektor um 360 um den Patienten rotiert Dies geschieht schrittweise in 1 oder 0 5 Schritten sodass z B 360 oder 720 mal ein Signal ausgesendet wird Auf dieser Weise werden pro Schicht verschiedene Ansichten erzeugt Die R ntgenstrahlen passieren den Patienten und wer den je nach Gewebezusammensetzung unterschiedlich stark absorbiert oder gestreut Die Detektoren messen die End Intensit t der R ntgenphotonen Anschlie end wird ein elektrisches Signal erzeugt und in Zahlenwerte konvertiert Mit Hilfe mathematischer Berechnungen wird jeder Zahlenwert einem bestimmten Pixel zugeordnet Der Zahlen wert ist von dem Gewebe abh ngig und reicht von 1000 kortikaler Knochen bis 1000 Luft Hounsfield Einheiten HV Die Zahl 0 wird Wasser zugeordnet Scholz 2002 Alexander et al 2004 Leymaster 1986 Die neuesten Ger te enthalten ber 8 Detektoreinheiten welche gleichzeitig um den Patienten kreisen Die Standardumdrehungszeit dieser Mehrzeilen Spiral CT Ger te be tr gt 0 75 Sekunden wobei bei einer Scanl nge von 16 bis 1440 mm von 41 bi
136. en Pansen der Wiederk uer beeinflusst wurde wird nachfolgend n her auf die Untersuchung der Schaf Schlachtk rper eingegangen Eine weitere M glichkeit f r die Erkl rung dieser Abwei chung stellt die Verwendung verschiedener DPX IQ Modi dar welche auch Unterschiede in der Auswertelogik haben k nnten 5 7 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Small mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand der Schaf Schlachtk rper als Tiermodell 5 7 1 bersicht der verschiedenen Messgr en 5 7 1 1 Fettgewebe g Die Regressionskoeffizienten bei dem Vergleich des DPX IQ P diatrie Small mit dem iDXA sind in beiden Modi des iDXA Dick und Standard h her R 0 91 und R 0 75 als die Regressionskoeffizienten bei dem Vergleich der beiden Ger te mit Hilfe lebender Schafe R 0 66 und R 0 65 Dieses Ergebnis wird mit dem Fehlen der Eingeweide bei den Schlachtk rpern begr ndet Pearce et al 2009 erhielten in ihren Untersuchungen ebenfalls eine h here Beziehung zwischen den Schlachtk rperuntersu chungen mit DXA und der chemischen Analyse R 0 86 als zwischen den Unter suchungen lebender Schafe und der chemischen Analyse R 0 70 Sie begr ndeten dieses Ergebnis mit dem Fehlen der Inneren Organe des Blutes und des Mageninhaltes Die Beziehung der Ergebnisse ist bez glich der Fettgewebemessung im Rahmen des Vergleiches von DPX IQp smart und iDXAp ck am h chsten Die Steigung dieser Re g
137. en ebenfalls als Versuchstiere f r die Osteoporose Forschung verwendet allerdings eignen sich diese Tiere auch hervorragend f r die Erforschung von Knochenre generierung nach Knochendistraktion und f r Beobachtungen der Interaktion zwischen Knochengewebe und Implantaten Jiang et al 2011 Abbaspour et al 2009 Die Verwendung von Katzen ist limitiert nicht zuletzt wegen der ffentlichen Inakzep tanz diese Heimtiere f r Forschungszwecke zu nutzen Nur wenige Studien mit DXA existieren in denen die Katze als Versuchstier dient In einer der wenigen Studien unter suchten Turner et al 1995b die Knochenmineraldichte mit der Dualenergie R ntgen absorptiometrie bei Katzen mit Mucopolysaccharidose Das Ergebnis der Studie ergab eine signifikante Korrelation zwischen der Knochenmineraldichte und der histomorpho metrischen Bestimmung des Knochengewebes F r Tiere deren Gr e die der Katze berschreiten wird die spezielle Software mit der besseren Aufl sung nicht ben tigt Die Geschwindigkeit mit der sich der Scanner Arm ber das Objekt bewegt ist dementsprechend schneller allerdings ist die Untersuchungs zeit trotzdem von der Gr e des Tieres abh ngig Grier et al 1996 Der Hund ist als Versuchsobjekt f r die Osteoporose Forschung weniger geeignet da die signifikante Entwicklung von Osteopenie und Osteoporose durch Ovariektomie fehlt Dennoch gibt es Studien mit ovariektomierten Hunden ber die Osteoporose in ers ter
138. en s oni ma wai a ee ee a 3 2 1 2 Der F cherstr hl Ae A u 4s Ren er es 3 2 1 3 Detektor Technologie Lunar iDXA 3 2 1 4 Multi View Image Reconstruction Software Geelen Mod se Yen ob SA aaa wann 3 3 Der Versuchsablauf bei den Schweinen 32 1 Die Dedierune s so soes ob e dora ea rara ee OY oS 3 3 2 Die Lagerung aa u u da aa a ae eS ee ee Be neue 3 3 3 Die Scan Modi e AE pepante prad eia AA 3 4 Der Versuchsablauf bei den Eberschlachtkorperhalften 3 5 Der Versuchsablauf bei den Schafen 3 5 1 Die Bedierung A Ae Ae e eee eb pe A AA aes Die Lagerung sse 2 ooe ge de e ches oe bos a Go Die Scan Modi 242 5 24 wre ae da ee E a a 3 6 Der Versuchsablauf bei den Schlachtk rpern der Schafe l Kn EE 3 8 Untersuchungen mit dem Variable Composition Phantom 3 8 1 Phanlombestandtele 24a 222 2 22 420 a 20200 62 48 3 8 2 Phantomaufbau und Positionierung AN za 2 a 4 4 3 8 3 Scanvorgang mit dm VCP sa wa 20a weh a nn 3 9 Statistische Analyse der Ergebnisse 2 22 2 nn 3 9 1 Die lineare Regressionsanalyse 3 9 2 Mittelwert Standardabweichung und Variationskoeffizient Ergebnisse 4 1 Vergleich des Lunar DPX IQ Adult Normal mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell 4 1 1 Fettgewebe g u a ZS 824 oS enh ee ee ra ne 4 1 1 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick
139. enden Schweinen Landbauforschung V lkenrode 127 106 109 1994 R H Nord and R K Payne Body composition by dual energy X ray absorptio metry a review of the technology Asia Pacific J Clin Nutr 4 167 171 1995 164 B Oldroyd A H Smith and J G Truscott Cross calibration of GE Lunar pencil and fan beam dual energy densitometers bone mineral density and body composition studies European Journal of Clinical Nutrition 57 977 987 2003 K Pearce G Gardner M Ferguson N Smith J Greef and D Pethick Dual x ray absorptiometry accurately predicts carcass composition from live sheep and chemical composition of live and dead sheep Meat Sci 81 1 285 293 2009 A Pietrobelli C Formica Z Wang and S B Heymsfield Dual energy X ray absorptiometry body composition model review of physical concepts the American Physiological Society pages 941 951 1996 A Pietrobelli Z Wang C Formica and S B Heymsfield Dual energy X ray Absorptiometry fat estimation errors due to variation in soft tissue hydratation Am J Physiol Endocrinol Metab 274 808 816 1998 S J Pintauro T R Nagy C M Duthie and M I Goran Cross Calibration of fat and lean measurements by dual energy X ray absorptiometry to pig carcass analysis in the pediatric body weight range Am J Clin Nutr 63 293 298 1996 A Polito J Parizkova E Toti and A Ferro Luzzi The measurement of body composition by infrared interac
140. er Messergebnis se auf der besseren Aufl sung des iDXA beruhen Dadurch ist iDXA in der Lage die Knochen Weichgewebegrenze genauer zu bestimmen Bei einer gr beren Aufl sung wie beim DPX IQ werden Pixel mit einem geringen Knochenanteil komplett zum Knochen gewebe oder zum Weichgewebe gez hlt Obwohl laut Hersteller durch die berlappung der Bilder und die spezielle Software der Vergr erungseffekt des Fan Beam Ger tes minimiert wird kann eine Verzerrung nicht ausgeschlossen werden Die Steigung der beiden Regressionsgeraden des Knochenmineralgehaltes ist gr er als 1 siehe Kapitel 4 1 3 auf Seite 85 Die Messpunkte entfernen sich im h heren Gewichts bereich ebenfalls weiter von der Regressionsgerade weswegen auch hier die Ergebnisse in verschiedene Gewichtsklassen eingeteilt wurden Auff llig ist die Tatsache dass die Regressionskoeffizienten in allen Gewichtsklassen beim Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXApjcx deutlich schlechter sind als der Regressionskoeffizient f r die gesamte Gruppe Gesamte Gruppe R 0 75 vs lt 80 kg R 0 53 80 100 kg R 0 51 gt 100 kg R 0 37 Die Ursache f r die geringeren R Werte innerhalb der Gewichts gruppen liegt haupts chlich in der verminderten Variation im Vergleich zur kompletten Stichprobe Am wenigsten korrelieren die Ger te bei der Messung der Versuchstiere mit einem K rpergewicht von gt 100 kg Bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem 128 iDX Asranp sin
141. er Mittelwerte ersichtlich dass iDXA das Fettgewebe im Vergleich zum DPX IQ in beiden Modi minimal bersch tzt 5 6 1 2 Magerweichgewebe g Die bereinstimmung zwischen den beiden Ger ten ist im Bezug auf das Magerweichge webe deutlich h her Die Regressionskoeffizienten betragen R 0 93 f r den Vergleich 133 des DPX IQp tarce mit dem Modus Dick des iDXA und R 0 94 f r den Vergleich mit dem Modus Standard des iDXA Die Steigung der Geraden ist ann hernd gleich Die Mittelwerte liegen bei dem iDXAp ck bei 38233 35 g und bei dem iDXAsrann bei 38114 50 g Dies best tigt den geringen Unterschied zwischen den beiden Modi Dick und Standard des iDXA P gt 0 8 Die Mittelwerte der iDXA Messungen liegen in beiden Modi Dick und Standard tendenziell unter den Mittelwerten der Messergebnisse des DPX IQp Large Des weite ren wird deutlich dass die Regressionsgeraden die Identit tslinie in einem Punkt schnei den welcher sich nahe zu den Mittelwerten befindet Anhand der Mittelwerte ist zus tz lich die H he der durchschnittlichen Differenz der Messungen sichtbar welche bei dem Vergleich des DPX IQ mit dem iDXA zwischen 83 90 g Modus Dick und 202 75 g Modus Standard liegt Pearce et al 2009 untersuchten in ihrer Studie die Vorhersagbarkeit der K rperzu sammensetzung lebender Schafe mit Hilfe von DXA in Bezug auf deren Schlachtk rper zusammensetzung Diese wurde ebenfall
142. er einzelnen Methoden zur Be stimmung der K rperzusammensetzung Modifiziert nach Scholz und Bau lain 2009 und Scholz 2002 Anwendbarkeit Methodik Vorteile Nachteile im Veterin r und Nutztierbereich Standardmessverfahren setzt den Tod des zu CA zur Bewertung untersuchenden ek anderer Methoden Objektes voraus hohe Genauigkeit Genauigkeit hohe Kosten aufwendige relativ langsame Messtechnik NAA Gebrauch an ionisierender Strahlung technische Expertise n tig er geringe Kosten Anwendbarkeit bei Tieren f einfache Anwendung nur begrenzt m glich keine Belastung durch hohe Anschaffungskosten ionisierende Strahlung Variationen in der Genauigkeit durch UWW Entwicklungsstatus Reife LVP AP Alter K rperverfassung Gesundheit Residual volumen in der Lunge und Gase im Verdauungstrakt kurze Untersuchungs aufwendige Technik RG zeiten m glich weiter hohe Kosten K rpergr enbereich CA Chemische Analyse NAA Neutronenaktivierungsanalyse Ant Anthropometrie UWW Unter wasserw gung LVP Luftverdr ngungs Plethysmographie AP akustische Plethysmographie K G Kalium Gammaspektrometrie 51 Anwendbarkeit Methodik Vorteile Nachteile im Veterin r und Nutztierbereich einfache Handhabung Genauigkeit abh ngig von kurze Untersuchungs Variablen wie zeiten K rperhaltung portabel Hydrierungszustand
143. ergleich des DPX IQp smart mit dem iDX Ap ck ist mit 1 04 ann hernd parallel zu der Identit tslinie siehe Abbildung 4 18 Der Schnittpunkt mit der Identit tslinie liegt bei 11 53 g Die DX Ap ck Messwerte liegen im Mittel unter denen des DPX IQ P 0 5 Der lineare Zusammenhang ist etwas gr er als der lineare Zusammenhang bei dem Vergleich des DPX IQp smaru mit dem iDXAgranp Der Schnittpunkt dieser Gerade mit der Identit tslinie befindet sich bei 1242 87 g Auch hier liegen die iDXA Werte im Modus Standard gr tenteils unter denen des DPX IQ P 0 2 4 3 4 Knochenmineraldichte BMD g cm DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_SMALL vs iDXA_DICK und _STAND BMD g cm BMD g cm 1 200 1 200 E m DPXQvs m DPXIQvs 1 000 e iDXA_DICK E iDXA_DICK KT 0 800 Datenreihe DPXIQ 1 000 Datenreihe DPXIQ ie vs iDXA_DICK ie E vs iDXA_DICK X 0 600 a a DPXIQvs a o DPXIQvs 0 400 iDXA_STAND 0 800 iDXA_STAND 0 200 Datenreihe DPX1Q Datenreihe DPXIQ vs iDXA_STAND vs iDXA_STAND 0 000 0 600 0 000 0 200 0 400 0 600 0 800 1 000 1 200 0 600 0 800 1 000 1 200 iDXA iDXA Abbildung 4 19 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp smaALL und iDXAp ck und STAND rechts Skalierung einge schr nkt von 0 6 bis 1 2 g cm Tabelle 4 38 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp_smar und iDXAp ck und STAND
144. ergleich iDXAgtanp vs iDXApicx anhand lebender Schweine A 20 Vergleich DX Ap ck vs iDXAgranp anhand Eberschlachtk rperh lften A 21 Vergleich DN Ap ck vs iDXAsranp anhand lebender Schafe A 22 Vergleich DX Ap ck vs iDXAgranp anhand Schaf Schlachtk rper XVI B B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 VCP Messergebnisse f r Adult Normal mit Wirbels ulenphantom GE D rat ae ed ee Os Re Oe ee Bee ERE A CA EA VCP Messergebnisse f r Adult Schnell mit Wirbels ulenphantom GE BAe eae ee hes er ete BS ee ee ee Oe ee oe e VCP Messergebnisse f r Adult Screening mit Wirbels ulenphantom GE MIA E Be ae ent Gee A EE Beets Tre e de E ee VCP Messergebnisse f r P diatrie Small mit Wirbels ulenphantom GE Felge A a Ah e EE E ee SE AIR VCP Messergebnisse f r P diatrie Medium mit Wirbels ulenphantom GE L nar peo onde e a na ee hoe a ae a ee ee VCP Messergebnisse f r P diatrie Large mit Wirbels ulenphantom GE AE s ae ee re ea Sh Eee XVII Abk rzungsverzeichnis A A_NORMAL Am Ant AP AUTOFOM BFFM BIA BMC BMD BMI Ca CA CAT Ce Cl CT Diff DOS DXA DPX IQ FFM GE iDXA IQ Bezeichnung f r die Acrylbl cke des VCP Name fiir den Modus Adult Normal des VCP Americium Anthropometrie Akustische Plethysmographie vollautomatisches Klassifizierungsverfahren mit 16 Ultraschall messk pfen zur Sch tzung des Muskelfleischanteils am Schwein
145. ertank oder in gewebe quivalentem Material gebettet Cameron und Sorenson 1963 Lukaski 1987 Das parallele Messen von Knochenmineralgehalt und Weichgewebe wurde erst durch die Dual Photon Absorptiometrie m glich Hier ist eine Gadolinum Quelle in einem Ganzk rper Scanner eingebaut welche Energiemaxima in 2 diskreten Stufen 44 und 100 keV aussendet Gegen ber der Gadolinum Quelle ist der Detektor platziert Beide bewegen sich gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von 1 cm s entlang des K rpers und sammeln in 0 5 cm Abschnitten Daten Der Scanner ist mit einem Computer verbunden welcher die Daten auswertet Lukaski 1987 In den 1970er Jahren wurde die Gadolinum Quelle durch einen R ntgengenerator ersetzt Die neue Technik wurde als Dualenergie R ntgenabsorptiometrie bezeichnet Der R ntgengenerator brachte viele Vorteile Dazu geh rten eine h here Bildaufl sung eine h here Pr zision Variationskoeffizient bei in vivo Messungen 1 vs 3 eine k rzere Scanzeit 5 min vs 20 min und eine geringere Strahlendosis Au erdem war der Austausch der Radionuklid Quelle bei der Dual Photon Absorptiometrie sehr teuer und streng limitiert Sartoris und Resnick 1989 Pietrobelli et al 1996 Mazess et al 1990 Grier et al 1996 F r DXA Ger te gibt es verschiedene Hersteller welche unterschiedliche Techniken ver wenden um die 2 erw nschten Energie Peaks zu erhalten Genaue Details zu der Funk 2 tionswe
146. erte minimal ber denen des DPX IQp tarce P 0 4 Tabelle 4 24 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp Larcr und iDXAgranp Fett g MW STABW Ke Regressionsgerade R RMSE o IQP tarce 2645 20 1016 51 38 43 iDXAgranp 3065 80 1010 51 32 96 y 0 81x 167 24 0 65 621 73 Diff 420 60 6 00 5 47 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse fiir die Beziehung zwischen den Fettgewebe Messwerten des DPX IQp zarcz und des iDXAgranp sind der Tabelle 4 24 zu ent nehmen Die Regressionsgerade schneidet die Identitatslinie bei 880 21 g Im Mittel liegen die iDXA Messwerte ber denen des DPX IQ P 0 2 97 4 2 2 Magerweichgewebe g DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND Mager g Mager g 50000 50000 45000 m DPXIQvs m DPXIQvs a000 iDXA_DICK iDXA_DICK 45000 35000 Datenreihe DPX Ui Datenreihe DPX lQvs lQvs g 30000 iDXA DICK g iDXA_DICK x 25000 X 40000 ow D 20000 KEEN Z DPXIavs iDXA_STAND iDXA_STAND 15000 35000 10000 Datenreihe DPX Datenreihe DES lQvs lQvs 5000 iDXA_STAND iDXA_STAND 0 30000 O 10000 20000 30000 40000 50000 30000 35000 40000 45000 50000 iDXA iDXA Abbildung 4 12 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp tarce und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 30000 bis 50000 g Tabelle 4 25 Vergleich der Magerw
147. es Gesamtgewebes g zwischen DPX IQp tance und iDXAgranp e 103 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schafe mit den Ergebnissen der DXA Gerate DPX IQp LARGE und iDXAgranp DECHE an ee Gp Ses Be ee ee Ge ee Ge ae a ee E 103 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp smar und iDXADICK und STAND sb ee ER Ae eee ores OS SE oe ee 104 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQp oua11 und iDXADICK und STAND Ae oko aha hend 105 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQP SMALL und iDXAp ck und STAND u ou u a ee ee EE 106 XIV 4 38 4 39 4 40 4 41 4 42 4 43 4 44 4 45 4 46 4 47 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 A A2 A3 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQp San und iDXADICK und STAND rare ie Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQp smar und iDXADICK und STAND oa Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der Schaf Schlachtk rper mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQp smar und ID RAE ee oe eee ere Er E RE ee Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der Schaf Schlachtk rper mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQp smar und iDXAsrTanp 2 aa ae EE AE A E d Messergebnisse des VCP mit dem iDXApick Messergebnisse des VCP mit dem iDXAstanD 2 222 22
148. eschlachtk rper Knochen und fettgewebefreie Masse bone and fat free mass Bioelektrische Impedanzanalyse Knochenmineralgehalt Bone Mineral Content Knochenmineraldichte Bone Mineral Density Body Mass Index Kohlenstoff Kalzium Chemische Analyse Computed Axial Tomography Cerium Chlorid Computer Tomographie Differenz Disc Operation System Betriebssystem fiir Microsoft Dualenergie R ntgenabsorptiometrie Name des Pencil beam Ger tes Fettgewebefreie Masse fat free mass Bezeichnung f r die PVC Auflagen beim VCP General Electrics Wasserstoff Hydrogen Jod Name des Fan beam Ger tes K rzel f r DPX IQ XVIII K Ke KGW Krea K Schale L LVP Meth Mg MRT MW N Na NAA Nal NIR P P_LARGE P_SMALL QDR RMSE ROI R Wert T Tissue US ul UWW VC VCP Verd vs W Kalium Kalium Gammaspektrometrie Korpergewicht Kreatininausscheidungsanalyse Kernschale eines Atoms K rzel f r Lendenwirbel Luftverdr ngungs Plethysmographie Methylhistidin Ausscheidungsanalyse Magnesium Magnetresonanztomographie Mittelwert Stickstoff Nitrogen Natrium Neutronenaktivierungsanalyse Natrium Jodid Nah Infrarot Interaktanz Phosphor Modus Padiatrie Large des DPX IQ Modus P diatrie Small des DPX IQ Name eines Hologic DXA Ger tes Standardschatzfehler root mean squares error Region of Interest Verhaltnis des Massenschwachungskoeffizienten der niedrigen Energi
149. ession V Non invasive Techniques for Car cass Evaluation Lillehammer Norway 25 29 August 1996 159 J R Cameron and J Sorenson Measurement of bone mineral in vivo Science 42 230 232 1963 G Castro B A Wunder and F L Knopf Total body electrical conductivity TOBEC to estimate total body fat of free living birds The Condor 92 496 499 1990 G Q Chen S Wang and S Y Hu Osteoporosis increases chondrocyte prolife ration without a change in apoptosis during fracture healing in an ovariectomized rat model Mol Med Report 5 1 202 206 2012 J M Conway K H Norris and C E Bodwell A new approach for the estimation of body composition infrared interactance Am J Clin Nutr 40 1123 1130 1984 N J Crabtree N J Shaw and C M Boivin Pediatric in vivo cross calibration between the GE Lunar Prodigy and DPX L bone densitometers Osteoporosis Interna tional 16 2157 2167 2005 S R Cummings J L Kelsey N C Nevitt and K J O Down Epidemiology of osteoporosis and osteoporotic fractures Epidemiol Rev 7 178 208 1985 P Deurenberg and Y Schutz Body Composition Overview of Methods and Future Directions of Research Ann Nutr Metab 39 325 333 1995 E Diessel T Fuerst C F Njeh F Tylavsky J Cauley M Dockrell and H K Genant Evaluation of a new body composition phantom for quality control and cross calibration of DXA devices J Appl Physiol 89 599 605 2000 S J
150. essungen bereinan dergestapelt Der Aluminiumkopf besitzt zwei Vertiefungen welche die Augen imitieren Bei der Positionierung des Kopfes wurde die Fl che mit den Vertiefungen nach oben platziert Die Kontaktfl che des Kopfes befand sich mittig an der L ngsseite des Acryl blockes Auf dem obersten Acrylblock wurden die d nnen Auflagen passgenau gestapelt Die Aluminiumwirbels ule wurde mittig auf die d nnen Auflagen gelegt und zwar so dass sie eine Verl ngerung des Kopfes bildete Au erdem war sie parallel zu den Au en 72 kanten des Acrylblockes ausgerichtet siehe Abbildung 3 11 Abbildung 3 11 Der richtige Aufbau des Variable Composition Phantoms Drei verschiedene Konfigurationen konnten mit Hilfe der d nnen Auflagen erreicht wer den Die PVC Auflagen wurden mit den Buchstaben G1 G3 bezeichnet die Vinylauflage erhielt den Buchstaben W Die Reihenfolge der Auflagen spielte keine Rolle Tabelle 3 8 Fettkonfigurationen mit dem Variable Composition Phantom Konfig A High Fat Konfig B Medium Fat Konfig C Low Fat Gl G1 G2 W G1 G2 G3 W In der Bedienungsanleitung ist die Positionierung des VCP genau vorgeschrieben Das Phantom wurde mittig auf dem Scannertisch platziert und zwar so dass sich der Alu miniumkopf 2 5 cm weit entfernt von der Startposition befand VCP Instruction 73 Abbildung 3 12 Positionierung des Variable Composition Phantoms 3 8 3
151. estimmen Wegen der Reproduzierbarkeit der kurzen Untersuchungs dauer und der einfachen Handhabung wird DXA nach Meinung der Autoren eine Stan dardanalyse f r die Knochenmineraldichte bei gr eren Tieren wie Schafen darstellen In der Studie von Pouilles et al 2000 wurden 5 Zibben mit Hilfe des DXA Instrumentes Lunar DPX L untersucht Der Knochenmineralgehalt und die Knochenmineraldichte der Lendenwirbels ule wurden durch 5 maliges Scannen ber einen Zeitraum von einem Monat bestimmt Anschlie end wurden die Tiere get tet und die Lendenwirbels ule wurde pr pariert wieder mittels DXA in einem Wasserbad gemessen und anschlie end verascht um Referenzwerte zu erhalten Die Autoren fanden eine hohe lineare Korrelation zwischen den in vivo und ex vivo Messungen f r die Knochenmineraldichte r 0 98 und f r den Knochenmineralgehalt r 0 97 P gt 0 05 F r die Genauigkeit wurde der Knochenmineralgehalt mit dem Gewicht der Asche verglichen Die Korrelation ergab einen Wert von r 0 98 mit einem Fehler von 5 6 Nach Meinung der Autoren stellt DXA eine pr zise und genaue Methode zur Messung des Knochenmineralgehaltes und der Knochenmineraldichte dar 50 2 3 7 Vor und Nachteile der Methoden zur Messung der K rperzusammensetzung In der nachfolgenden Tabelle werden f r die oben beschriebenen Methoden die Vor und Nachteile erg nzt und bersichtlich dargestellt Tabelle 2 3 Zusammenfassung der Vor und Nachteile d
152. estufe zum Massenschwachungskoeffizienten der hoheren Energiestufe Rontgenschwachungskoeffizient Selen Samarium Erklarte Streuung Sum of Squares Explained Residualstreuung Sum of Squares Residuals Gesamtstreuung Sum of Squares Total Standardabweichung Modus Standard des iDXA Spin Gitter Relaxation longitudinale Relaxation Spin Spin Relaxation transversale Relaxation 12 Thorakalwirbel Gesamtk rperleitf higkeit Total Body Electrical Conductivity Total Tissue Gesamtgewebe Ultraschall unter Umstanden Unterwasserwagung Variationskoeffizient Variable Composition Phantom Verd nnungsanalyse versus Bezeichnung f r die Vinylauflage beim VCP XIX Symbolverzeichnis m len oo Massenanteil des i Komponenten Funktion Hounsfield Einheiten Anfangsintensit t der R ntgenstrahlen Endintensit t der R ntgenstrahlen Dicke einer Substanz bei einer Messung legen die R ntgen strahlen diese Weg L nge durch den K rper zur ck Absorber Masse Anzahl Signifikanzniveau Korrelationskoeffizient Bestimmtheitsma Regressionskoeffizient Sievert Achsenabschnitt Steigung zufalliger Fehlerterm bei einer Funktion linearer Schwachungskoeffizient Massenschwachungskoeffizient Dichte einer Substanz K rperdichte g ml Standardabweichung der Schatzstatistik prognostizierter Wert Mittelwert von Yi n allgemeines Symbol f r den Mittelwert XX 1 Einf hrung F r die Messung der K rperzusammense
153. ewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert A T Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQapno und WO epi wi Ae Bol Fe eed eee eae GRE BELA A 8 Vergleich der Magerweichgewebemessungen mittels DPX IQapno und iDXAgqanp nach Gewichtsklassen sortiert A 9 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IO coy Und IDXADIOK ee be a re A 10 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen mittels DPX IQapno und iDXApicx nach Gewichtsklassen sortiert 2 22222222 A 11 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX TQapno und iDXASTAND oa a a a A 12 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen mittels DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert A 13 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp LARGe und EEGEN A LJ Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp LarcE und iDXApick und STAND 3 u a a ua a a an Ha aa a aa aha A 15 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX De tance und iDXADICK und STAND a een A 16 Vergleich der Fettgewebemessungen zwischen DPX IQp smaru und OS eres an a se a en an br ae A 17 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp smaArL und iDXApick und STAND u a a cu a a a an na a an an A 18 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen zwischen DPX IQp smar und iDXADICK und STAND d Ee oo eee amp ae BE A 19 V
154. f hren sie die Fehlerquelle der exakten Positionierung auf Asch und Roby 1995 verwendeten f r ihre Studien 2 Vo gelarten Spatz und Star mit einem durchschnittlichem K rpergewicht von 28 4 g und 83 7 g Sie erzielten schlechtere Ergebnisse als ihre Vorg nger Die TOBEC Messungen 16 waren nicht pr zise genug um selbst gro e Schwankungen z B 100 im Fettgehalt zu erfassen Durch diese Studie wurde ersichtlich dass die Pr zision dieser Methode sehr sensibel auf das Verh ltnis von K rpergr e zu Spulengr e reagiert Durch die oben aufgef hrten Probleme wie die unterschiedliche Geometrie der Tiere der K rpertemperatureinfluss die Positionierung der Tiere sowie die Schwierigkeit der Mes sung bei Bewegung der Tiere findet die TOBEC Methode in der Lebendtierbewertung nur wenig Anwendung Scholz 2002 Mitchell und Scholz 2001 2 2 2 6 Kreatininausscheidungsanalyse und 3 Methylhistidin Ausscheidungsanalyse Kreatinin entsteht in der Leber und in der Niere durch eine nicht enzymatische Hydro lyse aus intrazellul rem Kreatin und Phosphokreatin Kreatin befindet sich hauptsach lich in der Form von Phosphokreatin zu 98 in der Skelettmuskulatur Borsook und Dubnoff 1947 Niekerk et al 1963 Heymsfield et al 1983 Lukaski 1987 Scholz 2002 Phosphokreatin dient der Muskulatur als Energiespeicher womit die Gesamt menge des Kreatins von der Muskelmasse abh ngt Die Exkretion von Kreatinin findet zum gr
155. f llt werden Ellis 2000 1 Der Indikator nimmt das selbe Verteilungsvolumen ein wie das entsprechende Kom partiment 2 die Verteilung erfolgt gleichm ig 3 w hrend der quilibrierungszeit findet keine Metabolisierung statt 4 die Verteilung des Indikators erfolgt relativ schnell Des weiteren darf der Indikator nicht toxisch sein und im Falle von K rperwasser muss er auf die gleiche Art und Weise durch den K rper verstoffwechselt werden Scholz und Bau lain 2009 Als Indikatoren k nnen zum Beispiel Antipyrin radioaktives Tritium Oxid Oxygen oder Deuterium Oxid verwendet werden Die Methode der Analyse h ngt von der Wahl des Indikators ab Es gibt mehrere M glichkeiten die Konzentration des In dikators in der Fl ssigkeitsprobe zu bestimmen F r Deuterium Oxid welches der am h ufigsten verwendete Indikator f r die Messung des Gesamtk rperwassers ist wird die Analyse der Probe haupts chlich mittels Infrarotspektroskopie durchgef hrt Lukaski et al 1985 Ellis 2000 Scholz und Baulain 2009 18 Die Analyse der K rperzusammensetzung mit Hilfe der Verd nnungsmethode basiert auf dem Prinzip dass das Gesamtk rperwasser mit ca 74 bei einem Variationskoefh zienten von 2 eine anteilsm ig fixe Fraktion der fettfreien Masse in ausgewachsenen S ugetieren darstellt Wang et al 1999 Scholz 2002 ber die Konzentration des Indikators in der 2 Probe wird das Volumen des K rperkompartiments berech
156. f r weitere Studien angewendet werden Anhand der Untersuchungen mit dem VCP konnte festgestellt werden dass der iDXA trotz k rzerer Scan Zeit in der Lage ist pr zisere und genauere Ergebnisse zu ermitteln als der DPX IQ Die Ergebnisse bez glich des DPX IQ wurden daf r aus der Dissertation von Ruge 2006 entnommen Demnach kann bei einem Wechsel der DXA Ger te ein Fan Beam Ger t wie der iDXA empfohlen werden 151 6 Zusammenfassung Ziel dieser Arbeit war es die Beziehung zwischen den Messergebnissen der Ger te Lunar DPX IQ und Lunar iDXA der Firma General Electrics zu berpr fen Dies wurde durch den Wechsel der Ger te am Lehr und Versuchsgut in Oberschlei heim n tig um Stu dien welche mit dem lteren Ger t Lunar DPX IQ begonnen wurden mit dem Lunar iDXA weiterf hren zu k nnen Um die Vergleichbarkeit bei in vivo Messungen zu ge w hrleisten wurden 218 lebende Schweine 21 Eberschlachtk rperh lften und 20 lebende Schafe sowie 17 Schaf Schlachtk rper jeweils mit beiden Ger ten gescannt Die Genau igkeit und die Pr zision des iDXA wurde mit einem Variable Composition Phantom in Kombination mit einer Aluminium Wirbels ule getestet Diese Ergebnisse wurden mit denen aus der Dissertation von Ruge 2006 verglichen da die Autorin bereits mit dem selben Phantom die Genauigkeit des DPX IQ berpr fte Zus tzlich wurde mit Hilfe der verschiedenen Versuchstierarten die Beziehung zwischen den Messergebni
157. gen verbessert wird Au erdem berlappen sich die F cherstrah lenbilder auf H he des Patiententisches Bei herk mmlichen Fan Beam Systemen mit einem breiten Abtastwinkel erh lt man bei Patientenmessungen eine gewisse Ungenau igkeit verursacht durch einen Verzerrungs und Vergr erungsfehler Objekte w rden abh ngig von der Breite des Strahles vergr ert werden in der Mitte weniger am Rand mehr siehe Abbildung 3 6 Diese Fehler entstehen aufgrund unterschiedlicher Patien tenanatomie da der Abstand der Wirbels ule oder der H fte von der Tischoberfl che zum Teil erheblich variiert Bei dem iDXA wird dieser Fehler durch die berlappung und der Software welche die Bilder rekonstruiert minimiert iDXA 2010 Handbuch und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 62 d lu Abbildung 3 6 Gegen berstellung des wide angle und narrow angle Fan Beams Schulungsunterlagen der Firma GE Germany 3 2 1 3 Detektor Technologie Lunar iDXA Der Detektor besteht aus vier Sensorplatten Monolithen die zwischen den Photonen mit der hohen Energiestufe und der niedrigen Energiestufe unterscheiden Jeder Monolith ist ein Cadmium Zink Tellurit Sensor welcher jeweils aus 16 Sensorfeldern aufgebaut ist Diese sind wiederum in zwei Reihen zu acht Feldern angeordnet um die Messgenauigkeit zu erh hen Da der Detektor vier Monolithen besitzt ergeben sich daraus insgesamt zwei Reihen zu je 32 Zellen
158. genstrahlen in einem breiten Energie Spektrum Diese passie ren einen K Kantenfilter siehe Kapitel 2 3 2 2 auf Seite 29 welcher bei dem iDXA aus Samarium besteht Dadurch liegen die Energie Peaks bei 44 und 72 keV Am iDXA sind verschiedene Scan Optionen ausw hlbar wie zum Beispiel die automa tische Auswahl verschiedener Scan Regionen Gew hlt werden k nnen Regionen wie die Wirbels ule mit dem Wirbels ulenscan oder der Oberschenkel mit dem Singel oder Dual Femurscan Au erdem existiert wie bei dem Lunar DPX IQ ein Kleintiermodus welcher allerdings in dieser Arbeit ebenfalls nicht zur Anwendung kam iDXA 2010 Benutzerhandbuch und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Da in dieser Dissertation ausschlie lich mit dem Ganzk rperscan gearbeitet wurde wird auf die Verwendung der brigen Scan Optionen nicht genauer eingegangen In der Abbildung 3 5 wird der Verlauf der Scanlinien ersichtlich 61 High density 64 channel Abbildung 3 5 Darstellung eines Wirbels ulenscans mit dem iDXA Healthcare 2012 3 2 1 2 Der F cherstrahl Durch einen schlitzf rmigen Kollimator welcher in der Lage ist einen f cherf rmigen Strahl zu erzeugen entsteht der f r den iDXA typische narrow angle Fan Beam Der Unterschied zu anderen Fan Beam Instrumenten liegt in der Gr e des Abtastwinkels Der narrow angle Fan Beam von iDXA hat einen kleinen Abtastwinkel wodurch die Genauigkeit der Messun
159. gerweichgewebe DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND Mager Mager 100 100 90 d m DPXIavs 98 8 DPXIQvs 80 iDXA_DICK 96 iDXA_DICK 70 94 Datenreihe DPX Datenreihe DPX o 60 IQ vs iDXA_DICK o 92 f IQ vs iDXA_DICK x 50 x 90 DPXIAvs Si a DPXIQvs 40 IDXA_STAND 88 iDXA_STAND 30 86 Datenreihe DPX Datenreihe DPX 20 java 84 lavs 10 iDXA_STAND 82 iDXA_STAND 0 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 iDXA iDXA Abbildung A 8 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp tarce und iDXApick und srann rechts Skalierung eingeschr nkt von 80 bis 100 Tabelle A 14 Vergleich der Magerweichgewebemessungen zwischen DPX IQp_Larce und iDXAp ck und STAND Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE IQ p_tarce 90 67 1 81 2 00 IDXA prox 90 32 2 30 2 54 ne Set IQ p_tarce 90 67 1 81 2 00 IDXA srann 89 94 2 01 aa 2 ern E 178 A 73 Knochenmineralgehalt BMC DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND BMC BMC 35 m DPXxIavs 3 8 m DPXIQvs iDXA_DICK 36 ue iDXA_DICK 3 3 4 Datenreihe DPX y ER Datenreihe DPX 1Q vs iDXA_DICK 3 2 1Q vs iDXA_DICK g g x 2 x 3 E DPXIQvs u Md DPXIQvs 15 Won STAND 28 iDXA_STAND 2 6 1 Datenreihe DPX Datenreihe DPX
160. gesamte rechte Oberschenkelmuskulatur Die Autoren kamen schlie lich zu dem Ergebnis dass Fett und Muskelvolumenmessungen von genau bestimmten Bereichen aus R cken und Schinkenregionen gute Informationen f r die Bestimmung der K rperzusammensetzung bei Schweinen liefern 26 2 3 Dualenergie R ntgenabsorptiometrie 2 3 1 Entwicklung der DXA Technologie Seinen Anfang nahm die Methodik der Bestimmung des Knochenmineralgehaltes und der K rperzusammensetzung mit dem Einsatz von monoenergetischer Strahlung aus Radionuklid Quellen Diese Methodik bedient sich der variablen Schw chung von R nt genstrahlen durch unterschiedliche Gewebearten Lukaski 1987 Bereits in den fr hen 1960er Jahren beschrieben Cameron und Sorenson 1963 die Technik der Single Photon Absorptiometrie um den Knochenmineralgehalt zu messen Hierbei wird entweder I 27 keV oder Am 60 keV als Strahlenquelle benutzt Gegen ber der Strahlenquelle ist ein Nal Szintillationsdetektor angebracht Die Quel le und der Detektor sind starr miteinander verbunden und bewegen sich simultan in l mm Schritten transversal zum Knochen Dabei wird durch einen X Y Schreiber ein Schw chungsprofil aufgezeichnet Durch die monoenergetische Quelle ist es wichtig die Weichgewebedicke um den Knochen konstant zu halten Dadurch k nnen nur bestimmte K rperteile gescannt werden Um die exakt gleiche Gewebedicke zu gew hrleisten wird der zu messende K rperteil in einen Wass
161. gkeit Total Body Electrical Conductivity TOBEC Die Messung der K rperzusammensetzung mit Hilfe der Gesamtk rperleitf higkeit ba siert auf den gleichen Grundlagen wie die Bioelektrische Impedanzanalyse Wegen des gr eren Wasser und Elektrolytgehaltes zeigt Magergewebe eine bessere Leitf higkeit 15 als Fettgewebe Im Gegensatz zu der Bioelektrischen Impedanzanalyse erfolgen TOBEC Messungen nicht mit Elektroden die am K rper angeschlossen werden Das TOBEC Ger t besteht aus einer elektromagnetischen Zylinderspule welche mit einer Wechsel spannung von 2 5 bis 5 0 MHz betrieben wird Damit baut sich ein magnetisches Feld innerhalb der Spule auf Wird leitendes Material durch die Spule bewegt induziert dies eine elektrische Spannung in diesem Material Dieser Vorgang f hrt zu Energieverlust welcher in Form von W rme abgegeben wird Au erdem vermindert der Energieverlust die Impedanz der Spule Gemessen wird die Menge der absorbierten Energie Es gibt zwei Arten von TOBEC Ger ten welche sich nur geringf gig voneinander unterschei den Bei beiden Ger ten wird das elektromagnetische Feld wie oben beschrieben durch ein darin platziertes leitendes Objekt geschw cht Die Abschw chung ist von der Mas se des leitenden Materials abh ngig wie zum Beispiel der fettgewebefreien Masse Bei dem ersten Ger tetyp wird das zu messende Objekt in der Spule positioniert wobei das Messergebnis aus der Differenz zwischen der Spulen Impeda
162. gton and G Simm Prediction of total body tissue weights in Scottish Blackface ewes using computed to mography scanning Animal Science 76 191 197 2003 N R Lambe J Conington S C Bishop K A McLean L B nger A McLaren and G Simm Relationships between lamb carcass quality traits measured by X ray computed tomography and current UK hill sheep breeding goals Animal 2 1 36 43 2008 M A Laskey and D Phil Dual Energy X Ray Absorptiometry and Body Compo sition Nutrition 12 45 51 1996 162 K A Leymaster Tomography to estimate changes in body tissues J Anim Sci 63 Suppl 2 89 95 1986 M Liining J Planitzer K H Sandring B Schnackenburg und C De wey Magnetresonanz Tomographie ein neues bildgebendes Verfahren Medizin aktuell 14 266 269 1988 D L sel P Kremer E Albrecht and A M Scholz Comparison of a GE Lunar DPX IQ and a Norland XR 26 dual energy X ray absorptiometry scanner for body composition measurements in pigs in vivo Arch Tierz Dummerstorf 53 162 175 2010 H C Lukaski Methods for the assessement of human body composition traditional and new Am J Clin Nutr 46 537 556 1987 H C Lukaski P E Johnson W W Bolonchuk and G I Lykken Assessment of fat free mass using bioelectrical impedance measurements of the human body Am J Clin Nutr 41 810 817 1985 H C Lukaski M J Marchello C B Hall D M Schafer and W A Siders Soft Tissue Com
163. h f r Cerium bei 38 40 keV und 70 keV und f r Samarium bei 40 keV und 80 keV Pietrobelli et al 1996 Scholz 2002 Samarium oder Cerium Filter werden zum Beispiel bei den DXA Ger ten Lunar DPX IQ und iDXA des Herstellers General Electrics GE verwendet Pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein R General Electrics Germany 2012 Eine weitere Methode ist die Spannung der R ntgenr hre impulsartig zu wechseln wodurch ebenfalls 2 Energie maxima erreicht werden k nnen Hologic Systeme Waltham MA und Medilink Mau guio Frankreich verwenden diese Methode Pietrobelli et al 1996 Medilink Mauguio Frankreich 2 3 2 3 Absorption und Streuung der R ntgenstrahlen Auf ihrem Weg von der Strahlenquelle zum Detektor erfahren die Photonen eine Schw chung durch den zu durchdringenden K rper Diese beruht auf Absorption und Streuung Das Ma der Schw chung ist abh ngig von der K rperdicke der K rperdichte und der Kernladungs bzw Ordnungszahl der Atome Bei der Photoionisation Photoeffekt absorbiert das Atom des durchstrahlten Mate rials vollst ndig die Energie des einfallenden Photons und wird dabei meist ionisiert Ein Teil dieser Energie wird zur berwindung der Bindungsenergie des daraufhin emit tierten Elektrons Photoelektron aufgewendet Der Rest wird in die kinetische Energie des Photoelektrons umgewandelt Durch die kinetische Energie k nnen die emittierten Photoelektronen jetzt auch mit anderen Atomen in
164. hen dem Muskelfleischanteil der Referenzteilst cke und dem in vivo DXA Magerweichgewebegehalt von R 0 66 RMSE 1 93 aus Die Diskrepanzen zwischen den Ergebnissen der grobgeweblichen Referenzteilsttickzer legung und den DXA Messungen sind nach Meinung der Autoren vorwiegend metho discher Natur da zum Beispiel im grobgeweblich ermittelten Fettgehalt subkutan und intermuskul r neben Fett bzw Speck haupts chlich Lipid und Wasser noch ein Teil der Schwarte aus dem R ckenbereich enthalten ist Bei DXA besteht das Fett allein aus Lipid bzw Fetts uren und Triglyceriden aus allen grobgeweblichen Bestandteilen wie subkutanem intermuskul rem und intramuskul rem Fett und teilweise der Schwarte 44 Auch der Muskelfleischanteil der Referenzteilst cke liegt unter den prozentualen DXA Werten f r das Magerweichgewebe da DXA bei der Messung neben Muskelgewebe wei tere nicht lipidhaltige Bestandteile von Sehnen Schwarten und nicht knochenassoziierte Mineralstoffe einbezieht Generell sehen die Autoren DXA als eine geeignete Methode f r Wachstumsstudien zwischen 30 und 90 kg an Scholz und F rster 2006 Die Genauigkeit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie bei 7 Schweinen der Gewichts klasse 35 95 kg KGW untersuchten Svendsen et al 1993 in ihrer Studie mit dem DXA Ger t Lunar DPX L Die Tiere wurden nach der DXA Messung mit einer berdo sis an Pentobarbital euthanasiert und anschlie end der chemischen Anal
165. hmen getroffen werden k nnen Auch in dieser Arbeit stellen die von Tothill et al 1994 aufgef hrten Punkte m gliche Fehlerquellen dar die eine Differenz bei den Messergebnissen hervorrufen Zusammenfassend lassen sich folgende Fehlerquellen identifizieren die die unterschiedli chen Messergebnisse erkl ren Tabelle 5 3 Fehlerquellen bei einem Ger tevergleich Fehlerquelle DPX IQ DXA Unterschied zwischen den Ger ten Vergr erungseffekt Strahlengeometrie verminderte Aufl sung Detektortechnologie fehlerhafte Pixel Strahlungsintensit t verschiedene Algorithmen und verschiedene Referenz R Werte 5 3 u ere Einfl sse auf die Messergebnisse Ein Dualenergie R ntgenabsorptiometrie Ger t scannt ein dreidimensionales Objekt und erzeugt daraus ein zweidimensionales Bild woraus die K rperzusammensetzung be stimmt wird Um ein Gesamtbild der K rperzusammensetzung zu erhalten berechnet das Ger t die gemessene Gesamtfl che des K rpers und des Knochengewebes Es pro jiziert den dreidimensionalen K rper auf eine zweidimensionale Fl che Wird das zu messende Objekt nicht exakt gleich zum vorherigen Scandurchgang gelagert sondern kippt beispielsweise etwas zur Seite resultiert daraus eine von dem ersten Bild ab weichende Gesamtfl che Dies k nnte zu geringen Differenzen bei den Messergebnissen f hren Hammami et al 2004 untersuchten in ihrer Studie verschiedene M glichkei
166. ht ohne weiteres m glich Die bereinstimmung zwischen den beiden Ger ten in den Modi P diatrie Large des DPX IQ und Standard des iDXA ist nur bei der Messung des Magerweichgewebes und der Knochenmineraldichte etwas h her R 0 94 und R 0 68 als bei dem Vergleich des DPX IQp aper mit dem Modus Dick des iDXA R 0 93 und R 0 59 Die bereinstimmung zwischen den beiden Ger ten in den Modi P diatrie Large des DPX IQ und Standard des iDXA ist bei der Messung des Knochenmineralgehaltes und des Gesamtgewebes identisch mit den Bestimmtheitsma en des Vergleichs des DPX IQp aper mit dem Modus Dick des iDXA R 0 88 jeweils f r den Knochenmineralgehalt bzw R 0 99 jeweils f r das Gesamtgewebe Das Bestimmtheitsma liegt bei dem Vergleich des DPX IQp LARGE mit dem iDXA im Modus Standard bez glich des Fettgehaltes mit R 0 65 minimal unter dem Bestimmtheitsma des Ger tevergleiches mit dem Modus Dick des iDXA R 0 66 Eine Aussage bez glich des zu verwendenden Scan Modus ist daher anhand dieser Studie 137 nicht m glich Es kann keine eindeutige Empfehlung get tigt werden welcher Scan Modus des iDXA dem des DPX IQ am besten entspricht Werden diese Ergebnisse mit denen f r das Schwein verglichen f llt auf dass das Fett gewebe vom iDXA im Vergleich zum DPX IQ bei den Schweinen untersch tzt und bei den Schafen bersch tzt wird Um zu kl ren ob dieses Ergebnis durch d
167. hte in ihrer Dissertation mit dem selben Phantom die Genauigkeit des DPX IQ Ihre Ergebnisse werden in dieser Arbeit mit ber cksichtigt und im Anhang zusammenfassend dargestellt 5 1 Die Scan Modi des DPX IQ und des iDXA im Vergleich In Kapitel 3 wurden die Unterschiede der Scan Modi der beiden Ger te bei einem Ganz k rperscan dargestellt Um die Auswahl der Modi bei ger te bergreifenden Studien zu vereinfachen ist es von gro er Bedeutung die einzelnen Modi der DXA Ger te einander zuordnen zu k nnen In der nachfolgenden Tabelle wurde eine m gliche Zuteilung der Modi anhand der technischen Daten der Ger te vorgenommen Tabelle 5 1 Zuordnung der Modi des iDXA zu den Modi des DPX IQ bez glich eines Ganzk rperscans DPX IQ iDXA Adult Normal 42 min 0 150 mA P diatrie Small 58 min 0 300 mA Adult Schnell 21 min 0 150 mA P diatrie Large 27 min 0 150 mA Adult Screening 6 min 0 150 mA Padiatrie Medium 27 min 0 300 mA Dick 13 16 min sek 0 188 mA Standard 7 16 min sek 0 188 mA keine Zuordnung m glich Die in Tabelle 5 1 angegebenen Messzeiten entsprechen jeweils der maximal m glichen Scandauer Der Modus Dick des iDXA braucht f r die Messung des Gesamtk rpers am l ngsten Ebenso beanspruchen die Messungen mit den Modi Adult Normal und P diatrie Small f r einen Ganzk rperscan die l ngste Zeit Im Vergleich zum Modus Dick des i
168. hung gewonnenen Werte f r den prozentualen Fettanteil der zerlegten Teilst cke der linken Schlachth lfte zu den in vivo DXA Ergebnissen f r den durchschnittlichen Fett gehalt auf R 0 36 RMSE 2 33 Sehr niedrig war ebenfalls die Beziehung mit R 0 27 RMSE 1 04 zwischen dem Knochenanteil aus der Zerlegung und dem in vivo Knochenmineralgehalt und die Beziehung zwischen dem Muskelfleischan teil der Referenzstiicke und dem in vivo DXA Magerweichgewebegehalt mit einem R von 0 15 RMSE 2 75 In Gruppe 2 war die absolute Differenz zwischen pro zentualem Knochenmineralanteil aus der DXA Untersuchung und dem Knochengehalt der Referenzteilst cke etwas geringer Es bestanden zwischen den korrespondieren den Gewebemassen aus der Teilst ckzerlegung und der DX A Analyse wie in der Gruppe 1 h here Beziehungen als zwischen den prozentualen Gewebeanteilen Allerdings wies hier die Fettgewebemasse g mit R 0 89 RMSE 369 87 eine h here Beziehung auf als das Magerweichgewebe und die Muskelfleischmasse g welche jeweils R 0 82 RMSE 947 38 und 913 98 betrugen F r den Knochenmineralgehalt g war die Vorhersagegenauigkeit von DXA mit R 0 72 RMSE 135 79 am niedrigsten Der prozentuale Fettanteil der zerlegten Teilst cke stand in enger Beziehung zu den in vi vo DXA Ergebnissen f r den durchschnittlichen Fettgehalt mit einem R von 0 74 RMSE 1 80 Etwas niedriger fiel die Beziehung zwisc
169. ichtig e hohe Messgeschwindigkeit e geringer Mess und Analyseaufwand e Robustheit des Ger tes gegen mechanische Einfl sse und Umweltbelastung e ffentliche Akzeptanz Nach Deurenberg und Schutz 1995 kann man zwei Gruppen die direkten und die indirekten Methoden unterscheiden Unter direkten Methoden versteht man die unmit telbaren Messungen wie sie etwa bei der chemischen Analyse durchgef hrt werden Bei den indirekten Methoden werden Prim rdaten der K rperzusammensetzung f r weitere Berechnungen genutzt In der nachfolgenden Tabelle sind alle g ngigen Methoden in diese 2 Kategorien eingeteilt Tabelle 2 2 Methoden zur Bestimmung der K rperzusammensetzung eingeteilt nach Deurenberg und Schutz 1995 direkte Methoden indirekte Methoden Chemische Analyse Anthropometrie Neutronenaktivierungsanalyse Densitometrie UWW LVP AP Kalium Gammaspektrometrie Bioelektrische Impedanzanalyse BIA Gesamtk rperleitf higkeit TOBEC Kreatininausscheidungsanalyse 3 Methylhistidin Ausscheidungsanalyse Verd nnungsanalyse Nah Infrarot Interaktanz Sonographie Computertomographie CT Magnetresonanztomographie MRT Dualenergie R ntgenabsorptiometrie DXA 2 2 1 Direkte Methoden 2 2 1 1 Chemische Analyse Das Verfahren der chemischen Analyse zur Bestimmung der K rperzusammensetzung setzt den Tod des zu untersuchenden Objektes voraus Die ersten Aufzeichnungen ber diese Methode bei Schwein Schaf und Rin
170. ie Vena auricularis geschoben um Ketamin 2 mg kg KGW Ursotamin intraven s verabreichen zu k nnen Eine Dau ertropfinfusion mit einer 500 ml Glucosel sung 5 und 40 ml Ketamin 4 mg ml wurde w hrend der Untersuchung ebenfalls ber die Braun le verabreicht um die Tiere in einer gleichm igen Sedation zu halten Nach dem Scanvorgang wurde die Infusion beendet worauf die Tiere ca 2 Minuten sp ter erwachten 3 5 2 Die Lagerung Die Tiere wurden auf beiden Ger ten in Bauchlage positioniert da eine stabile Positio nierung in R ckenlage oder Seitenlage nur schwer durchf hrbar war Au erdem ist die 68 Bauchlage f r Wiederk uer am schonendsten In der Seitenlage w rden sich durch den fehlenden Ruktus Gase im Pansen ansammeln Bei den Schafen wurden die Vorderglied ma en im Gegensatz zu den Schweinen nach vorne gebeugt die Hintergliedma en nach hinten siehe Abbildung 3 9 Abbildung 3 9 Lagerung der Schafe auf dem DPX IQ 3 5 3 Die Scan Modi F r die Untersuchung der Schafe wurde bei dem DPX IQ der Modus P diatrie Large verwendet da es dem Gewicht und der Gr e der Schafe am besten entsprach Bei dem iDXA wurden die zwei Modi Dick und Standard gew hlt die dann jeweils mit dem Modus P diatrie Large des DPX IQ verglichen wurden Die nachfolgende Tabelle zeigt die verschiedenen Modi welche miteinander verglichen wurden mit der Anzahl und dem Gewicht der Tiere Tabelle 3 6
171. ie von Scholz und F rster 2006 wurde die mit DXA ermittelte K rper zusammensetzung bei Schweinen aus zwei verschiedenen Gewichtsklassen mit der EU Referenzzerlegung verglichen Verwendet wurde das DXA Ger t GE Lunar DPX IQ welches auch eines der Ger te aus dieser Arbeit darstellt Die Gewichtsgruppe 1 enthielt 61 Schweine von 30 50 kg KGW die Gewichtsgruppe 2 enthielt 62 Schweine zwi schen 70 90 kg KGW Mit Hilfe des DXA Scanners wurden Fett Magerweichgewebe und Knochenmineralgehalt in g bzw sowie die Knochenmineraldichte g cm der Schweine untersucht Nach der Schlachtung welche drei Tage nach der DXA Messung erfolgte wurden R cken Schulter Seite und Schinken der linken Schlachtk rperh lfte grobgeweblich nach der EU Referenzmethode zerlegt Daraus erhielt man Muskelfleisch 43 Fett Knochen Sehnen Faszie und Schwarte In der Gruppe 1 erhielten sie eine ho he Beziehung zwischen den korrespondierenden Gewebemassen aus der Teilst ckzerle gung und der DXA Analyse Die h chsten Bestimmtheitsma e von R 0 94 RMSE 414 04 bzw 0 93 RMSE 424 89 wiesen das Magerweichgewebe bzw die Mus kelfleischmasse g gefolgt von der Fettmasse g mit R 0 78 RMSE 244 40 auf Etwas niedriger war die Beziehung zwischen dem DXA Knochenmineralgehalt g aus der In vivo Untersuchung und der Knochenmasse g aus der Zerlegung R 0 73 RMSE 80 93 Deutlich niedrigere Beziehungen wiesen die aus der Referenzuntersu c
172. iedene Interpretationen zu M gliche Gr nde stellen die erw hnten Unterschiede in der Pixelgr e der Strahlungsintensit t und der Referenz R Werte dar In der Theorie d rfte der Vergr erungseffekt von F cherstrahlensystemen keine nde rungen bei der Messung der Knochenmineraldichte verursachen da der Knochenmine ralgehalt und die Fl che gleicherma en beeinflusst werden m ssten Mazess und Barden 2000 Die geringe Differenz der Knochenmineraldichte bei den Messergebnissen von Mazess und Barden 2000 begr ndeten die Autoren dennoch damit dass der Vergr Berungseffekt den Knochenmineralgehalt deutlicher beeinflusst als die Gesamtfl che des Knochengewebes Demnach beeintr chtigt der Vergr erungseffekt von F cherstrahlen systemen indirekt die Messung der Knochenmineraldichte F r die relativ niedrige bereinstimmung zwischen den Ergebnissen dieser Arbeit k nn ten zus tzlich zu den obigen Punkten Fehler bei der Repositionierung der Tiere ver antwortlich sein Das Ergebnis dieser Dissertation steht im Widerspruch zu den Studien von Oldroyd et al 2003 und Crabtree et al 2005 die ein Lunar DPX L mit einem Lunar Pro digy der Firma General Electrics verglichen Beide Studien konnten bei den Messungen 129 keine signifikante Differenz zwischen den Ger ten bei der Messung der Knochenmine raldichte feststellen Crabtree et al 2005 hielt sich an die Begr ndung der Studie von Mazess und Barden 2000 Diese sag
173. ifferenzen im Bezug auf die Knochen mineraldichte f r die Lendenwirbels ule den Oberschenkelhals und den Gesamtk rper Allerdings erhielten die Autoren signifikant h here Werte f r den Knochenmineralge halt mit dem Fan Beam System Oberschenkelhals 0 09 g 2 Gesamtk rper 32 8 g 1 4 Die Korrelation der beiden Ger te war hoch mit r 0 94 0 98 Oldroyd et al 2003 wiesen darauf hin dass geringe Differenzen bei der Bestimmung der K rperzu sammensetzung und der Knochenmineraldichte mit Regressionsgleichungen ausgeglichen werden k nnen Ellis und Shypailo 1998 untersuchten ebenfalls die Korrelation von zwei DXA Ger ten diesmal allerdings vom Hersteller Hologic Zur Verwendung kam das Pencil Beam Ger t Hologic QDR 2000W und das Fan Beam Ger t QDR 4500A Der Magerweichgewebe und Fettgehalt sowie die Knochenmineraldichte BMD und der Knochenmineralgehalt BMC wurden bei 33 Kindern 3 18 Jahre und 14 Erwachsenen gemessen Die Bezie hung von Magerweichgewebe Fettgewebe Fettgewebe in Prozent zum K rpergewicht BMC und BMD war hoch R 0 984 0 998 Die Differenzen bei dem Knochenmine 37 ralgehalt und der Knochenmineraldichte waren nicht signifikant wobei sich die Messer gebnisse der brigen Komponenten der K rperzusammensetzung signifikant voneinander unterschieden Ellis und Shypailo 1998 fertigten Regressionsgleichungen an um die Er gebnisse einander anpassen zu k nnen Da ein Wechsel vom Pencil Be
174. ignifikant voneinander wobei die gr ten Differenzen im Bezug auf den Knochenmineralgehalt entstanden 35 5 und 36 7 f r die Ferkel und die Kinder Auch in dieser Studie empfahlen die Autoren das gleiche System f r longitudinale Studien zu verwenden allerdings ist es auch m glich durch die hohe Korrelation der Messger te die Ergebnisse durch Regressionsgleichungen anzupassen 2 3 4 Beeinflussung der Fettgehaltsmessung durch den Hydratationszustand des Gewebes Die DXA Methodik setzt einen konstanten Wassergehalt von 73 74 voraus weswe gen bei Abweichungen durch Unterschiede im Wassergehalt sehr junger sehr alter oder kranker Tiere Diskrepanzen zwischen den DXA Gehalten an Fett Magerweichgewebe 38 sowie Knochenmineral und den chemischen Analysewerten entstehen Laskey und Phil 1996 Pietrobelli et al 1998 Zum Beispiel beschrieben Laskey und Phil 1996 in ihrer Studie die bersch tzung des Fettgehaltes mittels DXA bei Individuen mit einem berdurchschnittlichem Wasserge halt in der fettfreien Masse gt 74 Dazu widerspr chliche Ergebnisse wurden von Elowsson et al 1998 ver ffentlicht Laut ihrer Studie wird der Fettgehalt mittels DXA bei ca 12 Wochen alten Schweinen mit einem durchschnittlichen Wassergehalt in der fettfreien K rpermasse von 78 2 im Gegensatz zur chemischen Analyse untersch tzt Nach Scholz 2002 liegt die Ursache der Diskrepanz der Studie von Elowsson et al 1998 m
175. in GE Lunar Germany 2012 Um ein m glichst breites Spektrum an verschiedenen DXA Modi miteinander verglei chen zu k nnen wurden lebende Schweine und Schafe sowie Eber Schlachtk rperh lften und die Schlachtk rper der Schafe f r die Studie verwendet Au erdem wurde um die Genauigkeit des Lunar iDXA zu beurteilen ein Variable Composition Phantom herange zogen Im folgenden Abschnitt werden die beiden DX A Gerate beschrieben Die Anzahl der Versuchstiere und Versuchsobjekte die Vorbereitungen vor dem Scan Durchgang und der Ablauf der Untersuchungen werden ebenfalls erl utert Die durch das Lehr und Versuchsgut zur Verf gung gestellten Rohdaten sind im Rahmen der folgenden Tierversuche entstanden e Schweine 55 2 1 54 2532 2 60 07 e L mmer 55 2 1 54 2531 2 59 07 Die Datenerfassung f r den Versuch mit den L mmern erfolgte ohne meine Mitwirkung w hrend die Daten aus dem Schweineversuch unter meiner Mitwirkung erfasst wurden Ohne weitere Hilfe sind alle Messungen zum VCP selbst ndig durchgef hrt worden 56 3 1 GE Lunar DPX IQ Abbildung 3 1 GE Lunar DPX IQ Scanvorgang an einem an sthesierten Schwein 3 1 1 Technische Daten 3 1 1 1 Die Grundlagen Bei dem GE Lunar DPX IQ handelt es sich um ein Pencil Beam System mit den Ab messungen von 1 98m x 0 62m x 1 33m L nge x Breite x H he Das Modell besteht aus einer R ntgenr hre die sich im Inneren des Scannertisches befindet sowie aus ei nem mit der
176. ion Phantoms Der richtige Aufbau des Variable Composition Phantoms Positionierung des Variable Composition Phantoms Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAp ck i Me deri he de OR Gi Sie she IE ENEE ae ae ets a Se ee ee VII 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 11 4 12 4 13 4 14 4 15 4 16 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und ENEE 80 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXApick a a a aa ae 82 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iIDXASTAND A ELLE EE BOR ek ee E we 84 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und ID Ace rs dooce Ee E A e E E EA 85 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und iDXASTAND ae E a a a ae 87 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX IQapno und iDXAp ck rechts Skalierung eingeschr nkt von 0 7 bis Lone baw Feo ee ee a San ee oe 89 Vergleich der Knochenmineraldichtemessungen g cm zwischen DPX TQapno und iDXAgranp rechts Skalierung eingeschr nkt von 0 7 bis Lion Soe eee Ar eek ee eee se oh ee eee eee 91 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQapno und D reg 1 2 a 92 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQapno un
177. ion Software minimiert wurde wird dieses Ergebnis mit der unterschiedlichen Aufl sung der Ger te der gerin geren Strahlungsintensit t des DPX IQ und der M glichkeit der Verwendung verschie dener Referenz R Werte f r die Bestimmung des Knochengewebes begr ndet Zus tzlich k nnten Abweichungen in der Positionierung der Versuchstiere zwischen den beiden Ge r ten die Ursache der niedrigen bereinstimmung darstellen Die Positionierung der Tiere beeinflusst die Gesamtfl che des Knochengewebes da bei einem Scandurchgang aus einem dreidimensionalen Objekt ein zweidimensionales Bild entsteht Verkippt das zu messende Objekt etwas zur Seite ndert sich dadurch die Gesamtfl che auf dem Bild Diese Hypothese wurde auch bei der Untersuchung der Schaf Schlachtk rper best tigt da die Positionierung hier leichter und demnach genauer erfolgen konnte als bei leben den Tieren Dadurch wurde hier die h chste Beziehung zwischen den Messwerten der Knochenmineraldichte erreicht Um diese Annahme zu best tigen m ssten allerdings auch hier weiterf hrende Untersuchungen durchgef hrt werden Zusammengefasst werden durch die Untersuchungen dieser Studie f r den Vergleich 145 der Messergebnisse zwischen den beiden Ger ten f r jede Messgr e jede Tierart je de Gewichtsklasse und f r jeden Modus eigene Regressionsgleichungen empfohlen Die gewonnenen Regressionsgleichungen sind in Kapitel 4 zu finden 5 9 Vergleich der Genauigkeit
178. ise dieser Ger te werden in den folgenden Kapiteln 2 3 2 und 2 3 3 beschrieben 2 3 2 Physikalische Grundlagen Die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie ist in der Osteoporose Diagnostik die am h u figsten verwendete Technik um den Knochenmineralgehalt zu bestimmen Laskey und Phil 1996 Das physikalische Prinzip beruht auf der unterschiedlichen Schw chung von niedrig und hochenergetischen R ntgenstrahlen durch den K rper Blake und Fogelman 1997 Bei der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie werden die R ntgenstrahlen durch eine R ntgenr hre erzeugt Die R ntgenr hre liegt entweder eingebaut in einem Tisch z B GE Lunar DPX IQ oder GE Lunar iDXA oder befindet sich im dazugeh rigen Scanner Arm z B Medilink Osteocore 3 Gegen ber der R ntgenr hre ist der Detektor plat ziert Die R ntgenr hre und der Detektor bewegen sich simultan entlang des Tisches Auf diesem befindet sich der zu untersuchende K rper Abbildung 2 3 Schema eines DX A Ger tes der Firma GE Lunar Die R ntgenr hre erzeugt die R ntgenstrahlen welche durch die nachfolgend erkl rten Techniken in zwei verschiedene Energiestufen aufgeteilt wird Die erzeugten R ntgen strahlen passieren den K rper und werden durch Streuung und Absorption unterschied lich stark abgeschw cht Der Detektor misst anschlie end die geschw chte Strahlung und 28 ermittelt daraus die K rperzusammensetzung Laskey und Phil 1996 Die einzelnen
179. issen Fett Magerweichgewebe Knochenmineral jeweils in g der DXA Ger te berechnet Der Schnittpunkt der Re gressionsgerade mit der Identit tslinie liegt bei 63943 18 g Die Punktewolke verteilt sich gleichm ig entlang der Regressionsgerade Das Gesamtgewicht der Schweine wurde ebenfalls mit einer K rperwaage ermittelt Das Ergebnis ist in Tabelle 4 18 ersichtlich Tabelle 4 18 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schweine mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQapno und iDXAp ck Gesamtgewicht MW kg STABW kg VC K rperwaage 89 34 14 66 16 41 MW rperwaage MW Dpx IQ ADNO 2 81 1 63 1 35 MWk rperwaage MWipxa DICK 0 32 0 03 0 09 Anhand der Tabelle 4 18 ist ersichtlich dass der DPX IQapno das Gesamtgewicht gegen ber der K rperwaage um 2 81 kg untersch tzt und der iDXApjcx das Gesamtgewicht um 0 32 kg bersch tzt Der Mittelwert der Messergebnisse der K rperwaage unter scheidet sich signifikant P 0 04 vom Mittelwert der Ergebnisse des DPX IQ anno Der Unterschied zum Mittelwert der Messergebnisse des iDXApjcx ist nicht signifikant Pe Bei dem Vergleich der Messergebnisse in den unterschiedlichen Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg gt 100 kg ist erkennbar dass mit steigendem Gewicht die Differenzen der Mittelwerte zwischen den Ger ten gr er werden Differenz bei lt 80 kg 1 6 kg bei 80 100 kg 2 7
180. ist es nach Meinung der Autoren m glich eine gute Sch tzgenauigkeit mit Hilfe entsprechender Regressionsgleichungen zu erzielen Im Jahr 2000 folgte die Ver ffentlichung der darauf anschlie enden Studie von Mitchell et al 2000 in der Schweine mit einem K rpergewicht von 90 bis 130 kg aufgeteilt in 2 Gewichtsgruppen untersucht wurden Auch in dieser Arbeit wurden die Tiere nach dem DXA Scan Lunar DPX L f r die chemische Analyse euthanasiert Hier wurde der Fettgehalt von DXA gegen ber der chemischen Analyse bei Schweinen mit 90 kg um 16 5 bei Schweinen mit 120 kg um 10 8 untersch tzt Nach der Korrektur der DXA 46 Werte mittels Regressionsgleichungen konnten die Werte angepasst werden sodass keine signifikante Differenz der Werte mehr vorzufinden war Des weiteren wurde der Kno chenmineralgehalt im Vergleich zur chemischen Analyse durch DXA untersch tzt Nach Korrektur des Rohaschegehaltes 0 85 der Rohasche entsteht aus dem Weichgewebe lagen die DXA Knochenmineralgehalte noch immer um 17 bzw 12 niedriger f r die 90kg und 120kg Gruppe Diese Ergebnisse begr ndeten die Autoren damit dass die R ntgenstrahlen ab einer bestimmten Knochendichte oder dicke nicht mehr das Gewebe durchdringen konnten und diese Areale von der Berechnung ausgeschlossen wurden Scholz et al 2004 testeten die Eignung der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie zur Erfassung der Knochenmineralisierung von Ebern Die auf einem Schlachthof frei
181. it den mittels einer K rperwaage erzielten Gewichten verglichen wird ersichtlich dass der iDXA in beiden Modi das Ge samtgewicht minimal genauer bestimmt als der DPX IQ siehe Tabelle 4 18 sowie 4 21 Bei der Unterteilung in die einzelnen Gewichtsklassen f llt auf dass die Differenzen der Mittelwerte zwischen den Ger ten mit steigendem Gewicht gr er werden Differenz bei lt 80 kg 1 6 kg bei 80 100 kg 2 7 kg und bei gt 100 kg 5 8 kg Durch die Unterschiedliche Anzahl der Tiere in den verschiedenen Gewichtsgruppen ist eine exakte Aussage tiber die Gewichtsabh ngigkeit der DX A Gerate jedoch nicht m glich Die bereinstimmung zwischen den Ger ten ist dennoch bei der Berechnung des Gesamtgewebes am h chsten siehe nachfolgende Tabelle 130 Tabelle 5 4 R und RMSE Lebende Schweine f r den Vergleich von DPX IQapno vs iDXADICK und STAND DPX IQ Adult Normal vs Messgr e iDXA Dick iDXA Standard R2 0 90 0 82 Fett g RMSE 2002 63 1751 74 Te R2 0 93 0 93 ager 18 RMSE 2571 36 2065 27 R2 0 75 0 85 BMC g RMSE 203 82 128 39 R 0 69 0 67 BMD g cm FRMSE 0 03 0 03 R2 0 99 0 99 Gesamtgewebe g RMSE 1194 09 647 01 5 5 2 Schlussfolgerungen Bei Betrachtung des Gesamtbildes wird erkennbar dass sich die absoluten Messwerte zwischen den beiden DXA Ger ten h ufig relativ stark voneinander unterscheiden Des halb ist ei
182. k als unabh ngige Variable gew hlt Die h chsten linearen Zusammenh nge mit einem R von jeweils 0 97 wurden bei den Messungen des Fett und des Magerweichgewebes erzielt Das niedrigste Bestimmtheits ma R 0 87 erlangte der Vergleich der Messungen der Knochenmineraldichte Die Steigungen der Regressionsgeraden liegen zwischen 0 76 und 1 08 116 5 Diskussion Die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie ist eine etablierte Methode um die K rperzu sammensetzung bei Schweinen zu bestimmen Dies wurde anhand von zahlreichen Stu dien best tigt welche lebende Schweine sowie Schweineschlachtk rper verwendeten und die Ergebnisse der DXA Untersuchung mit der EU Referenzzerlegung oder der chemi schen Analyse verglichen z B Lukaski et al 1999 Scholz und F rster 2006 Svendsen et al 1993 Pintauro et al 1996 Mitchell et al 1996 1998a 2000 Scholz 2002 Allerdings ist ein direkter Vergleich von DXA Messergebnissen zwischen zwei verschie denen Ger ten meist nicht m glich Autoren welche zwei DXA Ger te Pencil Beam und Fan Beam einander gegen berstellten schlugen die Nutzung von Regressionsglei chungen vor um die Messdaten einander anpassen zu k nnen Au erdem empfahlen sie f r longitudinale Studien den Einsatz desselben Systems z B Ellis und Shypailo 1998 Oldroyd et al 2003 Mazess und Barden 2000 Koo et al 2003 Durch den Wechsel des DXA Ger tes am Lehr und Versuchsgut vom Lunar DPX IQ zu
183. k rperh lften net MW STABW yE Regressionsgerade R RMSE 8 Dick 5835 14 1009 36 17 30 Stand 5910 76 992 87 16 80 e MW STABW Mes Regressionsgerade R RMSE 8 Dick 37594 00 1428 95 3 80 Stand 37477 24 1420 21 3 79 y 0 98x 188 97 0 99 81 97 y 0 99x 213 33 0 99 107 30 Kee MW STABW M Regressionsgerade R RMSE g Sand os ear ue 0 99 6 Se MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE De d u ie y 0 962 0 04 0 99 0 004 Ki co MW _ STABW Regressionsgerade R RMSE Dick 44346 54 1242 03 2 80 Stand aus 1040 58 EA Bei der Messung der Eberschlachtk rperh lften wurde als unabh ngige Variable bei dem Vergleich der Modi Dick und Standard des iDXA der Modus Dick gew hlt Der lineare Zusammenhang war ebenfalls sehr eng R 0 99 1 Die Steigung der Regres sionsgeraden betr gt 0 96 bis 1 die Geraden verlaufen demnach ann hernd parallel zur Identit tslinie Hier erreichte ebenfalls die Berechnung des Gesamtgewebes aus den Knochenmineral Magerweichgewebe und Fettwerten das gr te Bestimmtheitsma von R 1 114 lebender Schafe als Tiermodell 4 5 3 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand Tabelle 4 46 Vergleich iDXApjcx vs iDXAsranp anhand lebender Schafe
184. kg Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 10 ersichtlich Tabelle 4 10 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g mittels DPX IQapno und DS Aner nach Gewichtsklassen sortiert VC lt 80 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 2111 55 217 91 10 32 u DKA 1592 26 151 42 9 51 y 1 042 447 86 0 53 151 22 80 100 kg MW STABW d Regressionsgerade R RMSE o IQ 2516 34 251 35 9 99 u DKA 1831 69 15891 3 08 y 1 13r 449 54 0 51 177 02 gt 100 kg MW STABW den Regressionsgerade R RMSE o IQ 3050 89 241 10 7 90 DXA 2106 99 202 04 0 59 y 0 732 1514 3 0 37 193 04 Die linearen Zusammenh nge der beiden Ger te bez glich des Knochenmineralgehaltes in den verschiedenen Gewichtsklassen ist in allen drei Bereichen niedriger als bei Mes sungen anderer K rperkomponenten Auff llig ist dass die Aufteilung der Daten in die 86 drei Gewichtsbereiche in allen drei Gruppen deutlich verminderte Beziehungen liefert als bei Betrachtung aller Messdaten zusammen Die Messergebnisse des iDXA bez glich des Knochenmineralgehaltes liegen in allen drei Gewichtsbereichen unter den Messergebnissen des DPX IQ Die Gerade entfernt sich im h heren K rpergewichtsbereich au erdem weiter von der Identit tslinie was bereits in der Grafik der Gesamt bersicht sichtbar wird siehe Abbildung 4 5 4 1 3 2 DPX IQ Adult Normal versus iDXA S
185. kungen Frakturheilung und prothetischen Implantaten Fr here Methoden f r die Untersuchung des Knochengewebes wie zum Beispiel die chemische Analyse ben tig ten Proben aus dem Knochengewebe und setzten dadurch den Tod des Tieres voraus Die darauf folgenden Methoden wie die Single Photon Absorptiometrie und die Dual Photon Absorptiometrie erwiesen sich als unzuverl ssig oder lassen sich nicht gen gend an Knochendichtemessungen kleiner Tiere adaptieren Grier et al 1996 Die Ratte ist das h ufigste Tiermodell welches f r DXA Studien verwendet wird Durch die geringe Gr e dieser Tierart ist eine spezielle Software n tig welche eine h here Aufl sung durch die Erh hung der Scan Linien und die Verlangsamung der Geschwin digkeit des Scan Vorganges bewirkt Die Aufl sung kann dadurch um das 7 fache erh ht werden Zus tzlich wird ber dem normalen R ntgenstrahlen Kollimator ein kleinerer Kollimator angebracht dessen Durchmesser zwischen 1 mm und 9 mm variiert Die Gruppe der Tierarten bei denen diese Software am h ufigsten verwendet wird beinhal tet Nagetiere wie Ratten und M use sowie Kaninchen und Katzen Grier et al 1996 Al Chen et al 2012 untersuchten die Auswirkungen der Osteoporose bei ovariektomierten Ratten auf die Frakturheilung und im Jahr 2010 ver ffentlichten Verbalis et al 2010 in ihrer Studie den Zusammenhang zwischen Hyponatri mie und Osteoporose mit Hilfe eines Ratten Modells Kaninchen werd
186. l le Pixel zeigt Genau umgekehrt verh lt es sich bei Muskelgewebe weswegen mit der selben Wichtung dunkle Pixel entstehen Scholz 2002 F r die Erforschung der K rperzusammensetzung gibt es mehrere Computerprogramme mit deren Hilfe die Gewebevolumina bzw Gewebefl chen quantifiziert werden k nnen Scholz 2002 In der Humanmedizin findet die MRT eine breite Verwendung allerdings zieht es durch die Anschaffung und die laufende Anwendung hohe Kosten mit sich Auch in der Tierzucht wird das Ger t in vielen Studien eingesetzt Es kam mit gutem Erfolg bei der Untersuchung der K rperzusammensetzung in vivo bei verschiedenen Spezies einschlie lich Gefl gel Schaf und Schwein zum Einsatz und zeigte die Eignung des Verfahrens in der Nutztierwissenschaft Scholz et al 1993 Baulain 1997 Mitchell et al 2001 Zum Beispiel benutzten Mitchell et al 2001 die Magnetresonanztomographie zur in vivo Messung von Volumina verschiedener Organe Dazu wurden 111 Schweine mit 25 einem K rpergewicht von 6 1 bis 97 2 kg untersucht Danach wurden die Volumina mit den Gewichten der Organe nach der Sektion verglichen Das geringste Bestimmtheitsma wies das Herz mit R 0 64 RMSE 65 g auf die Leber erreichte das h chste Bestimmtheitsma von R 0 90 RMSE 125 g F r das Fett und das Muskelgewebe erhielten die Autoren einen Bestimmtheitsma von R 0 82 RMSE 55 g Musculus psoas und R 0 97 RMSE 197 g
187. l Modell In dieser Arbeit wird die K rperzusammensetzung von Schweinen und Schafen mit Hilfe der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie anhand eines Drei Komponenten Modells er mittelt In Kapitel 2 1 2 auf der n chsten Seite wird dieses Drei Komponenten Modell genau erl utert Wang et al 1992 Heymsfield et al 1997 und Ellis 2000 erkl ren in ihren Arbeiten ein System bestehend aus 5 Ebenen mit dessen Hilfe die Zusam mensetzung des menschlichen K rpers interpretiert werden kann Jede Ebene f r sich beschreibt die K rperzusammensetzung jeweils auf eine andere Weise Dieses 5 Level Modell beinhaltet eine atomare Ebene eine molekulare Ebene eine zellul re Ebene eine Ebene der Gewebesysteme und eine grobe anatomische Ebene CA Wasser Zellen Proteine Glycogen Mineralstoffe Molekulare Ebene Extrazellul re Fl ssigkeit Extrazellul re Feststoffe Atomare Ebene Zellul re Ebene Kopf Fettgewebe Hals Rumpf Extremit ten Muskelgewebe Innere Organe und das Gehirn Gewebesysteme Anatomische Ebene Abbildung 2 1 Das 5 Level Modell modifiziert nach Heymsfield et al 1997 und Ellis 2000 Wichtig bei diesem Modell ist dass die Komponenten h herer Level aus den Kompo nenten niedrigerer Level bestehen Zum Beispiel enth lt das Fettgewebe aus der Ebene der Gewebesysteme Adipozyten aus der zellul ren Ebene Lipide aus der molekularen Ebene und Kohlenstoff aus der
188. l conductivity technique for measuring body composition in live birds Wilson Bull 107 2 306 316 1995 S D Ball T S Altena and P D Swan Comparison of anthropometry to DXA a new prediction equation for men European Journal of Clinical Nutrition 58 1525 1531 2004 A Bauer U Bogdahn A Haase und R Schlief Dreidimensionale echosignalver st rkte transkranielle Doppler Ultraschalldiagnostik Der Radiologe 38 394 398 1998 U Baulain Magnetic resonance imaging for the in vivo determination of body com position in animal science Computers and Electronics in Agriculture 17 189 203 1997 R N Baumgartner R Ross and S B Heymsfield Does adipose tissue influence bioelectric impedance in obese men and women J Appl Physiol 84 1 257 262 1998 158 M Bernau Untersuchungen zu einer m glichen Vorverlegung der Schlachtleistungspr fung beim Schwein mit Hilfe der Magnetresonanztomographie MRT und Dualenergie R ntgenabsorptiometrie DXA in vivo Dissertation Department f r Veterin rwissen schaften der Tier rztlichen Fakult t der Ludwig Maximilians Universit t M nchen 2011 G M Blake and I Fogelman Technical Principles of Dual Energy X ray Absorp tiometry Seminars in Nuclear Medicine XXV11 210 228 1997 H Borsook and J B Dubnoff The hydrolysis of phosphocreatine and the origin of urinary creatinine California Institute of Technology Pasadena pages 493 510 1947 S E Bouyoucef
189. leich der Modi iDXA Dick und Standard anhand Vergleich iDX Ap ck vs iDXAsranp anhand Schaf Schlachtk rper Fett MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE iDXA pick 6 26 2 13 33 95 u DR oA LDI 2p are 1008 00 Mager MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE DXAn 90 01 221 2 43 8 IDXA srann 90 34 1 58 Ta ee eee ee BMC MW STABW VC Regressionsgerade R RMSE DXA cx 2 83 021 7 37 Bee IDXA sum 2 92 021 7 16 ee ECH E 184 B Ergebnisse der Untersuchung der Genauigkeit und Pr zision des GE Lunar DPX IQ mit dem Variable Composition Phantom aus der Dissertation von Anja Ruge 2006 B 1 Modus Adult B 1 1 Adult Normal Tabelle B 1 VCP Messergebnisse f r Adult Normal mit Wirbels ulenphantom GE Lunar Adult Normal Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 6 35 21 25 43 83 Standardabweichung 0 45 0 35 0 31 VC 7 10 1 65 0 71 B 1 2 Adult Schnell Tabelle B 2 VCP Messergebnisse f r Adult Schnell mit Wirbels ulenphantom GE Lunar Adult Schnell Low Fat 8 3 Medium Fat 22 3 High Fat 43 5 Mittelwert 8 63 22 80 45 85 Standardabweichung 0 75 1 07 0 33 VC 8 70 4 68 0 72 185 B 1 3 Adult Screening Tabelle B
190. lich Die Regressionsgerade schneidet die Iden tit tslinie bei 1 10 g cm Hier liegen die Messwerte des iDXA f r die Knochenmine raldichte ebenfalls unter den Messwerten des DPX IQ P lt 0 05 Bei Betrachtung der Grafik und der Gleichung wird ersichtlich dass diese Untersch tzung der Werte durch den iDXA im Vergleich zum DPX IQ in geringeren Knochenmineraldichte Bereichen gr er ist 101 4 2 5 Gesamtgewebe Total Tissue g DPX IQ_P_LARGE vs iDXA_DICK und _STAND 60000 50000 40000 30000 DPX IQ 20000 10000 0 0 Total Tissue g iDXA E DPXIQvs iDXA_DICK Datenreihe DPX IQ vs IDXA_DICK DPXIQvs iDXA_STAND Datenreihe DPX lQvs iDXA_STAND 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Abbildung 4 15 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes Total Tissue g zwi schen DPX IQp_Larcr und iDXApicx und STAND Tabelle 4 31 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes zwischen DPX IQp_tarce und iDXApicK T Tissue g MW STABW ie Regressionsgerade R RMSE o IQP LARGE 42318 15 3720 68 8 79 iDXAp ck 42376 42 3619 91 8 54 y 1 02x 1105 55 0 99 297 86 Diff 58 27 100 77 0 25 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse f r das Gesamtgewebe werden f r den Vergleich vom DPX IQp Large mit dem iDXAp ck in der Tabelle 4 31 dargestellt Die Regres sionsgerade verl uft ann hernd parallel zur Identit tslinie
191. ln I Io a In I Io bone Hbone L Hbone H Rest ln I Io r in 1 Io n Rvbone m st RoonelMst H Hst L Aus dem Weichgewebe ms wird anschlie end mit Hilfe der bekannten theoretischen Rontgenschwachungskoeffizienten des Fett und Magerweichgewebes die Magerweichge webefraktion berechnet Diese wird vom Weichgewebe abgezogen um das Fettgewebe zu erhalten Scholz 2002 Anhand dieser Gleichungen und den oben beschriebenen Grundlagen ist es m glich die K rperzusammensetzung zu bestimmen DXA Ger te messen den Knochenmineralge halt g die Knochenmineraldichte g cm den Magerweichgewebegehalt g und den Fettgewebegehalt g Wie auch in der Abbildung Komponentenmodell Scholz 2002 zu erkennen ist werden die Mineralstoffe getrennt von den Knochenmineralstoffen betrachtet Dies f hrt dazu dass DXA nur in gr eren Gruppen zusammenh ngendes Knochenmineral als Knochengewebe erkennt wodurch kleinere mineralisierte Bereiche z B Calciumablagerungen in der Aorta au er Acht gelassen und nicht zu Knochenmi neral gez hlt werden Pietrobelli et al 1996 2 3 3 Pencil Beam versus Fan Beam Technologie Die erste Generation an DXA Scannern wie Lunar DPX IQ benutzen einen Nadelloch Kollimator und erzeugen damit einen punktf rmigen R ntgenstrahl Dieser wird von einem ebenfalls punktf rmigen Detektor im Scanner Arm gemessen Diese Technik stellt eine sehr genaue aber etwas langsamere Methode der Messung
192. m Lunar iDXA der Firma General Electrics wurde die Untersuchung der berein stimmung zwischen den Messergebnissen beider Ger te n tig F r die Erm glichung einer in vivo Studie wurden 218 Schweine 20 Schafe und deren Schlachtk rper sowie 21 Eberschlachtk rperh lften mit verschiedenen Modi untersucht Die Vorteile einer in vivo Untersuchung gegen ber der Nutzung eines Phantoms wurden von Diessel et al 2000 in einer Studie ver ffentlicht Diese beginnen bei der geringen Gr e von Phantomen deren geringem Gewicht und den meist fehlenden Knochen qui valenten au er einer Aluminiumwirbels ule wodurch die Imitation eines lebenden Objektes nur begrenzt m glich ist Fehlende Knochen quivalente beeinflussen au erdem die Messung des Weichgewebes Durch den anatomischen Unterschied der beiden Tierarten Schwein und Schaf bez g lich des Pansens der kleinen Wiederk uer k nnen die Messergebnisse der Schweine und der Schafe nicht zusammengefasst werden Der Pansen stellt durch seine Gr e f r die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie Schwierigkeiten dar weil er die Messung des Fett und des Magerweichgewebes beeinflusst 117 Da mit den lebenden Tieren im Rahmen dieses Versuches die Genauigkeit der Ger te nicht berpr ft werden konnte wurde als Erg nzung die Genauigkeit und die Pr zision des iDXA mit einem Variable Composition Phantom kombiniert mit einer Alumini umwirbels ule bestimmt Ruge 2006 untersuc
193. m Modus schnell erhielt man etwas h here Fettwerte als mit dem Modus normal Als Ergebnis ihrer Studie erkl rten die Autoren die Notwendigkeit DXA Messungen auf dem selben Ger t mit der selben Software Version und mit dem gleichen Scan Modus durch zu f hren 2 3 6 2 Relevante Studien mit dem Tiermodell Schaf Unter den Gro tieren erlangt das Schaf als Versuchstier f r die Osteoporose Forschung eine immer gr ere Bedeutung Das hormonelle Profil der Zibben besitzt eine gro e hnlichkeit mit dem des Menschen Au erdem sind sie in einer gro en Zahl verf gbar und relativ einfach zu handhaben Dennoch gibt es bis jetzt nur wenige Studien welche das Schaf als Versuchstier verwenden Diese sind au erdem h ufig auf biochemische und histologische Evaluierungen limitiert Auch Studien mit DXA sind in dieser Tiergruppe selten und meist auf ex vivo Studien beschr nkt in denen nur pr parierte Knochen gemessen wurden Pouilles et al 2000 Die folgenden zwei Studien besch ftigen sich mit lebenden Schafen f r die DXA Untersuchungen Turner et al 1995a verglichen in ihrer Studie den Knochenmineralgehalt und die Kno chenmineraldichte verschiedener Knochen bei 48 Zibben in vivo und nach der Eutha nasie Untersucht wurden unter Verwendung eines DX A Gerates Hologic QDR 1000 W die Lendenwirbel von L4 L6 L5 L7 der Kalkaneus und der distale Radius Au er dem wurden DXA Messungen mit 2 verschiedenen Ger ten Hologic
194. mit denen aus Messungen mit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie verglichen Bestimmt wurde der K rperfettgehalt von insgesamt 160 M nnern Die Un tersuchung der einzelnen Patienten fand jeweils mit beiden Ger ten an einem Tag statt um m gliche Schwankungen in der K rperzusammensetzung auszuschlie en Die An thropometrie beinhaltete das Feststellen des H ft und des Taillenumfanges sowie die Messung der Hautfaltendicke an mindestens zwei verschiedenen Stellen Die Vorgaben und die Berechnungen richteten sich nach Studien von Jackson und Pollock 1985 In diesem Vergleich wurde eine hohe Korrelation r 0 92 0 94 beim Gesamtk rperfett gehalt zwischen den beiden Methoden festgestellt allerdings wurde bei jeder Messung der absolute Fettgehalt mit der Anthropometrie um 3 1 3 3 gegen ber DXA unter sch tzt Auch auf dem Nutztiersektor gibt es in Anlehnung an anthropometrische Methoden durchgef hrte Studien Mirosh et al 1981 untersuchten die Korrelation zwischen ab dominalem Fett und der Fl gelhautdicke und der Dicke der Federkiele im Bereich des Humerus bei 661 H hnern der Gattung Gallus gallus domesticus Die Korrelationskoef fizienten wiesen eine schlechte bereinstimmung auf r 0 01 0 18 so dass es nicht m glich war das abdominale Fett mittels der oben genannten Methoden vorherzusagen Wie auch von Sch llhorn 2007 beschrieben ist eine etwas bessere Methode auf diesem Sektor die Entwicklung eines speziellen Ma
195. mparison with the DPX IQ Compared with the scale weight iDXA is more accurate than DPX IQ The results of the body composition measurements of the small ruminants are similar to the results of the pigs measurements However it can be assumed that the relationship of the machines pertaining to the fat mass R 0 65 0 66 are lower due to the sheep s rumen The highest relationships were found within the measurements of the total tissue R 0 99 and the lean tissue mass R 0 93 0 94 Similar to the pigs the relationships of the results of the bone mineral content and the bone mineral density R 0 88 and R 0 59 0 68 are the lowest In contrast to the pigs measurements iDXA underestimates compared with the DPX IQ the lean tissue mass and overestimates the fat mass The explanation of this pattern is the use of different DPX IQ modes in the study The results of the measurements of the sheep carcasses show higher relationships than do the results of the live sheep This was related to the removal of the bowel of the sheep The machines achieved the highest regression coefficients when measuring total tissue R 0 96 0 97 and lean tissue mass R 0 89 0 93 This was followed by the measurement of the fat mass R 0 75 0 91 The regression coefficients of the DXA machines pertaining to the bone mineral content and the bone mineral density are R 0 82 0 84 and R 0 68 0 81 iDXA underestimates similar to
196. mpuls besitzen Die Geschwindigkeit mit der die Protonen diese Bewegung ausf hren also die Pr zessionsfrequenz auch Larmorfrequenz h ngt von der Magnetfeldst rke ab Je st rker das Magnetfeld ist desto h her ist die Fre quenz Die parallele Ausrichtung der Protonen ist energetisch g nstiger weswegen sich geringf gig mehr Protonen parallel als antiparallel ausrichten Grunds tzlich heben sich die im statischen Magnetfeld parallel und antiparallel aus gerichteten Protonen gegenseitig auf Da allerdings geringf gig mehr Protonen parallel ausgerichtet sind entsteht ein zum externen Magnetfeld parallel liegendes longitudinales Magnetfeld welches von den Protonen induziert wird Durch einen spezifischen Hoch frequenzimpuls besitzt die gleiche Frequenz wie die Pr zessionsfrequenz der Protonen werden 2 Vorg nge ausgel st Hendrix 2003 1 Durch einen Energietransfer auf die Protonen welcher als Kernspin Resonanz be zeichnet wird erlangen die Protonen ein h heres Energieniveau und richten sich demzufolge antiparallel aus Durch diesen Vorgang nimmt die longitudinale Ma gnetisierung ab 24 2 Zus tzlich pr zedieren die Protonen alle in Phase Diesen Vorgang bezeichnet man als Phasenkoh renz Sie bewirkt eine transversale Magnetisierung Durch das Abstellen des Hochfrequenzimpulses werden diese zwei Vorg nge r ckg ngig gemacht Die Energie wird abgegeben wodurch sich die Protonen wieder parallel ausrich ten und
197. n Wird die Genauigkeit zwischen den beiden Ger ten berpr ft wird ersichtlich dass bei der Messung der niedrigen Fettkonfiguration erneut iDXA im Modus Standard die h chste Genauigkeit aufweist Diesem Ergebnis folgen die Messungen von Ruge 2006 mit dem DPX IQ im Modus Adult Screening bei dem die Differenz des Mittelwertes zur Herstellerangabe 0 02 betr gt Allerdings streuen hier die Ergebnisse viel weiter um den Mittelwert als bei den Messungen mit dem iDXA DPX IQ Standardabweichung 1 03 und Variationskoeffizient 12 5 iDXA Standardabweichung 0 15 und Variationskoeflizient 1 76 Bei der Messung der mittleren Fettstufe erreicht der DPX IQ im Modus Adult Schnell die h chste Genauigkeit gefolgt vom iDXA im Modus Standard Die Differenzen der Mittelwerte zu den Herstellerangaben betragen 0 5 DPX IQ und 0 89 iDXA wobei auch hier die Streuung der Ergebnisse um den Mittelwert beim iDXA deutlich geringer ausf llt Bei der Messung der h chsten Fettstufe erzielt die mit Abstand beste Genauigkeit der DPX IQ im Modus P diatrie Small Die Differenz des Mittelwertes zur Herstellerangabe betr gt 0 05 Zusammenfassend arbeitet der iDXA bei der Beurteilung der niedrigen Fettstufen ge nauer als der DPX IQ wobei dieser bei der Berechnung der h heren Fettgehalte in einigen Modi genauer abschnitt Allerdings bezieht sich die Genauigkeit des DPX IQ nur auf einzelne Modi die sich von den anderen
198. n Gewichtsbereichen im Mittel unter den Messwerten des DPX IQ liegen sl 4 1 2 Magerweichgewebe g 4 1 2 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK Mager g 120000 90000 o a 60000 a 30000 0 0 30000 60000 90000 120000 iDXA Abbildung 4 3 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAp ck Tabelle 4 5 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und VC e Mager g MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 64797 33 9795 54 15 12 iDXA 73027 41 11789 19 16 14 y 0 8x 6236 57 0 93 2571 36 Diff 8230 08 1993 65 1 03 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeflizient werden in Tabelle 4 5 dargestellt Die Regressionsgerade kreuzt die Identit tslinie bei 31182 85 g Bei Betrachtung der Mittelwerte wird ersicht lich dass die iDXA Werte im Mittel erwartungsgem ber den DPX IQ Werten lie gen P lt 0 05 Ferner ist die Verteilung der Punktewolke auff llig welche im h heren Magerweichgewebebereich etwas st rker um die Regressionsgerade streut Die Ergebnisse der Aufteilung in drei verschiedene Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg gt 100 kg werden in Tabelle 4 6 dargestellt 82 Tabelle 4 6 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtskla
199. n in der Qualit tskontrolle um Instabilit t in der Kalibrierung feststel len zu k nnen Der Erfolg der Phantome um diese Ziele zu erreichen liegt vor allem im Design Ein Phantom kann zum Testen von grundlegenden Scanner Eigenschaften m glichst einfach strukturiert sein wohingegen ein Phantom f r die Untersuchung der Scanner Eigenschaften im Gesamten einen komplexen Aufbau haben sollte Ein Phan tom welches f r das Imitieren eines Gesamtk rper Scans verwendet wird sollte folgende Eigenschaften aufweisen Diessel et al 2000 1 Es sollte wiederverwendbar und transportabel sein 2 Der Hersteller muss die Bedienung und das Analyseverfahren festgelegt haben 3 Das Phantom sollte in der Lage sein die f r die Population charakteristischen Massen Gewebedicken und Gewebezusammensetzungen zu erfassen 4 Das Phantom sollte Knochen quivalente oder Knochensegmente besitzen um die Kalibrierung des Knochenmineralgehaltes zu erm glichen 5 Des weiteren sollte das Phantom g nstig in der Herstellung und best ndig sein Die physikalischen Eigenschaften der Materialien sollten eine gro e hnlichkeit zum menschlichen Gewebe aufweisen 6 Geringe Scannerkalibrierungsunterschiede Komponentenfehlfunktionen oder Alte rung welche die Ergebnisse beeinflussen k nnen sollten m glichst fr hzeitig be merkt werden und erfordern eine gro e Stabilit t des Phantoms 54 Die Gestaltung eines Phantoms mit diesen Eigenschaften ist
200. n of creatinine and 3 methylhistidine in adult humans J Appl Physiol 76 5 1946 1950 1994 Z Wang R N Jr Pierson and S B Heymsfield The five level model a new approach to organizing body composition research Am J Clin Nutr 56 19 28 1992 Z Wang P Deurenberg D E Matthews and S B Heymsfield Urinary 3 Methylhistidine Excretion Association With Total Body Skeletal Muscle Mass by Computerized Axial Tomography Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 22 No 2 82 86 1998 Z Wang P Deurenberg W Wang A Pietrobelli R N Baumgartner and S B Heymsfield Hydration of fat free body mass review and critique of a classic body composition constant J Clin Nutr 69 833 841 1999 Z Wang P Deurenberg and S B Heymsfield Cellular Level Body Composition Model A New Approach to Studying Fat Free Mass Hydration Annals of the New York Academy of Sciences 904 306 311 2000 Z Wang S B Heymsfield Z Chen S Zhu and R N Pierson Estimation of percentage body fat by dual energy x ray absorptiometry evaluation by in vivo human elemental composition Phys Med Biol 55 9 2619 2635 2010 J H Wilmore and A R Behnke Predictability of lean body weight through anthropometric assessement in college men Journal of Applied Physiology 25 349 355 1968 D E Wilson Application of ultrasound for genetic improvement J Anim Sci 70 973 983 1992 163 L J Yang F X Shen J C Zheng
201. n untersucht wurde Nachdem diese Angaben nur f r human medizinische Untersuchungen relevant sind wird darauf in dieser Arbeit nicht genauer eingegangen F r einen Ganzk rperscan ist die Stromst rke in jedem Modus mit 0 188 mA konstant wobei sich die Messdauer zwischen dem Modus Dick und Standard unterscheidet Bei unseren Untersuchungen betrug die Scan Zeit f r den Modus Dick maximal 13 Mi 65 nuten und 16 Sekunden f r den Modus Standard maximal 7 Minuten und 16 Sekunden DPX IQ 1998 und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Tabelle 3 3 Gegen berstellung der Modi des Ganzk rperscans beim iDXA Modi Standard Dick mA 0 188 0 188 Zeit 7 16 min 13 16 min 3 3 Der Versuchsablauf bei den Schweinen 3 3 1 Die Sedierung Es wurden insgesamt 218 Schweine untersucht und in die Studie aufgenommen Eine Anzahl von 24 Schweinen wurde mit beiden Modi des iDXA untersucht weswegen ins gesamt 242 Datens tze vorhanden sind Um Bewegungsartefakte zu minimieren wurden die Schweine sediert und anschlie end mit beiden Ger ten gescannt Zur Vermeidung von Zwischenf llen und um die Narkose m glichst schonend f r die Tiere zu gestalten wurde die letzte F tterung 16 Stunden vor dem Untersuchungstag durchgef hrt Den Schweinen wurde Stresnil Azaperon 2 mg kg und Ursotamin Ketamin 30 mg kg in tramuskul r ca zwei fingerbreit hinter dem Ohrgrund
202. nalyse fiir den Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAp ck bez glich der Fettgewebemessungen ersichtlich Der Standardsch tzfehler sagt aus dass sich die Messwerte im Durchschnitt um 2002 63 g von der Gerade entfernt befinden Anhand von der Steigung der Regressionsgerade und den Mittelwerten siehe Tabelle 4 1 wird sichtbar dass der iDXA in h heren Gewichts bereichen den Fettgehalt im Vergleich zum DPX IQ untersch tzt P lt 0 05 F r diese Untersuchung wurde in der gesamten Dissertation der DPX IQ als Referenz verwendet Wie sich die Messergebnisse der DX A Gerate im Vergleich zu den wahren Werten ver halten die zum Beispiel durch eine chemische Analyse bestimmt werden k nnten wurde in dieser Dissertation nicht untersucht Durch Betrachtung der Punktewolke wird ebenfalls sichtbar dass sich die einzelnen Messwerte in h heren Gewichtsbereichen weiter von der Regressionsgerade entfernen Aus diesem Grund wurden die Messergebnisse nach den Gewichtsbereichen der Schweine sortiert und separat untersucht Drei Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg gt 100 kg wurden gebildet In Tabelle 4 2 werden die Ergebnisse aufgef hrt 79 Tabelle 4 2 Vergleich der Fettgewebemessungen g mittels DPX IQapno und iDXAp ck nach Gewichtsklassen sortiert VC lt 80 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 14660 48 3972 62 27 10 u DKA 1403 7 3028 03 6 55 aan TOs Oe 10 88 1993 15 8
203. natomische Ebene 6 2 1 6 Untersuchungsverfahren zur Bestimmung der K rperzusammen setzung in Bezug auf die verschiedenen Ebenen 7 Methoden zur Messung der K rperzusammensetzung 8 2 2 1 Direkte Methoden 4 245 24 8 u 8 u HE oe ae rel 9 2 2 1 1 Chemische Analyse 32 04 82 u sa 8 ss en dan 9 2 2 1 2 Neutronenaktivierungsanalyse NAA 9 2 2 2 Indirekte Methoden 10 2 221 Anthropometiies u aa 4 bas oa she 10 2 2 2 2 Densitometrie Unterwasserw gung Luftverdr ngungs Plethysmographie und akustische Plethysmographie 12 2 2 2 3 Kalium Gammaspektrometrie 13 2 2 2 4 Bioelektrische Impedanzanalyse BIA 14 2 2 2 5 Gesamtkorperleitfahigkeit Total Body Electrical Con ductivity TOBEC ese IER Seder 15 Einf hrung Literaturteil 2 2 2 6 Kreatininausscheidungsanalyse und 3 Methylhistidin Ausscheidungsanalyse 2 2 222er 2 2 2 7 Verd nnungsanalyse u a wa u auch ea we 2 2 2 8 Nah Infrarot Interaktanz 2 2 2 9 Donoeraphie 2 2 ir a 22 a was a RRR BRE 2 2 2 10 Computertomographie CT 2 144624 0 0 24 4 2 2 2 11 Magnetresonanztomographie MRT 2 3 Dualenergie R ntgenabsorptiometrie nen 2 3 1 2 3 2 2 3 3 2 3 4 2 3 5 2 3 6 2 3 7 Entwicklung der DXA Technologie Physikalische Grundlagen 2 3 2 1 Die Erzeugung der Rontgenstrahlen 2
204. nd des Gesamtgewebes sind die Regressionskoeffizien ten mit beiden iDXA Modi exakt gleich weshalb hier keine Zuordnung getroffen werden kann Bei der Messung des Knochenmineralgehaltes ist die Beziehung der Messergebnis se beider Ger te sogar im Modus Standard des iDXA etwas h her als die Beziehung der Ger te im Modus Dick Auff llig ist au erdem dass die Standardsch tzfehler bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAp ck alle etwas h her liegen als die Stan dardsch tzfehler bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAsranp Auch dies widerspricht der Zuordnung der Modi Adult Normal des DPX IQ und Dick des iDXA Eine eindeutige Aussage zur Verwendung eines speziellen Scan Modus ist anhand dieser Studie nicht sinnvoll Auch ist demnach keine Empfehlung dar ber zu geben welcher Modus des iDXA mit dem Modus Adult Normal des DPX IQ am besten berein stimmt da sich die Ergebnisse nicht deutlich voneinander unterscheiden 5 6 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Large mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schafe als Tiermodell Wegen der unterschiedlichen Anatomie der Wiederk uer im Vergleich zu der von Schwei nen musste die Untersuchung mit dieser Tiergruppe getrennt von dem vorigen Teil der Studie betrachtet werden Das geringere Gewicht der Schafe begr ndet die Verwendung des Modus P diatrie Large des DPX IQ Dieser Modus wurde mit den beiden verf g ba
205. nd ist im Fettgewebe nicht vorhanden Es unterst tzt die Steuerung verschiedener Funktionen wie die Re gulierung des Wasser und Elektrolythaushaltes die Reiz bertragung an Muskeln und Nervenzellen sowie den Eiwei stoffwechsel Scholz 2002 Auch Kalium existiert im K rper und sendet eine charakteristische Gammastrah lung von 1 46 MeV aus Lukaski 1987 Diese Strahlung kann sowohl am lebenden Tier als auch am Schlachtk rper mit Hilfe der K Fl ssigkeits Szintillation in einem Gesamtk rper Z hlger t bestimmt werden Damit l sst sich die Gesamtk rperzellmasse bzw magergewebemasse bestimmen wor ber der Fettgehalt berechnet werden kann Scholz 2002 Siemens et al 1991 Um eine m glichst genaue Messung zu erhalten werden f r die Zusammensetzung des Ger tes die 3 unten genannten Faktoren ben tigt e Gammastrahlendetektoren mit guter Energieaufl sung und hoher Effizienz 13 e Eine ad quate Abschirmung um das Objekt und die Detektoren um die Hinter grundstrahlung zu minimieren e Ein Datenerfassungssystem welches die spezifische Strahlung von KIT 1 46 MeV erfassen kann Je nach Design des Ger tes abh ngig von der Effektivit t der Abschirmung der Effizi enz der Detektoren und der Gr e des zu messenden Objektes kann die Untersuchungs zeit ein paar Minuten bis hin zu einer Stunde dauern Ellis 2000 Die durch die auf wendige Technik entstandenen hohen Ger tekosten und die begrenzte Anwendbarkei
206. nder vergleichen zu k nnen Tabelle 3 7 Anzahl und Gewicht der Schaf Schlachtk rper in den jeweiligen Modi DPX IQ vs iDXA Anzahl der Schafe Gewicht P diatrie Small vs Dick 8 17 8 25 4 kg P diatrie Small vs Standard Ty 17 0 25 4 kg Auch mit diesen Daten wurden iDXA Modi untereinander verglichen Anhand von 8 Schafen konnten die Modi Dick und Standard einander gegentiber gestellt werden 3 7 Datenauswertung Die Berechnung der Untersuchungsergebnisse erfolgt bei beiden Ger ten nach jedem Scan mit Hilfe der jeweiligen Scanner Software DPX IQ Softwareversion 4 7e und iDXA enCORE 2010 Version 13 50 und erfordert vom Nutzer keinen weiteren Auf wand Folgende Werte wurden in dieser Dissertation verwendet e Magerweichgewebe Mager g 70 e Fettgewebe Fett g e Knochenmineralgehalt BMC g e Knochenmineraldichte BMD g cm Folgende Werte wurden fiir die Dissertation aus den oben genannten Werten berechnet e Gesamtes Gewebe Total Tissue g e Magerweichgewebe in Prozent Mager e Fettgewebe in Prozent Fett e Knochenmineralgehalt in Prozent BMC 3 8 Untersuchungen mit dem Variable Composition Phantom 3 8 1 Phantombestandteile Wie in der Dissertation von Ruge 2006 deren Ergebnisse im Anhang B zu finden sind wurde auch hier f r einen Teil der Messungen eine Kombination eines Bio Imaging Pennsylvania Newtown USA VCPs mit ei
207. ne bertragung der Untersuchungsergebnisse zwischen den Ger ten nicht ohne Verwendung von Regressionsgleichungen m glich Crabtree et al 2005 verglichen in ih rer Studie ebenfalls 2 DXA Ger te des Herstellers General Electrics Lunar DPX L und Lunar Prodigy und erhielten ebenso Differenzen zwischen den absoluten Messwerten Weitere Autoren welche ebenfalls zwei verschiedene DXA Ger te miteinander vergli chen empfahlen die Verwendung von Regressionsgleichungen um Messdaten einander anpassen zu k nnen bzw die Verwendung des gleichen Ger tes f r longitudinale Stu dien z B Ellis und Shypailo 1998 Oldroyd et al 2003 Mazess und Barden 2000 Koo et al 2003 L sel et al 2010 In diesem Teil der Studie erreichten die beiden Ger te DPX IQ und iDXA die h chste bereinstimmung f r das Gesamtgewebe sowie das Fett und Magerweichgewebe Da sich die Regressionskoeffizienten f r den Knochenmineralgehalt und die Knochenmine raldichte zwischen R 0 75 und R 0 67 befanden schlie t sich diese Arbeit der Empfehlung der zuvor genannten Autoren an Die Regressionskoeffizienten lassen keine eindeutige Zuteilung der Modi vom DPX IQ zum iDXA zu Untersucht man jede gemessene Gr e so gilt die getroffen Zuteilung sie he Kapitel 5 1 auf Seite 118 des Modus Adult Normal DPX IQ zum Modus Dick iDXA sehr gut f r das Fettgewebe und die Knochenmineraldichte Bei den Messergeb 131 nissen des Magerweichgewebes u
208. nem GE Lunar Wirbels ulen Phantom ver wendet Das Variable Composition Phantom VCP besteht aus vier Acrylbl cken mit einer Gr e von 20 3 cm x 24 8 cm x 14 4 cm L nge x Breite x H he Das Gewicht betr gt 7 74 kg Dazu gibt es d nne Auflagen 1 5 mm aus PVC und Vinyl und einen Aluminiumkopf durch dessen Hilfe drei verschiedene Weichgewebekombinationen simu liert werden k nnen siehe Abbildung 3 10 71 Abbildung 3 10 Bestandteile des Variable Composition Phantoms Die Abschw chung der R ntgenstrahlen durch die Acrylbl cke entspricht der Abschw chung von Fettgewebe die der d nnen Auflagen entspricht den Abschw chungseigen schaften von Magerweichgewebe Somit kann der Fettgehalt individuell eingestellt wer den und entspricht je nach Kombination 8 3 22 3 und 43 5 Fett entsprechend der Herstellerangaben die auf Messungen mit einem GE Lunar Prodigy Scanner beruhen Den geringsten Fettgehalt erreicht man durch die Auflage aller vier PVC und Vinyl bl tter w hrend der maximale Fettgehalt durch die Auflage von nur einem PVC Blatt zu erlangen ist Die Aluminiumwirbels ule besteht aus den Wirbeln L1 L4 wobei die H lfte von T12 und L5 als Orientierungspunkte einen Teil der Wirbels ule darstellen Sie imitiert die typische Gr e und Dichte der menschlichen Wirbels ule VCP Instruction 3 8 2 Phantomaufbau und Positionierung Die vier Acrylbl cke mit der Bezeichnung Al A4 wurden f r die M
209. net In den n chsten Schritten wird daraus die Masse des Magergewebes und des Fettgewebes bestimmt Ellis 2000 Scholz 2002 Scholz und Baulain 2009 Einen negativen Einfluss auf die Untersuchung der K rperzusammensetzung mit Hilfe von Verd nnungsmethoden stellt der individuelle Unterschied des Gesamtk rperwassers dar Der Wassergehalt in der fettfreien Masse bewegt sich tierart und altersabh ngig zwischen 74 0 und 78 75 Noch nicht ausgewachsene S ugetiere haben einen h he ren Anteil an Gesamtk rperwasser als ltere Individuen Scholz 2002 Lukaski et al 1985 stellten mit einer verbesserten Infrarot Absorptiometrie Untersuchungen zur In dikatormenge von Deuterium Oxid an und erhielten auch mit einer geringen Menge an Deuterium Oxid 10 e D20 gute Ergebnisse Pr zision 2 5 Die Vorteile in der geringen Deuterium Oxid Dosis liegen in der M glichkeit die Messungen nach kurz en Abst nden zu wiederholen ohne eine hohe Deuterium Oxid Belastung zu erhalten Au erdem kann das Deuterium Oxid oral verabreicht werden es k nnen alle K rperfl s sigkeiten beprobt werden und es werden nur geringe Mengen an Proben f r die Analyse ben tigt Die Handhabung ist relativ einfach und preiswert Lukaski et al 1985 2 2 2 8 Nah Infrarot Interaktanz Diese Methode basiert auf der Reflexion bzw Absorption von infrarotem Licht durch unterschiedliche Gewebeschichten Der Messkopf wird an einer geeigneten K rperstelle angeset
210. ning 6 min 4 8 x 19 2 mm 0 1 uGy 0 150 mA Tabelle 3 2 Eigenschaften des Modus P diatrie modifiziert nach Ruge 2006 Modus P diatrie Aufnahmedauer min Aufl sung mm Stromst rke mA large 27 36x72 0 150 medium 27 3 6 x 7 2 0 300 small 58 24x48 0 300 3 2 GE Lunar iDXA Abbildung 3 4 GE Lunar iDXA Scanvorgang an einem an sthesierten Schwein 60 3 2 1 Technische Daten 3 2 1 1 Die Grundlagen Bei dem GE Lunar iDXA handelt es sich um ein narrow angle Fan Beam System Es wird eine Stellfl che von 2 87m x 1 32m x 1 27m L nge x Breite x H he ben tigt Der Scannertisch hat eine H he von 0 63 m Ebenso wie der DPX IQ besteht der Scanner aus einer R ntgenr hre welche mit dem Scannerarm und dem sich darin befindenden Detektor verbunden ist Die unter dem Tisch platzierte R ntgenr hre bewegt sich bei der Messung simultan mit dem Scannerarm entlang des Tisches Der Scanner ist mit einem Computer verbunden welcher den Scan Vorgang steuert und gleichzeitig die gemessenen Daten speichert Das zul ssige Patientengewicht betr gt 204 kg Die Strahlenbelastung betr gt f r einen Ganzk rperscan im Modus Standard 34Gy und im Modus Dick 6 uGy Eine externe Abschirmung ist wegen der geringen Strahlenbelastung nicht n tig Die R ntgenr h re bringt eine konstante Gleichspannung von 100 kV und eine maximale Leistung von 2 5 mA Sie erzeugt R nt
211. nz mit und ohne Objekt be steht Bei der zweiten Art von TOBEC Ger ten muss das Objekt durch die Spule bewegt werden Das Messergebnis besteht bei diesem Ger tetyp aus dem Phasendurchschnitt beziehungsweise aus der relativen Energieabsorption Keim et al 1988 Presta et al 1983 Lukaski 1987 Scholz 2002 Die elektromagnetischen Messsignale w hrend der Passage werden au erdem noch von der Geometrie der Position und der Temperatur der zu messenden Objekte beeinflusst Scholz 2002 Es gibt etliche Studien welche die TOBEC Methodik zur Messung der K rperzusammensetzung mit anderen Methoden vergleichen Keim et al 1988 zum Beispiel untersuchten sedierte Schweine von 48 137 kg und stellten eine hohe Korre lation zwischen den TOBEC Messwerten und den Schlachtk rperdaten leeres Gesamt k rperwasser r 0 980 fettfreie Masse des leeren Gesamtk rpers r 0 980 leeres Gesamtk rper Rohprotein r 0 962 leeres Gesamtk rper Kalium r 0 949 fest Einige Ornithologen erstellten Studien mit teilweise unterschiedlichen Ergebnissen Ca stro et al 1990 untersuchten 5 verschiedene Vogelarten mit einem K rpergewicht zwi schen 18 g und 90 g Ihre Ergebnisse zeigen dass TOBEC Messungen bei V geln ab 20 g eine sehr gute Beziehung zu der chemischen Analyse erreichen R 0 95 Allerdings weisen sie darauf hin dass die TOBEC Gerate bei Tieren mit weniger als 20 g K rperge wicht keine genauen Messungen zulassen Als Grund daf r
212. owie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient sind aus der Tabelle 4 20 zu entnehmen Der Schnittpunkt der Regressionsgerade mit der Identit tslinie liegt bei 35585 3 g Die Punktewolke verteilt sich auch hier gleichm ig entlang der Regressionsgerade Das Gesamtgewicht der Schweine wurde ebenfalls mit einer K rperwaage ermittelt Das Ergebnis ist in Tabelle 4 21 ersichtlich Tabelle 4 21 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schweine mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQapno und iDXAgranp Gesamtgewicht MW kg STABW kg VC Korperwaage 78 78 9 1 11 55 MWk rperwaage MW Dpx g ADNO 1 73 0 14 0 08 MW k rperwaage MWipxa STAND 0 23 0 24 0 27 Der DPX IQapno untersch tzt hier tendenziell das Gesamtgewicht gegen ber der K r perwaage P 0 4 der iDXA bersch tzt es minimal P 0 9 Die Ergebnisse der Untersuchung bez glich der Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg sind in Tabelle 4 22 ersichtlich Ein deutlicher Unterschied im linearen Zusammenhang der beiden Ger te zwischen den beiden Gewichtsbereichen ist nicht erkennbar 95 Tabelle 4 22 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW 2 Regressionsgerade R RMSE o IQ 71096 22 5659 67 7 96 E IDXA 72686 22 5595 72 7 70
213. position of Pigs Measured with Dual X Ray Absorptiometry Compari son With Chemical Analyses and Effects of Carcass Thicknesses Nutrition 15 697 703 1999 N W Lutz und E Schultz Beschreibung des MR Relaxationsverhaltens von Gewebe mit Hilfe einer geeigneten Modellvorstellung Digitale Bilddiagnostik 7 56 60 1987 M D Markel and J J Bogdanske The effect of increasing gap width on localized densitometric changes within tibial ostectomies in a canine model Calcif Tissue Int 54 2 155 159 1994a M D Markel and J J Bogdanske Dual energy X ray absorptiometry of canine femurs with and without fracture fixation devices Am J Vet Res 55 6 862 866 1994b R B Mazess and S H Barden Evaluation of Differences between Fan Beam and Pencil Beam Densitometers Calcified Tissue International 67 291 296 2000 R B Mazess S H Barden and J Bisek Dual energy X ray absorptiometry for total body and regional bone mineral and soft tissue composition Am J Clin Nutr 51 1106 1112 1990 Medilink Osteocore 3 Visio Progress through Innovation 163 L W Mirosh B A Becker J V Spencer and J A Verstrate Prediction of abdominal fat in broiler chickens using wing web and humeral feather tract measure ments Poultry Science 76 1746 1752 1981 A D Mitchell and A M Scholz Techniques for Measuring Body Composition of Swine CRC Press LLC 2001 A D Mitchell J M Conway and W J E Potts Body Compo
214. r als 1 8 0 8 bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAp ck und 8 0 94 bei dem Vergleich des DPX IQapno mit dem iDXAgranp Die zus tzliche Berechnung der Mittelwerte zeigt deutlich dass iDXA in 126 jedem Modus Dick und Standard den Magerweichgewebegehalt im Vergleich zum DPX IQapno bersch tzt Dieses Ergebnis steht erwartungsgem gegenteilig zu der Fettgewebemessung bei der das Fettgewebe vom iDXA in jedem Modus gegen ber dem DPX IQ untersch tzt wird Eine bersch tzung des Magerweichgewebes und eine gleich zeitige Untersch tzung des Fettgewebes durch Fan Beam Ger te in Bezug auf Messungen mit Pencil Beam Ger ten best tigten auch Crabtree et al 2005 und Ellis und Shypai lo 1998 Ellis und Shypailo 1998 vermuteten dass die Hersteller die Referenz Werte R Werte bei dem Fan Beam Ger t nderten welche dem Computer zur Bestimmung des Weichgewebes dienten Mazess und Barden 2000 erkl rten die Untersch tzung des Fettgewebes und die gleichzeitige bersch tzung des Magerweichgewebes bei Fan Beam Ger ten mit dem bekannten Verg erungseffekt welcher durch die F cherstrahlen ver ursacht wird Allerdings bezogen Mazess und Barden 2000 ihre Aussage auf einen F cherstrahl mit einem weiten Winkel Da laut Herstellerangaben der Vergr erungseffekt des iDXA durch den engen Abtast winkel die berlappung der Bilder und die spezielle Software minimiert wurde be ruht wie auch von Ellis und Shyp
215. rachtung f r jede daraus entstandene Regressionsgerade erneut durchgef hrt werden 5 5 Vergleich des Lunar DPX IQ Adult Normal mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell 5 5 1 bersicht der verschiedenen Messgr en 5 5 1 1 Fettgewebe g Die Ger te zeigen bei dem Vergleich der Fettgewebemesswerte g mit R 0 90 DPX IQapno VS iDXApicx und R 0 82 DPX IQapno VS iDXAgranp eine hohe Uber einstimmung 125 Auff llig ist die Steigung der Regressionsgeraden und die Verteilung der Punktewolken um diese Die Steigung ist bei beiden Regressionsgeraden Vergleich DPX IQapno mit dem iDXAp ck und stand gr er als 1 8 1 22 und 6 1 18 Au erdem streut die Punktewolke in h heren Gewichtsbereichen weiter um den Graphen In verschiedenen Studien von Mitchell et al 1996 1998a 2000 wurde eine K rpergewichts bzw Fett gehaltsabh ngigkeit der Genauigkeit von DXA Messungen bewiesen Demnach wird der Fettgehalt bei Schweinen mit niedrigem K rperfettanteil lt 20 mittels DXA unter sch tzt und bei Schweinen mit h herem K rperfettanteil gt 20 bersch tzt In den Studien von Mitchell et al 1996 1998a 2000 wurde das Ger t Lunar DPX L der Firma General Electrics verwendet In dieser Dissertation wurde die Studie erweitert um die K rpergewichtsabh ngigkeit der Messg te der DXA Ger te zu berpr fen Dabei wurden die Messergebnisse in 2 Verglei
216. ral Electrics F r die in vivo Studie wurden 13 Patienten mit Anorexie und 23 Patienten mit zystischer Fibrose untersucht Au erdem wurden 36 gesunde Versuchsper sonen gescannt Bei der Messung des Knochenmineralgehaltes des Magerweichgewebes des Fettgewebes und des Gesamtgewebes wurden vom Prodigy h here Werte als mit dem DPX L gemessen Die Phantom Messungen unterschieden sich von diesem Ergeb nis wobei die erhaltenen Messwerte von dem jeweiligen Phantom abhingen Die Studien von Crabtree et al 2005 und Oldroyd et al 2003 beinhalteten jeweils die selben Ger te erzielten jedoch zum Teil voneinander abweichende Ergebnisse Crabtree et al 2005 begr ndet dies mit Variationen zwischen den verschiedenen Populationen und mit Differenzen bei der Kalkulierung des Knochengewebes bei Kindern mit kleineren Knochen und weniger dichtem Knochengewebe In der eigenen Studie wurde bei der Messung der K rperzusammensetzung lebender Schweine das Fettgewebe vom iDXA gegen ber dem DPX IQ untersch tzt das Mager weichgewebe bersch tzt Bei der Untersuchung der Schafe und der Schaf Schlachtk rper wurde ein gegenteiliges Ergebnis erzielt In dieser Dissertation wird das Ergebnis mit der Verwendung von unterschiedlichen DPX IQ Modi begr ndet iDXA untersch tzt hier demnach in jedem Modus das Fettgewebe im Vergleich zum Modus Adult Nor mal des DPX IQ Untersuchung lebender Schweine und bersch tzt es im Vergleich zu den Modi P diatri
217. rd zu bevorzugen Ob ein h heres K rpergewicht gt 100 kg Einfluss auf die Wahl eines Modi besitzt m sste in weiteren Untersuchungen gekl rt werden F r Schaf schlachtk rper ist jedoch der iDXA Modus Dick zu bevorzugen da hier die h chste bereinstimmung mit dem bislang verwendeten DPX IQ Modus P diatrie Small vor liegt 5 11 Allgemeine Schlussfolgerungen Laut den Untersuchungsergebnissen dieser Dissertation ist es nicht m glich einen Wech sel der Ger te bei einer laufenden Studie durchzuf hren ohne deren Messergebnisse mit Hilfe spezieller Regressionsgleichungen einander anpassen zu m ssen Bei dem DPX IQ gibt es f r eine Ganzk rperuntersuchung die M glichkeit zwischen 6 verschiedenen Modi zu w hlen Bei dem iDXA wurden diese M glichkeiten auf 2 Modi reduziert wenn man vom Kleintiermodus absieht Dies erschwert die Zuordnung der DPX IQ Modi zu denen des iDXA Dennoch wurde versucht dies anhand der technischen Daten durchzuf hren damit die Wahl eines iDXA Modus zu einem der DPX IQ Modi bei ger te bergreifenden Studien vereinfacht wird Anhand der darauf erfolgten Messungen konnte allerdings kei ne eindeutige Beziehung zwischen den DPX IQ und iDXA Modi gefunden werden die anhand der technischen Daten einander zugeordnet wurden Nur bei der Messung der Schaf Schlachtk rper war die Beziehung der Modi P diatrie Small des DPX IQ und Dick des iDXA in den meisten Messparametern gr er als die der Mo
218. re Regressionsanalyse Folgende Beschreibung der linearen Regressionsanalyse ist an das Buch von Fahrmeir et al 2011 angelehnt Ziel einer Regressionsanalyse ist die Bestimmung einer Funktion Y f X zur Be schreibung eines vorliegenden Zusammenhanges Dabei soll ein m glichst gro er Anteil der Variabilit t in den Daten erkl rt werden wobei nur wenig auf einen zuf lligen Feh lerterm e zur ckzuf hren sein sollte Bei der linearen Regression wird eine Ausgleichs gerade durch die Punktewolke gelegt Diese soll m glichst nahe an den tats chlichen Beobachtungen liegen Somit nimmt die Funktion f X die Form von f X a 8X an wobei a den Achsenabschnitt und 8 die Steigung darstellt F r jeden aufgenomme nen Wert x wird ein f berechnet in der Art dass a 6x 9 entspricht Da die Daten aber um die zu bestimmende Gerade streuen weicht der prognostizierte Wert Ji von dem tats chlichen Wert y ab Diese Abweichung soll m glichst klein sein die wahren Y Werte sollen also m glichst nahe an der Gerade liegen Die G te des Modells wird anschlie end anhand der Streuungszerlegung beurteilt Ge pr ft wird welcher Anteil der Streuung der y sich durch die Regressionsgleichung erkl ren l sst Durch die folgende Gleichung l sst sich die gesamte Streuung der y erfassen wobei y den Mittelwert darstellt SQT Wau M SQT stellt die Abk rzung f r Sum of Squares Total und damit die Gesamtstreuung dar Bei der
219. ren Ganzk rpermodi Dick und Standard des iDXA verglichen Der Modus P d iatrie Large des DPX IQ konnte anhand der technischen Daten dem Modus Standard des iDXA zugeordnet werden siehe Tabelle 5 1 In diesem Teil der Studie wurden die einzelnen Regressionsgleichungen jeweils in das selbe Diagramm eingetragen Dadurch ist ein direkter Vergleich der einzelnen Graphen auf einen Blick m glich Insgesamt wurden 20 Schafe je 2 mal mit dem iDXA einmal Modus Dick und einmal Modus Standard und einmal mit dem DPX IQp tarce gescannt Dadurch konnten Repositionierungsfehler zwischen den einzelnen Scandurchg ngen des iDXA vermieden werden 132 5 6 1 bersicht der verschiedenen Messgr en 5 6 1 1 Fettgewebe g Die Regressionskoeffizienten liegen f r das Fettgewebe bei R 0 66 DPX IQp Larce vs iDXAp ck und R 0 65 DPX IQp tarce vs iDXAgranp Diese relativ niedri ge Beziehung ist m glicherweise mit der Anatomie der Schafe erkl rbar Der Hersteller verwendet ein Verteilungsmodell f r das Weichgewebe welches auf anatomischen Grund lagen des Menschen beruht Nord und Payne 1995 Ob sich die Verteilungsmodelle f r das Weichgewebe zwischen iDXA und DPX IQ unterscheiden ist nicht bekannt Dies w rde eine verminderte Beziehung der Messergebnisse zwischen den Ger ten erkl ren Auch bei einem identischen Verteilungsmodell k nnen sich die Messergebnisse der bei den Ger te deutlicher unterschei
220. ressionsgerade betr gt 3 0 84 und gleicht somit besser der Identit tslinie als die Regressionsgerade der Datenreihe DPX IQp smar versus iDXAgranp 8 0 75 Auch in Kapitel 5 1 wurden die Modi P diatrie Small des DPX IQ und Dick des iDXA einander zugeordnet Diese Zuteilung basierte auf der maximal ben tigten Scandauer und der verwendeten Stromst rke der jeweiligen Modi Anhand der Mittelwerte iDXApicx MW 3712 63 g vs DPX IQp smart MW 138 3115 63 g ist ersichtlich dass das Fettgewebe mit dem Modus Dick des iDXA im Vergleich zum DPX IQp smar minimal bersch tzt wird P 0 3 Im Modus Stan dard liegen die iDXA Messerwerte des Fettgewebes ebenfalls tendenziell ber denen des DPX IQ Dieses Ergebnis wurde auch bei der Messung lebender Schafe erreicht w hrend hingegen bei der Messung lebender Schweine das Fettgewebe von iDXA unter sch tzt wurde Diese Aussage w rde demnach die Verwendung unterschiedlicher DPX IQ Modi als Haupteinflussfaktor identifizieren und den Pansen als Grund f r die Differenz ausschlie en 5 7 1 2 Magerweichgewebe g Die beiden Regressionsgeraden verlaufen mit der Steigung 3 0 89 parallel zueinander Die Regressionskoeffizienten betragen R 0 89 f r den Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXA im Modus Dick und R 0 93 f r den Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXA im Modus Standard Somit ist die bereinstimmung des Modus P dia trie Small
221. rgebnissen f hren kann ist die Aufl sung der beiden Ger te Durch die deutlich h here Aufl sung des iDXA 0 3 x 0 25 mm im Gegensatz zum DPX IQ geringste Aufl sung 2 4 x 4 8 mm f r Ganzk rperuntersuchungen mittels P diatrie Small misst dieser die berg nge von Knochen zu Weichgewebe viel genauer In der Abbildung 5 1 werden die Konsequenzen einer schlechteren Aufl sung vereinfacht dargestellt 121 Abbildung 5 1 Schematische Darstellung der unterschiedlichen Aufl sung der Ger te links DPX IQ rechts iDXA Die erste Konsequenz einer schlechteren Aufl sung ist dass in Bildpunkten mit einem geringf gigen Knochenanteil siehe Pixel 1 im linken Bild dieser nicht erkannt wird und komplett zum Weichgewebe gez hlt wird L sel et al 2010 Die zweite Konse quenz entsteht wenn ein Pixel mit etwas h herem Knochenanteil siehe Pixel 2 im linken Bild komplett zu Knochengewebe gez hlt wird Demgegen ber kann ein Ger t mit h herer Aufl sung rechtes Bild genauer zwischen Knochen und Weichgewebe un terscheiden Die verminderte Aufl sung beim DPX IQ beeinflusst die Gesamtfl che des Knochen bzw Weichgewebes wodurch Abweichungen in den Messergebnissen zwischen den beiden Ger ten entstehen Der Cadmium Zink Tellurid Detektor des iDXA ist ein Halbleitersystem bestehend aus 2 Reihen welche eine genauere Bestimmung der Auftreffposition der Photonen erm g lichen siehe
222. rmutet wird dass wegen des Pansens und dessen Inhalts die Ger te f r das Fettgewebe verminderte bereinstim mungen zwischen den Messergebnissen zeigen R 0 65 0 66 Die engste Beziehung weisen die Ger te erneut bei der Bestimmung des Gesamtgewebes R 0 99 und des Magerweichgewebes R 0 93 0 94 auf Die Beziehungen der Messergebnisse des Knochenmineralgehaltes und der Knochenmineraldichte R 0 88 und R 0 59 0 68 sind wie bei den Schweinen vergleichsweise am niedrigsten Bei den Schafen wird im Gegensatz zu den Messungen mit den Schweinen das Magerweichgewebe vom iDXA im Vergleich zum DPX IQ minimal untersch tzt und das Fettgewebe bersch tzt In der Studie wurde dies mit der Verwendung unterschiedlicher DPX IQ Scan Modi begr ndet Die Ergebnisse der Schaf Schlachtk rper zeigen engere bereinstimmungen als die der lebenden Schafe da das Eingeweide inklusive Magen Darm Trakt entfernt wurde Die h chsten Bestimmtheitsma e erreichen die Ger te wiederholt bei der Messung des Ge samtgewebes R 0 96 0 97 und des Magerweichgewebes R 0 89 0 93 Diesen folgt die Analyse des Fettgewebes mit R 0 75 0 91 Knochenmineralgehalt und Kno chenmineraldichte liegen bei den Messungen der Schaf Schlachtk rper enger beieinander Die Ger te erreichen diesbez glich Bestimmtheitsma e von R 0 82 0 84 und R 0 68 0 81 Auch hier wird das Magerweichgewebe vom iDXA gegen ber dem DPX IQ tendenziell untersch tzt und
223. rwendeten Mo di des DPX IQ Adult Normal P diatrie Large P diatrie Small mit den Mo di Standard und Dick des iDXA verglichen Als Versuchstiere dienen narkotisierte Schweine narkotisierte Schafe sowie Schweine und Schaf Schlachtk rper F r die Un tersuchung der Genauigkeit wird ein Variable Composition Phantom eingesetzt Dieses diente ebenfalls in der Dissertation von Ruge 2006 als standardisiertes Messobjekt Die Autorin untersuchte in ihrer Studie damit bereits die Genauigkeit des DPX IQ und ver glich diese mit der Genauigkeit eines Norland XR26 Scanners Die eigene Dissertation setzt auf die Ergebnisse der Dissertation von Ruge 2006 auf und f hrt die Untersuchung f r das iDXA durch Anhand der Versuchstiere wird jeweils der Fettgehalt der Magerweichgewebegehalt der Knochenmineralgehalt und die Knochenmineraldichte bestimmt Anschlie end wird aus den Messergebnissen das Gesamtgewebe berechnet Um m glichst genaue Umrechnungs formeln finden zu k nnen werden Regressionsgleichungen f r jede Tierart und jede Mess gr e aufgestellt Im nachfolgenden Literaturteil werden die Funktionsweisen der g ngigen Techniken zur Bestimmung der K rperzusammensetzung kurz zusammengefasst um die Unter schiede zur Dualenergie R ntgenabsorptiometrie deutlicher hervorheben zu k nnen Die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie wird in Kapitel 2 3 genau beschrieben 2 Literaturteil 2 1 Das 5 Leve
224. s gt 1000 Bilder z B GE LightSpeed VCT entstehen Die Strahlenexposition betr gt f r den zu untersuchenden Bereich zwischen 0 5 und 1 cSv 1cSv 1 100 Sievert F r die Berechnung der K rperzusammensetzung k nnen auch quantitative CT Ger te verwen det werden welche nicht nur die Bilder sondern auch die quantitativen Messwerte auf der Hounsfield Skala liefern hnlich wie bei der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie erm glichen sie zum Beispiel die berwachung der Osteoporose Scholz 2002 Brenoe und Kolstad 2000 und Andr ssy Baka et al 2003 untersuchten die K rper zusammensetzung und die Entwicklung von verschiedenen Putenrassen mit der Compu tertomographie Andr ssy Baka et al 2003 erkl rten nach der Studie dass die Com putertomographie gut geeignet ist um anatomische Differenzen und Unterschiede in der K rperzusammensetzung von sehr unterschiedlichen Putentypen zu beschreiben Bre noe und Kolstad 2000 wiesen aber auf die hohen Kosten dieser Untersuchungsmethode hin Weitere Studien wurden mit anderen Tierarten wie zum Beispiel Schwein Leymaster 1986 Kaninchen Szendr et al 2009 und Schaf Lambe et al 2003 Lambe et al 2008 Bunger et al 2011 durchgef hrt Obwohl die Computertomographie ein hohes Potential besitzt um die K rperzusammensetzung zu bestimmen wird die Verwendung durch bestimmte Faktoren reduziert Einerseits muss die ionisierende Strahlenbelastung 23 ber cksichtigt werden
225. s gefundene anthropometrische Modelle immer nur an der Populationsgruppe angewendet werden k nnen an welcher sie erstellt wurden Lukaski 1987 Eine h ufig verwendete Form der Anthropometrie in der Humanmedizin ist die Berech nung des Body Mass Index BMI Durch die einfache Anwendung der Messger te K rperwaage und Ma band kann jeder auf diese Methode zur ckgreifen Mit der For Qn mel Gewicht K rpergr6Be l sst sich beim Patienten bergewicht oder Untergewicht feststellen Auch hier ist zum Beispiel das Alter und das Geschlecht der Patienten mit 10 zu ber cksichtigen Ellis 2000 Eine zweite anthropometrische Technik mit einfachen Anwendungsm glichkeiten ist die Messung der Hautfaltendicke Sie beruht auf der Annahme dass ein konstantes Ver h ltnis zwischen dem subkutanen Fettgewebe und dem Gesamtk rperfettgehalt besteht Die gemessenen Stellen sollen dar ber hinaus die durchschnittliche Dicke des subkutanen Fettes wiedergeben Lukaski 1987 Ellis 2000 Zu beachten ist dass sich die Pr zision dieser Methode als sehr variabel erwiesen hat und abh ngig ist von der untersuchenden Person Das jahrelange Hinterfragen der Genauigkeit hat als Ergebnis dass auch hier ein Zusammenhang zwischen der jeweiligen Populationsgruppe und den Messergebnissen festgestellt wurde Ellis 2001 Wang et al 2000 Eine weitere Studie stellten Ball et al 2004 an in der sie die Ergebnisse anthropometri scher Messungen
226. s zuerst mit DXA gepr ft anschlie end wurde eine chemische Analyse durchgef hrt Das Bestimmtheitsma der DX A Untersuchungen von lebenden Schafen zu der chemischen Analyse betrug f r das Magerweichgewebe R 0 73 und f r das Fettgewebe R 0 70 Die Differenz der beiden Ergebnisse zueinan der ist minimal dennoch erhielten sie die gr te Beziehung f r das Magerweichgewebe Dies wird durch diese Dissertation insofern best tigt dass die Beziehung zwischen den Ger ten l sst man das errechnete Gesamtgewebe au er Acht bei der Messung des Ma gerweichgewebes am engsten ist 5 6 1 3 Knochenmineralgehalt g Die Regressionskoeffizienten f r den Knochenmineralgehalt der beiden Ger te sind un abh ngig vom verwendeten Modus des iDXA mit R 0 88 identisch Bei dieser Un tersuchung verlaufen die beiden Regressionsgeraden ann hernd parallel zueinander und zur Identit tslinie x y Die Punktewolken sind relativ gleichm ig um die Graphen verteilt Anhand der Mittelwerte wird eine Untersch tzung des Knochenmineralgehaltes durch den iDXA im Vergleich zum DPX IQ erkennbar Die geringe Abweichung zwischen den DXA Ger ten bei dem gemessenen Knochenmineralgehalt kann man somit mit den Differenzen in der Ger tetechnik am besten erkl ren siehe Kapitel 5 2 auf Seite 119 Auch Pouilles et al 2000 untersuchten den Knochenmineralgehalt bei Schafen mit Hil fe der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie Die Tiere wurden mit einem Lunar DPX
227. schen den DXA Ger ten bei der Messung der Knochen mineraldichte auch bei den Schweinen deutlich niedriger war als die bereinstimmung zwischen den Messergebnissen anderer Parameter k nnten die Ursachen daf r bei den Schafen ebenfalls dieselben sein Diese sind in Kapitel 5 5 1 4 auf Seite 129 aufgef hrt Dazu z hlen M glichkeiten wie die geringere Strahlungsintensit t des DPX IQ die unter schiedliche Aufl sung der Ger te die unterschiedlichen Auswertelogarithmen der beiden Ger te oder der Vergr erungseffekt des iDXA Bouyoucef et al 1996 Die sichtlich niedrigere Beziehung der Messergebnisse k nnte zus tzlich auf Fehler in der Positionierung zur ckzuf hren sein F r die Berechnung der Knochenmineraldichte wird die Gesamtfl che des Knochens mit ber cksichtigt Kippt das zu untersuchende Objekt etwas zur Seite ndert sich diese da aus einem dreidimensionalem Objekt ein zweidimensionales Bild entsteht Wie in Kapitel 5 5 1 4 auf Seite 129 bei den Schweinen beschrieben stehen diese Ergeb nisse im Widerspruch zu den Messergebnissen der Studien von Oldroyd et al 2003 und Crabtree et al 2005 Die Autoren untersuchten allerdings die Beziehung der beiden DXA Ger te anhand von menschlichen Patienten wodurch der Unterschied der Ergeb nisse zu dieser Dissertation begr ndet werden k nnte Die Studie von Pouilles et al 135 2000 erzielte eine geringere Reproduzierbarkeit bei der Messung des Knochenmineral gehaltes
228. sition Analysis of Pigs by Dual Energy X Ray Absorptiometry J Anim Sci 74 2663 2671 1996 A D Mitchell A M Scholz and J M Conway Body Composition Analysis of Small Pigs by Dual Energy X Ray Absorptiometry J Anim Sci 76 2392 2398 1998a A D Mitchell A M Scholz V G Pursel and C M Evock Clover Com position analysis of pork carcasses by dual energy x ray absorptiometry J Anim Sci 76 2104 2114 1998b A D Mitchell A M Scholz and V G Pursel Dual Energy X Ray Absorptio metry Measurements of the Body Composition of Pigs of 90 to 130 Kilograms Body Weight Annals of the New York Academy of Sciences 904 85 93 2000 A D Mitchell A M Scholz P C Wange and H Song Body composition analysis of the pig by magnetic resonance imaging J Anim Sci 79 1800 1813 2001 A D Mitchell A M Scholz and M B Solomon Estimation of body composition of pigs by a near infrared interactance probe technique Arch Tierz Dummerstorf 48 580 591 2005 S M ller und S Polten Vergleichsuntersuchungen zur Ultraschall Speckdicken messung beim Schwein im Rahmen der Eigenleistungspr fung Arch Tierz Dummer storf 47 249 263 2004 B D H Niekerk J T Reid A Bensadoun and A L Paladines Urinary Creatinine as an Index of Body Composition J Nutrition 79 463 473 1963 G Nitter und R Kolb Absch tzung des Fleischanteils im Bauch mit Hilfe von digitalisierten Ultraschallbildern an leb
229. ssen der iDXA Modi Dick und Standard untersucht Bedingt durch die unterschiedliche Anatomie der Schweine im Vergleich zu kleinen Wie derk uern wurden die Ergebnisse getrennt analysiert Bei den Schweinen erreichen die Ger te die engste Beziehung f r das errechnete Gesamtgewebe R 0 99 gefolgt vom Magerweichgewebe R 0 93 und Fettgewebe R 0 82 0 90 Die Messergebnisse des Knochenmineralgehaltes und der Knochenmineraldichte zeigen mit R 0 75 0 85 und R 0 67 0 69 die vergleichsweise niedrigsten Bestimmtheitsma e Bei der Untersu chung der unterschiedlichen Gewichtsklassen entfernen sich die Messergebnisse in den h heren Gewichtsbereichen gt 100 kg deutlich weiter von der Identit tslinie Somit ist die bereinstimmung zwischen den Messergebnissen beider Ger te bei Tieren gt 100 kg am niedrigsten Allerdings wurden Tiere gt 100 kg allein mit dem Modus Dick des iDXA untersucht weswegen unklar ist ob dieses Ergebnis auch auf den Modus Standard zu trifft Das Fettgewebe der Knochenmineralgehalt und die Knochenmineraldichte werden vom iDXA gegen ber dem DPX IQ jeweils untersch tzt das Magerweichgewebe und das Gesamtgewebe bersch tzt Die DXA Ergebnisse des Gesamtgewebes wurden mit den Messergebnissen einer K rperwaage verglichen Dabei erzielte der iDXA in beiden Modi 152 minimal genauere Messergebnisse als der DPX IQ Die Untersuchung der Schafe bringt hnliche Resultate wobei ve
230. ssen sortiert VC lt 80 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 54754 68 5440 73 9 94 u 8 DKA 0 0 EE E Ee Ee 80 100 kg MW STABW des Regressionsgerade R RMSE o IO 65445 72 6816 64 1042 8 DKA 73227 82 6503 71 8 85 7 999 7286 68 0 90 2187 86 gt 100 kg MW STABW Ka Regressionsgerade R RMSE o IQ 75839 58 6457 01 8 51 DXA 88552 18 7064 45 7 98 y 0 82x 3225 29 0 80 2885 09 Auch hier ist erkennbar dass die Beziehung der beiden Ger te in den Modi Adult Normal des DPX IQ und Dick des iDXA im Gewichtsbereich ab 100 kg aufw rts am geringsten ist Des weiteren ist anhand der Mittelwerte ersichtlich dass iDXA in allen Gewichtsbereichen h here Magerweichgewebegehalte gegen ber dem DPX IQ aufweist Die Steigungen der Regressionsgeraden liegen in den Gewichtsbereichen unter 80 kg und zwischen 80 100 kg ann hernd bei 1 83 4 1 2 2 DPX IQ Adult Normal versus IDXA Standard DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND Mager g 100000 80000 F o 60000 x D 40000 e 20000 0 0 20000 40000 60000 80000 100000 iDXA Abbildung 4 4 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAgtanp Tabelle 4 7 Vergleich der Magerweichgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAsrann Mager g MW STABW Regressionsgerade R RMSE o I
231. stellerangaben Am ungenauesten sind dagegen die Ergebnisse mit der h chsten Fettstufe Hier liegen die Messergebnisse im Mittel um 1 85 ber den Herstellerangaben 110 Die Pr zision des Ger tes wird durch die Standardabweichung und den Variationskoeffi zienten bewertet Die geringste Standardabweichung und somit die gr te Pr zision stellt in diesem Modus die mittlere Fettstufe dar Der Variationskoeffizient ist in der mittleren Fettstufe ebenfalls am geringsten Bei Betrachtung der Grafik siehe Abbildung 4 21 wird der steilere Anstieg der Messge rade gegen ber der Herstellergerade ersichtlich Durch Extrapolation der beiden Grafen werden deren Schnittpunkte miteinander sowie der Schnittpunkt der Messgerade mit der y Achse berechnet Die Herstellergerade wird im Punkt 6 8 6 8 geschnitten Eine Regressionsgleichung wurde berechnet um den linearen Zusammenhang der Her stellerangaben mit den gemessenen Werten zu pr fen Die Regressiongerade ergibt die Gleichung y 1 03x 0 21 Das Bestimmtheitsma betr gt R 1 wobei der Stan dardsch tzfehler RMSE bei 0 79 liegt 4 4 2 Modus Standard IDXA_Standard vs Hersteller 50 45 40 35 30 25 f iDXA_Standard 20 Herstellerangaben Gemessener Fettgehalt 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Referenz Fettgehalt Abbildung 4 22 Messergebnisse iDXA srann vs VCP Herstellerangaben 111 Tabelle 4 43 Messergebnisse
232. sten von den Herstellerangaben Dabei ist die Differenz zwischen dem Mittelwert der Messergebnisse und der Hersteller angabe in dem Modus Standard des iDXA am geringsten Somit erreicht der iDXA im Modus Standard eine gr ere Genauigkeit als im Modus Dick siehe Kapitel 4 4 Die Pr zision wird mit Hilfe der Standardabweichung und des Variationskoeffizienten bestimmt Je kleiner die Standardabweichung und der Variationskoeffizient desto gr er ist die Pr zision Die gr te Pr zision erreicht der iDXA bei der Messung der mittleren Fettstufe 22 3 mit dem Modus Dick Standardabweichung 0 1 Va riationskoeffizient 0 44 Allerdings erreicht der Modus Standard die h heren 146 Pr zisionen bei der Messung der niedrigsten und der h chsten Fettkonfiguration Somit werden insgesamt mit dem Modus Standard des iDXA pr zisere Ergebnisse erzielt als mit dem Modus Dick siehe Kapitel 4 4 Diese Ergebnisse wurden anschlie end mit den Daten der Dissertation von Ruge 2006 verglichen Ruge 2006 analysierte die 6 Modi Adult Normal Adult Schnell Adult Screening P diatrie Small P diatrie Medium und P diatrie Large des DPX IQ In den brigen Teilen dieser Dissertation wurde nur mit den Modi Adult Normal P diatrie Small und P diatrie Large gearbeitet Die restlichen 3 Modi wurden nur in diesem Teil der Studie in die Beobachtung einbezoge
233. stimmen bie tet die 3 Methylhistidin Messung im Urin 3 Methylhistidin befindet sich vor allem im 17 Aktin und Myosin der Skelettmuskulatur Um die Gesamtk rperskelettmuskelmasse zu ermitteln muss die Ausscheidung ber 24 Stunden gemessen werden Wang et al 1998 Scholz 2002 Laut Virgili et al 1994 korreliert jedoch Kreatinin besser mit der Ske lettmuskelmasse als 3 Methylhistidin Ebenso wie Kreatinin wird die Methylhistidin Ausscheidung durch verschiedene Faktoren wie die Ern hrung beeinflusst wodurch die Messungen f r pr zise Aussagen ber die K rperzusammensetzung unter standardisier ten Bedingungen erfolgen m ssen Scholz 2002 2 2 2 7 Verd nnungsanalyse Das Volumen eines K rperkompartiments kann definiert werden als das Verh ltnis der Indikatormenge oral oder intraven s verabreicht zu deren Konzentration in diesem K r perkompartiment nach einer vorgegebenen Wartezeit F r die Analyse sind zwei K r perfl ssigkeitsproben notwendig Verwendet werden kann Blut Urin oder Speichel Die erste Probe muss kurz vor der Indikator Applikation erfolgen damit f r die zweite Pro be ein Vergleichswert vorliegt Die zweite Probe wird nach einem vom Indikator und dem Probanden abh ngigen Wartezeit genommen Die Wartezeit muss der Verteilungs geschwindigkeit des Indikators in dem jeweiligen Kompartiment z B Gesamtk rperwas ser entsprechen Vier Voraussetzungen m ssen f r jede Indikator Verd nnungstechnik er
234. stimmung mit dem Rohaschegehalt des Schlachtk rpers aufwies R 0 70 Zwischen den absoluten Werten gab es je doch gr ere Differenzen weswegen die Autoren zur Verbesserung der Genauigkeit die Verwendung von Regressionsgleichungen vorschlugen um die Ergebnisse anzupassen Scholz et al 2006 verglichen mit Hilfe zwei verschiedener DXA Instrumente GE Lunar DPX IQ und GE Lunar DPX L die in vivo K rperzusammensetzung von Schweinen mit deren Schlachtk rperzusammensetzung F r die Messungen wurden jeweils 2 ver 48 schiedene Modi verwendet medium 19 min und slow 37 min f r den DPX L Scanner und normal 28 min und schnell 14 min f r den DPX IQ Die Ergebnisse der beiden Ger te wurden zusammengef hrt F r die Beziehung zwischen dem Fettge halt der DXA Schlachtk rperhalfte und dem aus der in vivo Messung ergab sich ein Bestimmtheitsma von R 0 58 RMSE 3 82 F r den Magerweichgewebegehalt ergab sich ein Bestimmtheitsma von R 0 52 RMSE 4 09 Die bereinstim mungen waren gr er wenn die Ergebnisse der einzelnen Ger te DPX L und DPX IQ getrennt betrachtet wurden R 0 79 RMSE 2 38 und R 0 85 RMSE 1 6 f r den Fettgehalt und R 0 78 RMSE 2 41 und R 0 84 RMSE 1 65 f r den Magerweichgewebegehalt Zus tzlich wurde eine Studie mit einem Variable Composi tion Phantom durchgef hrt um die beiden Modi schnell und normal miteinander zu vergleichen Mit de
235. stklebende Elektroden am K rper angebracht werden Die Stellen zum Anbringen der Elektroden sind genau vorgeschrieben haupts chlich werden jeweils 2 an der dorsalen Fl che einer Hand und jeweils 2 auf der dorsalen Fl che eines Fu es positioniert Lukaski 1987 Ein schmerzfreier und gleichm iger Wechselstrom von 800 pA und 50 kHz wird in den K rper geleitet mit welchem die Impedanz Messung erfolgt Lukaski et al 1985 14 Die Phasenverschiebung welche durch den kapazitiven Effekt der Zellmembranen ver ursacht wird wird ebenfalls gemessen Diese wird verwendet um die Impedanz in 2 Komponenten aufzuteilen Dadurch erh lt man die Resistanz Hochfrequenzwiderstand in Ohm als Ma der K rperzusammensetzung und die Reaktanz kapazitiver Wider stand in Ohm als Ma der Zellmembrane Kondensatoren und damit der Zellen im Organismus Beide Resistanz und Reaktanz sind frequenz und temperaturabh ngig Im menschlichen K rper besteht die Impedanz zu gt 90 aus der Resistanz Baum gartner et al 1998 Auch andere Variablen wie K rperhaltung Hydrierungszustand Zeitabstand zur letzten Nahrungsaufnahme vorangegangene k rperliche Aktivit t Plat zierung der Elektroden Fehler in der Messung von K rperl nge und K rpergewicht so wie die Leitf higkeit der Untersuchungseinrichtung beeinflussen die BIA Messwerte Aus dem Wechselstromwiderstand Impedanz des K rpers kann man auf den K rperwasser und K rperfettgehalt schli
236. t limitieren die Verbreitung dieser Technik weshalb sie nur in wenigen Nutztierstudien zur Ermittlung der K rperzusammensetzung herangezogen wird Scholz 2002 Siemens et al 1991 Zum Beispiel untersuchten Siemens et al 1991 die K rperzusammensetzung bei le benden Schweinen mit Hilfe der Kalium Gammaspektrometrie Diese Schweine wur den anschlie end geschlachtet und die K rperzusammensetzung wurde wieder mit Hilfe dieser Methode und mit Hilfe der chemischen Analyse bestimmt Die in vivo gemesse nen K Emissions Werte fielen im Vergleich zur chemischen Analyse schlechter aus als die post mortem gemessenen Werte Die Korrelation zwischen dem Ganzk rper K Gehalt in vivo und dem chemisch ermittelten Kaliumgehalt ergab r 0 51 wogegen die Korrelation zwischen dem post mortem ermittelten Kaliumgehalt und dem chemisch ermittelten Kaliumgehalt r 0 7 betrug 2 2 2 4 Bioelektrische Impedanzanalyse BIA Die Bestimmung der K rperzusammensetzung mit Hilfe der Bioelektrischen Impedanz beruht auf der unterschiedlichen Leitf higkeit verschiedener K rpersubstanzen Dabei wird der Wechselstromwiderstand des K rpers Impedanz gemessen Elektrolyt reiche K rperfl ssigkeiten haben eine geringere Impedanz als Lipide und Knochenmineralien welche im Gegensatz dazu eine hohe Impedanz aufweisen Lukaski 1987 Heymsfield et al 1997 Ellis 2000 Die modernen Ger te verwenden meist die tetrapolare Methode wobei 4 selb
237. t pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Die elektrischen Impulse werden an schlie end vom Computer analysiert wodurch die K rperzusammensetzung bestimmt werden kann Das Programm Ganzk rperscan und Ganzk rperanalyse fand hierbei Anwendung GE Lunar Software Version 4 7e DPX Pro PMT technology l PHOTOMULTIPLIER TUBE COUPLER CRYSTAL 77 PHOTOCATHODE N OUTPUT OPTICAL GREASE 7 LIGHT TIGHT CASE Abbildung 3 3 Technologie eines Photomultipliers Schulungsunterlagen der Firma GE Germany 3 1 1 4 Modi Beim DPX IQ kann man f r die Ganzk rperuntersuchung die Modi P diatrie und Adult unterscheiden siehe Tabelle 3 1 und 3 2 Die in den Tabellen aufgef hrte Scan dauer bezieht sich immer auf die maximal m gliche Scandauer Au erdem existiert eine Kleintierganzk rperbilderfassung welche in dieser Arbeit aber nicht zur Anwendung kam Innerhalb des Modus Adult kann man au erdem zwischen schnell normal und screening unterscheiden Bei dem P diatriemodus gibt es large medium und small Ruge 2006 DPX IQ 1998 59 Tabelle 3 1 Eigenschaften des Modus Adult modifiziert nach Ruge 2006 Modus Adult Aufnahmedauer Aufl sung Eintrittsbelastung Stromst rke schnell 21 min 4 8 x 9 6 mm 0 3 uGy 0 150 mA normal 42 min 4 8 x 9 6 mm 0 6 uGy 0 150 mA scree
238. t aus dass sich der Knochenmineralgehalt und die Gesamtfl che des Knochens gleicherma en ndern wodurch die Knochenmineraldichte unver ndert bleibt Allerdings wurden hier zwei zu dieser Studie unterschiedliche Ger te miteinander verglichen weswegen ihre Ergebnisse nicht mit den Ergebnissen dieser Studie bereinstimmen m ssen Au erdem verwendeten die Autoren Menschen f r die Untersuchung der beiden Ger te In dieser Dissertation wurde die Beziehung anhand von Tieren berpr ft weswegen sich die Ergebnisse von den Studien von Oldroyd et al 2003 und Crabtree et al 2005 ebenfalls unterscheiden k nnen In dieser Studie ist ebenfalls auff llig dass der lineare Zusammenhang der Messergebnisse zwischen den beiden Ger ten mit zunehmendem K rpergewicht deutlich abnimmt siehe Kapitel 4 1 4 auf Seite 89 Anhand der Punktewolken ist ebenfalls ersichtlich dass diese sich nicht gleichm ig um die Geraden verteilen 5 5 1 5 Gesamtgewebe g Obwohl sich die Ergebnisse der einzelnen Messgr en Fettgewebe Magerweichgewebe BMC BMD zum Teil relativ stark zwischen den Ger ten unterscheiden ist die lineare Beziehung bei der Bestimmung des Gesamtgewebes sehr hoch Bei dem Vergleich der DXA Ger te betr gt das Bestimmtheitsma mit beiden iDXA Modi Dick und Stan dard jeweils R 0 99 Die Regressionsgeraden verlaufen ann hernd parallel zu den Identit tslinien x y Werden die DXA Ergebnisse des Gesamtgewebes m
239. t der Schafe ist in Tabelle 4 34 er sichtlich Beide Ger te untersch tzen das Gesamtgewicht tendenziell gegen ber der K r perwaage P gt 0 8 Tabelle 4 34 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schafe mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQp LARGE und iDXAgranp Gesamtgewicht MW kg STABW kg VC Korperwaage 42 53 3 76 8 84 MW k rperwaage MWDPpx IQ P_LARGE 0 21 0 04 0 05 MW k rperwaage MWipxa STAND 0 12 0 14 0 3 103 4 3 Vergleich des Lunar DPX IQ P diatrie Small mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand der Schaf Schlachtk rper als Tiermodell Die Ergebnisse des Vergleichs des Modus P diatrie Small des DPX IQ mit den Modi Dick und Standard des iDXA werden in den folgenden Diagrammen und Tabellen dargestellt 4 3 1 Fettgewebe g DPX IQ_P_SMALL vs IDXA_DICK und STAND Fett g 6000 DPXlQ vs 5000 iDXA_DICK ol 4000 Datenreihe DPX IQ O 8 vs IDXA_DICK x 3000 ZS a G Ze DPXIQvs 3000 m iDXA_STAND Datenreihe DPX IQ vs iDXA_STAND 1000 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 iDXA Abbildung 4 16 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp smart und iDX Apick und STAND Tabelle 4 35 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQp smar und iDXAp ck und STAND Fett g MW STABW m Regressionsgerade R RMSE o IO
240. tance an evaluation Nutrition Research 14 1165 1177 1994 J M Pouilles P Collard F Tremollieres P Frayssinet J J Railhac J P Cahuzac A Autefage and C Ribot Accuracy and Precision of In Vivo Bone Mi neral Measurements in Sheep Using Dual Energy X Ray Absorptiometry Calcif Tissue Int 66 70 73 2000 E Presta J Wang G Harrison P Bj rntorp W Harker and T B Van Itallie Measurement of total body electrical conductivity a new method for estimation of body composition Am J Clin Nutr 3717 735 739 1983 A Ruge Evaluierung der Genauigkeit eines Norland XR26 DXA Systems im Vergleich zu einem GE LunarDPX IQ unter Verwendung eines modifizierten Variable Composition Phantoms Dissertation Lehrstuhl f r Tierzucht und Allgemeine Landwirtschaftslehre der Tier rztlichen Fakult t der Universit t M nchen 2006 E Sanal F Ardic and S Kirac Effects of aerobic or combined aerobic resistan ce exercise on body composition in overweight and obese adults gender differences a randomized intervention study Eur J Phys Rehabil Med 48 1 11 2012 165 D J Sartoris and D Resnick Dual energy radiographic absorptiometry for bone densitometry current status and perspective A J R 152 241 246 1989 B Sch llhorn Untersuchungen zur Anwendbarkeit der Dualenergie R ntgenabsorp tiometrie DXA f r die Messung der Ganzk rperzusammensetzung bei zwei Putenge notypen Dissertation Lehrstuhl fiir
241. tandard DPX IQ_ADNO vs iDXA_STAND BMC g 3500 3000 2500 2000 DPX IQ 1500 1000 500 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 iDXA Abbildung 4 6 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX TQapno und iDXAgranp Tabelle 4 11 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAsrann BMC g MW STABW es Regressionsgerade R RMSE o IO 2266 25 324 02 14 30 iDXA 1786 75 223 96 12 53 y 1 33x 112 8 0 85 128 39 Dit 479 50 100 06 1 76 Die Ergebnisse der Regressionsanalyse sowie Mittelwert Standardabweichung und Va riationskoeffizient der einzelnen Messger te sind aus Tabelle 4 11 zu entnehmen Die Regressionsgerade schneidet die Identit tslinie bei 341 8 g Anhand der Grafik und der Mittelwerte ist erkennbar dass sich die iDX A Werte f r den Knochenmineralge 87 halt unter den DPX IQ Werten befinden D lt 0 05 Die Punktewolke liegt gleichm ig entlang der Regressionsgerade verteilt Die Ergebnisse der Untersuchung der zwei Gewichtsklassen lt 80 kg 80 100 kg werden in Tabelle 4 12 dargestellt Tabelle 4 12 Vergleich der Knochenmineralgehaltsmessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAsranp nach Gewichtsklassen sortiert lt 80 kg MW STABW Regressionsgerade R RMSE o IQ 2068 04 250 46 12 11 8 DXA 1647521 17995 1050 ren
242. te results For this reason regression equations specific to each animal and each mode should be applied Furthermore to achieve a better relationship each animal model should be separated into weight groups The equations of this study can be used for other studies with both machines However for long term studies the use of only one machine is recommended 157 Literaturverzeichnis http www quantitativeskills com sisa statistics t test htm A Abbaspour M Takahashi K Sairyo S Takata K Yukata A Inui and N Yasui Optimal increase in bone mass by continuous local infusion of alendronate during distraction osteogenesis in rabbits Bone 44 5 917 923 2009 C S Alexander H Bree W Erhardt P Fahrenkrug M Fehr H Frese I Gielen V Grevel K Gr linger J Henke S Kneissl D Koch M Korn berg D Lorinson A Martens A Meyer Lindenberg M L Nagel B Nell K Peremans M Risselada F E R cken B Ryssen S Rytz U Scharvo gel N Sigrist D Spreng S Tacke B Tellhelm R Weiss und A Zohmann Kompendium der allgemeinen Veterin rchirurgie Schl tersche Verlagsgesellschaft mbH amp Co KG Hannover 2004 G Andr ssy Baka R Romv ri Z S t A Szab and P Horn Comparative study of the body composition of different turkey genotypes by means of CT Arch Tierz Dummerstorf 46 285 292 2003 A Asch and D D Roby Some factors affecting precision of the total body electri ca
243. tellenwert und Zukunftsperspek tiven Dtsch med Wschr 123 1245 1249 1998 S J Grier A S Turner and M R Alvis The use of Dual Energy X Ray Ab sorptiometry in Animals Investigative Radiology 31 1 50 62 1996 M Hammami W W Koo and E M Hockman Technical Considerations for a Fan Beam Dual Energy X Ray Absorptiometry Body Composition Measurements in Pediatric Studies Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 28 328 333 2004 GE Healthcare Healthy future It s vital GE Healthcare a division of General Elec tric Company 2012 Forschungsbericht A Hendrix Magnets Spins and Resonances Siemens AG Medical Solutions Order NO A91100 M2200 M705 1 7600 2003 Forschungsbericht S B Heymsfield C Arteaga C McManus J Smith and S Moffitt Mea surement of muscle mass in humans validity of the 24 hour urinary creatinine method Am J Clin Nutr 37 478 494 1983 S B Heymsfield Z Wang R N Baumgartner and R Ross HUMAN BODY COMPOSITION Advances in Models and Methods Annu Rev Nutr 17 527 558 1997 K Hind B Oldroyd and J G Truscott In vivo precision of the GE Lunar iDXA densitometer for the measurement of total body composition and fat distribution in adults European Journal of Clinical Nutrition 65 140 142 2011 G N Hounsfield Computerized transverse axial scanning tomography Part I De scription of system British Journal of Radiology 46 1016 1022 1973 161
244. teme wie der iDXA sind deutlich schneller allerdings f hrt die Breite des F cherstrahles zu einem gewissen Vergr erungseffekt der je nach F cherwinkel unterschiedlich stark ausf llt Mazess und Barden 2000 untersuchten in ihrer Studie verschiedene DXA Ger te mit dem Ergebnis dass weite F cherwinkel zu ungenaueren Messergebnissen f hren als schmale F cherwinkel Der Vergr erungseffekt beruht auf normalen anatomischen Gegebenheiten die dazu f hren dass sich die zu messenden K rperstrukturen unterschiedlich weit entfernt von der Tischoberfl che befinden siehe Kapitel 3 2 1 2 auf Seite 62 Oldroyd et al 2003 berpr ften mit dem Variable Composition Phantom den Vergr Berungseffekt beim Lunar Prodigy F cherwinkel 4 5 und Lunar Expert F cherwinkel 12 der Firma General Electrics Dieser Effekt war bei dem Lunar Prodigy viel weniger ausgepr gt als beim Lunar Expert Die Studie von Oldroyd et al 2003 best tigt somit die Ergebnisse von Mazess und Barden 2000 Bei dem iDXA der Firma General Electrics ist der Winkel des R ntgenstrahles vergleichs weise klein weswegen dieser als narrow angle Fan Beam bezeichnet wird Eine genaue Angabe war jedoch nicht zu erhalten Au erdem berlappen sich die einzelnen f cherf r migen R ntgenstrahlen pro Messpunkt und vermindern somit eine m gliche Verzerrung Um eine Verf lschung der Ergebnisse zu verhindern kommt eine spezielle Software die Multi View Image
245. ten Dar unter f llt zum Beispiel die Leistungspr fung beim Schwein Die Studien unterscheiden sich jeweils durch die verschiedenen Gewichtsklassen und die verschiedenen verwendeten DXA Ger te voneinander Lukaski et al 1999 verglichen die Ergebnisse der DXA Analyse im Bezug auf die Weichgewebezusammensetzung von 20 Schweinen 52 113 kg KGW mit den Ergeb nissen der chemischen Analyse nach der T tung der Tiere Dreifache Scans wurden je in Seitenlage und in Bauchlage mit dem Ger t Hologic 2000W Hologic Inc Waltham MA USA angefertigt Anschlie end wurden die Tiere mit einer berdosis Natrium Pentobarbital euthanasiert und der chemischen Analyse unterzogen Es wurden keine signifikanten Differenzen zwischen den DXA Ergebnissen der K rperzusammensetzung und der chemischen Analyse festgestellt R 0 927 0 998 Allerdings untersch tzte DXA signifikant P lt 0 05 den Fettgehalt in Prozent zum K rpergewicht Sie un tersch tzte den absoluten Fettgehalt und bersch tzte die fettgewebefreie Masse FFM und die knochen und fettgewebefreie Masse BFFM DXA ist im Gegensatz zur chemi schen Analyse nicht in der Lage den Fettgehalt aus dem Knochenmark zu bestimmen weswegen die Diskrepanzen zwischen der chemischen Analyse und DXA erkl rt wer den k nnen Lukaski et al 1999 kamen durch diese Studie zu dem Ergebnis dass DXA mit ausreichender Genauigkeit geeignet ist die Weichgewebezusammensetzung zu bestimmen In der Stud
246. theoretischen R Werte und den gemessenen R Wert um die Gewebefraktionen f f2 zu bestimmen Da nur zwei Energiestufen zur Verf gung stehen kann DXA nur 2 Gewebekomponenten bestim men Deswegen kann der K rper entweder in Knochenmineral und Weichgewebe oder in Fett und Magerweichgewebe unterteilt werden 33 Fette Lipide komme masse Mineralstoffe u a Glukose Glykogen Abbildung 2 5 Das Komponentenmodell Scholz 2002 Bildpunkte mit einem Anteil an Knochengewebe haben h here R Werte als Bildpunkte mit reinem Weichgewebe In Bildpunkten in denen neben Weichgewebe auch Knochen enthalten ist werden das Fett und das Magerweichgewebe durch Interpolation des um liegenden Weichgewebes bestimmt Laskey und Phil 1996 Die Gleichung f r die Berechnung der Fraktionen lautet R fix R fe x Ra fi f2 1 Daraus folgt fi R R R R fo R R R R Dabei sind R und Ra jeweils die theoretischen Werte und R ist der von der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie gemessene Wert Pietrobelli et al 1996 34 Ersetzt man einzelne Teile der Gleichung mit den bereits oben beschriebenen Gleichun gen und bestimmt dass f gleich dem Knochenmineral Mone und fa gleich dem Weich gewebe Ms entspricht also Myone gleich Knochenmineral und ms gleich Weichge webe bedeutet so erh lt man eine andere h ufiger verwendete Form der Gleichung Laskey und Phil 1996 m Ra
247. tt wurde untersucht in wieweit die beiden Modi Dick und Stan dard des iDXA vergleichbar sind Daf r wurden zu den bisherigen Tieren zus tzlich 21 Eberschlachtk rperh lften gescannt Au erdem wurde die K rperzusammensetzung von 24 bereits verwendeten Schweinen 20 Schafen und 8 Schaf Schlachtk rpern mit beiden Modi des iDXA analysiert Die Beziehung der Messergebnisse war mit Bestimmtheits 148 malen von R 0 87 1 0 sehr hoch Werden die Messergebnisse der Schweine und der Eberschlachtk rperh lften betrachtet f llt auf dass die Bestimmtheitsma e der Modi bei der Messung der Schlachtk rper h here Werte erreichen als die der lebenden Schweine R 0 99 1 00 vs R 0 91 1 00 Dieses Ergebnis war zu erwarten da bei den Schlachtk rpern die gesamten Eingewei de samt Magen Darm Trakt inklusive Inhalt fehlen Das errechnete Gesamtgewebe weist bei beiden Tiermodellen ein Bestimmtheitsma von R 1 0 auf Die Messgr e mit der n chsth chsten Beziehung zwischen den Modi R 0 99 stellt das Magerweichgewebe bei der Messung der lebenden Schweine dar Dies deckt sich mit den Messergebnissen des Ger tevergleiches DPX IQ und iDXA insofern dass anhand der lebenden Schweine als Tiermodell das Magerweichgewebe das h chste Bestimmtheitsma erreichte siehe Ka pitel 5 5 auf Seite 125 Bei den Eberschlachtk rperh lften erreichten auch alle brigen Messgr en ein Bestimmtheitsma von R 0 99 Die Messung
248. twas verl ngert allerdings ist die Genauigkeit dieser narrow angle Fan Beam Ger te im Vergleich deutlich h her pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 64 VIR Multi View Image Reconstruction Multi Vidiew Image e Reconstitruction Abbildung 3 8 Die Multi View Image Reconstruction Software Schulungsunterlagen der Firma GE Germany 3 2 1 5 Modi Der iDXA unterscheidet beim Ganzk rperscan zwischen den Modi Dick und Stan dard Au erdem ist in dem Auswahlfenster der Modus D nn w hlbar Dieser Modus unterscheidet sich beim Ganzk rperscan in der verwendeten Software aber nicht vom Mo dus Standard weswegen die Auswahloption Donn au er Acht gelassen wurde In der lteren Software Version f r DOS Ger te gab es zwischen den beiden Modi Unterschie de in der verwendeten Stromst rke und der Messzeit Deswegen ist die Auswahloption in dieser Software Version noch erhalten obwohl sie sich vom Standard Modus nicht differenziert pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germany 2012 Die Modi Adult und P diatrie existieren beim iDXA nicht Es gibt lediglich zwei verschiedene Referenzdaten f r die Auswertung der Ergebnisse bei human medizinischen Knochendichtemessungen Der Computer w hlt dabei automatisch die p diatrische Re ferenzbev lkerung f r die weitere Analyse der Ergebnisse wenn ein Patient im Alter lt 20 Jahre
249. tzung beim Menschen wurden verschiedene Methoden entwickelt Dazu z hlen die Computertomographie die Magnetresonanzto mographie der Ultraschall und die Dualenergie R ntgenabsorptiometrie DXA Diese Techniken eignen sich auch f r die Bestimmung der K rperzusammensetzung bei un terschiedlichen Tierarten Allerdings ist bedingt durch die unterschiedliche Anatomie zwischen Mensch und Tier jedes Ger t unterschiedlich gut einsetzbar ist Deswegen werden gerade in der Tierzucht und den Nutztierwissenschaften verschiedene Studien an den Ger ten durchgef hrt Beispielhaft sei hier die Leistungspr fung bei Schweinen genannt Am Lehr und Versuchsgut an dem diese Arbeit durchgef hrt wurde werden DXA Ger te f r Studien ber die K rperzusammensetzung bei K lbern Schweinen Schafen Puten Hunden sowie Schildkr ten eingesetzt Mit dem technischen Fortschritt wurde das verwendete Pencil Beam Ger t GE Lunar DPX IQ durch ein Fan Beam Ger t GE Lunar iDXA ersetzt Da die gewonnenen Messdaten nicht 1 1 zwischen den Ger ten bertragbar sind wurde diese Studie angestellt Inhalt dieser Dissertation ist die Pr fung der Beziehung der Messergebnisse zwischen den Ger ten GE Lunar DPX IQ und GE Lunar iDXA anhand von Regressionsanalysen Die daraus entstandenen Gleichungen sollen f r die Umrechnung der Messergebnisse ger te bergreifender Studien eingesetzt werden k nnen F r diese Untersuchung werden die am Lehr und Versuchsgut meist ve
250. uigkeit siehe Kapitel 2 3 4 auf Seite 38 Laut der getroffenen Zuordnung der Scan Modi im Bezug auf die Messdauer und die Stromst rke siehe Kapitel 5 1 auf Seite 118 m sste der Modus Dick des iDXA mit dem Modus P diatrie Small des DPX IQ am besten bereinstimmen In den bisheri gen Teilen dieser Studie stimmte die getroffene Zuordnung allerdings nicht zwangsweise 141 mit den Ergebnissen berein Bei den Schaf Schlachtk rpern sind die Regressionskoef fizienten bei dem Vergleich des DPX IQp smar mit dem iDXAp ck mit Ausnahme der Messung des Magerweichgewebes h her als die Regressionskoeffizienten bei dem Vergleich des DPX IQp smart mit dem iDXA granp Da der Unterschied der Bestimmt heitsma e f r das Magerweichgewebe sehr gering ist wird empfohlen hier den Modus Dick des iDXA mit dem Modus P diatrie Small zu kombinieren 5 8 Zusammenfassung und Vergleich der Ergebnisse mit anderen Studien Obwohl zwischen den Versuchstieren gro e anatomische Differenzen bestehen k nnen ei nige Gemeinsamkeiten bei den Ergebnissen ermittelt werden Die h chste Beziehung zwi schen den Ger ten l sst man das berechnete Gesamtgewebe au er Acht wurde haupt s chlich bei der Messung des Magerweichgewebes erreicht Allerdings wurde bei den Schlachtk rpern der Schafe bei dem Vergleich der Modi Dick des iDXA und P dia trie Small des DPX IQ bei der Messung des Fettgewebes ein h heres Bestimmtheitsma
251. um Mas senanteil der Substanzen Pietrobelli et al 1996 I Io x e2 FiXumixM In I Io U Fi X Hmi x M fi Massenanteil des i Komponenten F r jede Energiestufe und jedes Element gibt es einen konstanten Massenschw chungs koeffizienten Dieser ist durch experimentelle Studien bekannt oder wird theoretisch berechnet Wang et al 2010 Wenn ein Photonenstrahl mit zwei verschiedenen Energiestufen einen homogenen Absor ber passiert kann der Massenschw chungskoeffizient der niedrigeren Energiestufe L in Verh ltnis mit dem Massenschwachungskoeffizienten der h heren Energiestufe H ge setzt werden Daraus ergibt sich der R Wert In I Io In I Io H E _ StmixM r R Hmix M r 32 L niedrige Energiestufe low H hohe Energiestufe high F r einen heterogenen Absorber ergibt sich dann 8 in 1 Io R Oar He gt fiXtmixM L dC Fix bmi XM y R Fix Hmi L Fix Mma Hz Da jedes Element einen charakteristischen Massenschwachungskoeffizienten bei bestimm ten Energiestufen hat ergibt sich fiir dieses ein charakteristischer R Wert Elemente mit h heren Ordnungszahlen haben gr ere R Werte Elemente mit niedrigeren Ordnungs zahlen haben niedrigere R Werte Pietrobelli et al 1996 Wang et al 2010 Mit der oben genannten Formel lassen sich die R Werte f r Gewebe berechnen deren Zusammensetzung bekannt ist Dualenergie R ntgenabsorptiometrie verwendet die bekannten
252. umme schneidet der iDXA bei der Bestimmung des Fettgehaltes besser ab als der DPX IQ F r in vivo Untersuchungen l sst sich dieses Ergebnis allerdings nicht ohne weiteres bertragen Diessel et al 2000 erzielten in ihrer Studie das Resultat dass Abweichungen der Phantom Messwerte zwischen unterschiedlichen DXA Ger ten eines Herstellers mit in vivo Messungen vergleichbar waren Bei Ger ten unterschiedlicher Hersteller wichen die in vivo Messungen von den VCP Ergebnissen ab Regressionsglei chungen welche alleine auf Untersuchungen mit dem Phantom beruhen w ren demnach nicht korrekt In dieser Studie wurden Ger te der Firma General Electrics miteinander verglichen Allerdings l sst sich die vollst ndige Scannerleistung durch das stark ver einfachte Design nicht berpr fen Die Anatomie lebender Tiere ist viel komplexer als der Aufbau eines Phantoms Hersteller verwenden verschiedene Fettverteilungsmodelle f r die Interpolation des Fett und Magerweichgewebes ber Knochengewebe Diessel et al 2000 Nord und Payne 1995 Nach Nord und Payne 1995 basieren diese auf einer f r Menschen typischen Verteilung Wie auch Ruge 2006 in ihrer Dissertation angemerkt hat m sste in weiteren Untersuchungen gekl rt werden ob die homogene Weichgewebeverteilung des Phantoms Auswirkungen auf die Weichgewebemessung im Vergleich zu in vivo Messungen besitzt 5 10 Vergleich der iDXA Modi Dick und Standard In diesem Abschni
253. unar iDXA Dick und Standard anhand der Schaf Schlachtk rper als Tiermodell 180 A 3 1 Fettgewebe 2 2 2 Comm 180 A 3 2 Magerweichgewebe 2 22 22 000000 eee eee ee 181 A 3 3 Knochenmineralgehalt BMC 2 2 2000 182 VI A 4 Ergebnisse des Vergleiches verschiedener iDXA Modi miteinander 182 A 4 1 Vergleich der Modi iDXA Dick und iDXA Standard anhand von lebenden Schweinen als Tiermodell 183 A 4 2 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von Eberschlachtk rperh lften 183 A 4 3 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von le benden Schafen als Tiermodell 184 A 4 4 Vergleich der Modi iDXA Dick und Standard anhand von Scheie Schlacht K rpern ss e duck be e OSE GSS e 184 B Ergebnisse der Untersuchung der Genauigkeit und Pr zision des GE Lunar DPX IQ mit dem Variable Composition Phantom aus der Dissertation von Anja Ruge 2006 185 B1 Mod sAdu lt s wi se aders HO a dus BS eee Bee Beg oe Bee 185 Ball Adult Normal s a m sox ee he SR eS Ee ee eg 185 B12 Adult Schnell 2 4 0 28 0 0 ee OS a SO ee OS eS EE 185 B 1 3 Adult Screening e 4 wa an eo ale aa Kee ee ee 186 B2 Modus P diatrie sau EN aaa amp su aa as a he ned 186 92 Podame oral s oe wer a nee a a Be Ra 186 B 2 2 P diatrie Medium u 44466466 s 404 ern EE 186 B23 P diatrie Large
254. und 1 annehmen wobei 1 eine perfekte Anpassung an die Daten liefert Nimmt das Bestimmtheitsma den Wert von 0 an erkl rt das Modell keine gemeinsame Variation der Beobachtungswerte Zur besseren Absch tzung der G te wurde in der Dissertation zus tzlich der Standard sch tzfehler berechnet Sie wird durch die Wurzel der Residualvarianz gebildet und stellt damit die Standardabweichung der Sch tzstatistik dar Gul Fy a Der Standardschatzfehler gibt die durchschnittliche Starke der Streuung der empiri schen y Werte um die von der Regressionsgerade vorhergesagten Werte an Die Gr e des Standardsch tzfehlers ist vom gew hlten Erhebungsma abh ngig und ist kein stan dardisiertes Ma Je kleiner der Standardsch tzfehler desto genauer und zuverl ssiger ist die Vorhersage durch die Regressionsgerade Fahrmeir et al 2011 3 9 2 Mittelwert Standardabweichung und Variationskoeffizient Die Parameter Mittelwert und Standardabweichung werden verwendet um eine Cha rakterisierung einer Verteilung darzustellen Den Mittelwert z erh lt man wenn alle 76 beobachteten Werte aufsummiert werden und diese Summe durch die Anzahl der Beob achtungen dividiert wird T D ti Die Standardabweichung ist die bekannteste Ma zahl f r die Streuung einer Verteilung und misst die Streuung der Daten um ihren Mittelwert z Die Ma einheit bleibt dabei bestehen s u Sum m Da es sich hierbei um die Standardabweich
255. und der Pr zision der Ger te Lunar DPX IQ und iDXA mit Hilfe eines Variable Composition Phantoms in Kombination mit einer Aluminium Wirbels ule F r diese Untersuchung wurde die Kombination eines Variable Composition Phantoms mit einer Aluminium Wirbels ule mit dem iDXA in beiden Modi gescannt Damit ist es m glich verschiedene vom Phantom Hersteller vorgegebene Fettkonfigurationen einzu stellen siehe Kapitel 3 8 auf Seite 71 Die Messergebnisse der Fettgehaltsmessungen wurden mit den DPX IQ Ergebnissen aus der Dissertation von Ruge 2006 verglichen Diese sind aus Anhang B auf Seite 185 zu entnehmen Zuerst werden ausschlie lich die Daten aus der Messung des Phantoms mit dem iDXA betrachtet Da die bereinstimmung zwischen den Modi Dick und Standard mit den Herstellerangaben bei beiden Untersuchungen je einen Regressionskoeffizienten von R 1 erreichte wird hier gleich auf die Genauigkeit der beiden Modi eingegangen F r die Bestimmung der Genauigkeit des Ger tes m ssen die Mittelwerte mit den Her stellerangaben des Phantoms verglichen werden Je kleiner die Differenz zwischen den Mittelwerten und der Herstellerangabe ist desto genauer misst das Ger t den prozentua len Fettgehalt Die Genauigkeit des Ger tes ist bei der Messung der geringsten Fettstufe 8 3 mit beiden iDXA Modi am gr ten Bei der Messung der h chsten Fettkonfigura tion 43 5 unterscheiden sich die Messwerte am st rk
256. ung einer Stichprobe handelt wird durch n 1 anstatt durch n geteilt Der Variationskoeflizient CV ist die Standardabweichung als Prozentsatz des Mit telwertes CV 100 alla Er bestimmt au erdem den Grad der Reproduzierbarkeit Pr zision von Ergebnissen bei wiederholten Messungen der selben Variablen Davon zu unterscheiden ist die Genauigkeit welche eine Messung der Abweichung eines Messwertes vom tats chlichen Wert darstellt Sie wird durch den Vergleich der Er gebnisse mit anderen unabh ngigen Methoden bestimmt Fahrmeir et al 2011 Ruge 2006 at 4 Ergebnisse 4 1 Vergleich des Lunar DPX IQ Adult Normal mit dem Lunar iDXA Dick und Standard anhand lebender Schweine als Tiermodell 4 1 1 Fettgewebe g 4 1 1 1 DPX IQ Adult Normal versus iDXA Dick DPX IQ_ADNO vs iDXA_DICK Fett g 50000 40000 CR 20000 DPX IQ 20000 10000 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 iDXA Abbildung 4 1 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und iDXAp ck 78 Tabelle 4 1 Vergleich der Fettgewebemessungen g zwischen DPX IQapno und VC Fett g MW STABW Regressionsgerade R RMSE IQ 19209 47 6468 13 33 67 iDXA 14801 04 5049 08 34 11 y 1 22x 1175 51 0 90 2002 63 Diff 4408 43 1419 05 0 44 In der Tabelle 4 1 sind die Ergebnisse der Regressionsa
257. ung mit Hilfe des AUTOFOM Ger tes Brondum et al 1998 2 2 2 10 Computertomographie CT Die Computertomographie verwendet R ntgenstrahlen die von einer rotierenden Quel le emittiert werden um Schnittbilder des K rperinneren zu erzeugen Die Grundlagen daf r schuf A M Cormak 1963 indem er den Absorptionskoeffizienten von R ntgen strahlen durch ein flaches Objekt definierte und erm glichte die Unterschiede in der Intensit t der R ntgenstrahlen in den verschiedenen Schichten zu messen Alexander et al 2004 Hounsfield 1973 konnte erstmals die r umlichen Verh ltnisse im Gehirn computergest tzt auf nicht invasive Weise bildlich darstellen Ein CT Bild besteht aus einer Matrix mit vielen kleinen Pixel Bildpunkten welche die zweidimensionale Abbildung eines dreidimensionalen Gewebest cks Voxel volume ele ment darstellen Die Dicke des Gebildes stellt die dritte Dimension des Gewebeblocks dar Bei den konventionellen Ger ten besteht die Matrix aus 256 x 256 Bildelementen die Spiral CAT Scanner der j ngeren Generation besitzen eine h here Aufl sung von 1024 x 1024 Pixel Ebenso wie die herk mmlichen zweidimensionalen R ntgenbilder be stehen die CT Bilder aus verschiedenen Graustufen Je nach Abschw chung der R ntgen strahlen durch das Gewebe linearer Massenschw chungskoeffizient siehe Kapitel 2 3 2 auf Seite 28 werden diesem bestimmte Graustufen zugeordnet Somit erh lt man einen guten Kontrast zwisch
258. usammensetzung Dies bringt jedoch eine gr ere Strahlenbelastung mit sich Wie in Kapitel 2 3 2 2 auf Seite 29 beschrieben unterscheiden sich die K Kantenfilter der beiden Ger te und erzeugen dadurch verschieden hohe Energie Peaks iDXA 2010 Handbuch DPX IQ 1998 Die R Werte sind abh ngig von der Strahlungsintensit t Die Berechnung der K rperzusammensetzung beruht deswegen in Abh ngigkeit von der Ger tespezifikation auf unterschiedlichen R ntgenschw chungskoeflizienten R Werten Dies legt den Schluss nahe dass dadurch geringe Diskrepanzen bei den Messergebnissen entstehen k nnen Wegen der unterschiedlichen Strahlengeometrie werden verschiedene Detektoren ben tigt um die Endintensit t zu messen Da der Natriumjodid Detektor des DPX IQ mit der Zeit altert und an Aufl sungsverm gen verliert muss er regelm ig ersetzt werden DPX IQ 1998 und pers nliche Mitteilung von Herrn Mahlein GE Lunar Germa ny 2012 ltere Natriumjodid Detektoren welche noch nicht ersetzt wurden f hren demnach zu ungenaueren Ergebnissen Der DPX IQ am Lehr und Versuchsgut in Ober schlei heim wurde regelm ig gewartet Au erdem wurde vor jedem Scan Durchgang eine Qualit tskontrolle durchgef hrt Nur bei bestandener Qualit tskontrolle konnte der Scan Vorgang gestartet werden Aus diesen Gr nden ist eine Ungenauigkeit des DPX IQ durch einen alten Detektor auszuschlie en Ein weiterer Unterschied welcher zu Differenzen bei den Messe
259. uszuschlie en Das vom Hersteller verwendete Verteilungsmodell f r das Weichgewebe basiert auf der Anatomie des menschlichen K rpers Nord und Payne 1995 Die Anatomie der Schwei ne unterscheidet sich geringf gig von der Anatomie des menschlichen K rpers weshalb die Messergebnisse vom wahren Wert abweichen k nnen Unterscheidet sich das Vertei lungsmodell f r das Weichgewebe zwischen den beiden Ger ten verursacht dies eben falls Differenzen bei den Messergebnissen Dadurch nimmt die Beziehung zwischen den Messergebnissen der Ger te ab Die Differenzen bei den Messergebnissen werden mit zunehmenden Abweichungen in der Anatomie der Messobjekte deutlicher Die Anato mie der Schafe unterscheidet sich durch den Pansen und dessen Inhalt deutlicher von der menschlichen Anatomie Dadurch wird bei abweichendem Verteilungsmodell f r das Weichgewebe auch die bereinstimmung der Messergebnisse geringer Bei den Schlachtk rpern ist der geringere Hydratationszustand zu beachten da die Mes sungen mittels DXA von einem konstanten Wassergehalt von 73 74 ausgehen Laskey und Phil 1996 Pietrobelli et al 1998 Schlachtk rper k nnten bis zu der Untersu chung mit DXA bereits an Wasser verloren haben Scholz 2002 wodurch ungenauere Messergebnisse aufgenommen werden Zusammenfassend lassen sich folgende Fehlerquellen identifizieren e Abbildungsunterschiede durch Abweichungen in der Lagerung zwischen den beiden Ger ten 124
260. webe die h here Vorhersagegenauigkeit erreichte R 0 89 Diesem Ergebnis folgten die Messungen des 142 Magerweichgewebes R 0 82 Am niedrigsten war wiederum die Vorhersagbarkeit der Knochenmasse R 0 72 In einer fr heren Studie erzielten Scholz et al 2002 hnliche Ergebnisse bei der Un tersuchung der Genauigkeit der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie zur Ermittlung der Schlachtk rperzusammensetzung von Schweineh lften siehe Kapitel 2 3 6 1 auf Sei te 43 Die Messergebnisse wurden ebenfalls mit der EU Referenzzerlegung verglichen Die h chste bereinstimmung erreichten die Autoren mit der Messung des Fettgehaltes R 0 821 gefolgt von der bereinstimmung der Messergebnisse des Magerweichge webes R 0 76 Wie erwartet folgte an letzter Stelle die Messung des prozentualen Knochenmineralanteils mit einem Bestimmtheitsma von R 0 137 Die Autoren be ziehen sich diesbez glich in beiden Studien auf Aussagen von Mitchell und Scholz 2001 Demnach resultieren die deutlich verminderten bereinstimmungen bez glich des Kno chenmineralgehaltes aus der Bewertung des kompletten Knochensystems bei der Zerle gung w hrend DXA Messungen alleine den Mineralgehalt des Knochens ermitteln Obwohl in dieser Dissertation 2 DXA Ger te miteinander verglichen wurden zeigen auch die gewonnen Messdaten f r den Knochenmineralgehalt und die Knochenmineral dichte die niedrigsten Beziehungen Die bereinstimmungen zwischen den Ger
261. welche von der Gerade bei 55277 5 g geschnitten wird Die Punktewolke liegt gleichm ig verteilt entlang der Regressionsgerade Das Gesamtgewicht der Schafe wurde ebenfalls mit einer K rperwaage ermittelt Das Ergebnis ist in Tabelle 4 32 ersichtlich Beide DXA Ger te untersch tzen das Gesamt gewicht im Gegensatz zur K rperwaage minimal P gt 0 8 102 Tabelle 4 32 Vergleich der mittels einer K rperwaage erzielten Gesamtgewichte kg der lebenden Schafe mit den Ergebnissen der DXA Ger te DPX IQp LARGE und iDXAp ck Gesamtgewicht MW kg STABW kg VC Korperwaage 42 53 3 76 8 84 MW k rperwaage MW Dpx Q P_LARGE 0 21 0 04 0 05 MW k rperwaage MWipxa DICK 0 15 0 14 0 3 Tabelle 4 33 Vergleich der Messergebnisse des Gesamtgewebes g zwischen DPX IQr_Larce und iDXAsranp T Tissue g MW STABW zn Regressionsgerade R RMSE o IQP LARGE 42318 15 3720 68 8 79 iDXAgranp 42411 37 3623 38 8 54 y 1 022 1095 0 99 303 01 Dif 93 22 97 30 0 25 Der Vergleich des DPX IQp Large mit dem iDXAgranp bez glich des Gesamtgewebes wird in Tabelle 4 33 dargestellt Die Steigung der Regressionsgerade betragt annahernd 1 Die Punktewolke liegt gleichmafig verteilt entlang der Regressionsgerade Der Schnitt punkt der Gerade mit der Identit tslinie liegt bei 54750 g Das mit der K rperwaage ermittelte Gesamtgewich
262. yse der Tiere die nach dem Scan Vorgang mit Pentobarbital euthanasiert wurden Die Korrelation zwischen den Er gebnissen des DXA Fettgehaltes und dem Fettgehalt aus der chemischen Analyse war zwar relativ gro mit r 0 915 allerdings fiel eine negative Messabweichung der Regressionsgerade f r Schweine mit geringem K rperfettanteil lt 20 und eine po sitive Messabweichung f r Schweine mit hohem K rperfettanteil gt 20 auf Gleiche Ergebnisse erhielten sie auch bei der Messung des K rperfettgehaltes g wobei die Kor relation hier r 0 989 betrug Dieses Ergebnis bedeutet dass der GE Lunar DPX L den Fettgehalt bei Schweinen mit hohem K rperfettgehalt bersch tzt und bei Schweinen mit niedrigem K rperfettgehalt untersch tzt In einer weiterf hrenden Studie von Mitchell et al 1998a wurde die K rperzusammen setzung von 97 Schweinen mit einem geringem K rpergewicht von 5 27 kg mit Hilfe der Dualenergie R ntgenabsorptiometrie Lunar DPX L untersucht Auch hier wurden die Tiere nach dem DXA Scan get tet und einer chemischen Analyse unterzogen Die Kor relation zwischen dem von DXA gemessenen K rperfettgehalt und der chemischen Analyse ergab r 0 86 und f r das Fettgewebe g r 0 96 Diese Studie best tig te auch die in der Studie von Mitchell et al 1996 ver ffentlichten Ergebnisse DXA untersch tzte auch hier den K rperfettgehalt signifikant Da die Ergebnisse dennoch eine hohe Korrelation aufweisen
263. yse unterzogen bei der mit Hilfe der Fett Extraktion der prozentuale Fettgehalt berechnet wurde Au Perdem wurde die Rohasche bestimmt Die restlichen Gewebemassen wurden aus diesen Ergebnissen mit Hilfe des K rpergewichtes berechnet Die Regressionsgeraden zwischen den DXA Ergebnissen und der chemischen Analyse unterschieden sich nicht signifikant von der Identit tslinie P gt 0 05 Die Korrelationskoeffizienten betrugen gt 0 97 f r Fettgewebe Fettgewebe g und Magerweichgewebe g mit Standardfehlern von 2 9 1 9 kg und 2 7 kg Die Regressionsgerade zwischen dem Knochenmineralgehalt und der Rohasche ergab einen Korrelationskoeffizienten von 0 93 mit einem Standard fehler von 12 7 Als Ergebnis ihrer Studie gaben die Autoren eine gute Pr zision und eine hohe Genauigkeit der DXA Messungen f r Langzeitstudien an Pintauro et al 1996 untersuchten in ihrer Studie die Genauigkeit der DXA Messungen im Bezug auf das Fett und das Magerweichgewebe anhand von 18 Schweineschlachtk r pern im Bereich von 25 5 7 0 kg Als Referenzmethode diente die chemische Analyse F r die DXA Untersuchungen wurde das Ger t Lunar DPX L verwendet wobei mit dem pediatric medium Modus und dem adult fast detail Modus gearbeitet wurde Keiner der Scan Modi konnte die Fettmasse die Magerweichgewebemasse und den Knochen mineralgehalt genau bestimmen Unterschiedlich je nach Modus und zu bestimmender Gewebeart unter oder bersch tzte DXA das Fett un
264. zt und sendet Infrarotlicht mit einer Wellenl nge von 850 2600 nm in das Ge webe Das Fettgewebe absorbiert bei einer bestimmten Wellenl nge das Infrarotlicht wohingegen die fettfreie Masse das Infrarotlicht reflektiert Die Intensit t des reflektier ten Lichts wird von Sensoren gemessen Mit Hilfe eines Computers kann die individuelle K rperzusammensetzung ermittelt werden Scholz 2002 Lukaski 1987 Um die Genauigkeit dieser Methode zu verbessern werden andere K rpermerkmale wie K rpergewicht Geschlecht und K rpertyp in die Berechnung mit einbezogen Da bei der Ermittlung dieser Merkmale abh ngig vom jeweiligen Untersucher Diskrepanzen entstehen k nnen bleibt die Ungenauigkeit der Infrarot Interaktanz weiterhin bestehen Die positiven Aspekte dagegen sind die einfache schnelle und bequeme Anwendbarkeit dieser Methode Scholz 2002 19 In einer Studie mit 53 erwachsenen Frauen erhielten Conway et al 1984 Korrelationsko effizienten von r 0 94 bzw r 0 90 und r 0 84 zwischen der Nah Infrarot Interaktanz und der Deuterium Oxid Verd nnungsanalyse der Messung der Hautfaltendicke und der Ultraschallmessung In der darauf folgenden Studie von Polito et al 1994 erhielten die Autoren etwas niedrigere Korrelationen bei der Messung des prozentualen K rperfett gehaltes mit Nah Infrarot Interaktanz verglichen mit der Densitometrie r 0 88 f r M nner r 0 72 f r Frauen Mitchell et al 2005 untersuchten die Aussag

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