Evaluation einer neuen Methode der quantitativen Ultrasonometrie in der pädiatrischen Osteologie: Methodische Reproduzierbarkeit, Referenzdaten und Darstellung der Messergebnisse in Abhängigkeit von Alter und Pubertät bei kaukasischen Mädchen im Alter von 7-18 Jahre

Abstract

Einleitung: Der quantitative Ultraschall (QUS) reflektiert Veränderungen der Knochenmaterialeigenschaften und -architektur und stellt eine vergleichsweise neue Methode zur Beurteilung der Knochenstruktur dar. Als strahlenfreie und einfach anwendbare Methode liefert der QUS vielversprechende Vorraussetzungen für den Einsatz bei Kindern und Jugendlichen. In dieser Arbeit wurden für ein neues QUS-Gerät Referenzwerte an Mädchen im Alter von 7-18 Jahren für drei verschiedene Messorte erhoben und die in-vitro Präzisionen des Gerätes sowie die in-vivo Präzisionen bestimmt. Probandinnen und Methoden: 335 gesunde Mädchen im Alter von 7-18 Jahren (mittleres Alter 12,6 Jahre) nahmen an der Studie teil. Nach einer Einverständniserklärung zur Studienteilnahme wurden anhand eines Fragebogens eine ausführliche Anamnese (anthropometrische Daten, Zeitpunkt der Menarche, chronische Erkrankungen) erhoben und anhand von Bildertafeln das Pubertätsstadium der Brust und Schambehaarung nach Tanner ermittelt. Die Ultraschalluntersuchung wurde mit einem Sunlight OmnisenseTM, einem neuen QUS-Gerät, an den Messorten distaler Radius, mittlere Tibia und proximale Phalanx Digitus III durchgeführt, indem die maximale Knochenleitgeschwindigkeit (�speed of sound�, SOS) bestimmt wurde. Ergebnisse: Die in-vitro-Präzisionen von 0,25% und 0,28% wurden anhand täglicher Messungen mit einem Kunststoffphantom bestimmt. Die in-vivo-Kurzzeitpräzisionen betrugen für die verschiedenen Messorte 0,41% (Radius), 0,36% (Tibia) und 0,45% (Phalanx), die in-vivo-Langzeitpräzisionen 0,85% (Radius), 1,47% (Tibia) und 0,67% (Phalanx). Es wurden Referenzwerte als Mittelwerte aus einer Doppelmessung für Mädchen zwischen 7 und 18 Jahren an distalem Radius, mittlerer Tibia und der proximanlen Phalanx Digitus III erstellt. Die nach Alter gruppierten SOS-Mittelwerte (Standardabweichung) lagen am Radius zwischen 3719,63 m/s (90,73) und 4001,40 m/s (69,87) mit einem jährlichen Zuwachs von 26,50 m/s (3,14), an der Tibia zwischen 3517,38 m/s (144,00) und 3819,17 m/s (99,62) mit einem jährlichen Zuwachs von 32,68 m/s (4,19) und an der Phalanx zwischen 3823,21 m/s (214,82) und 4028,60 m/s (126,43) mit einem jährlichen Zuwachs von 16,12 m/s (5,40). Während der Pubertät im Alter von 13-16 Jahren konnte ein starker Anstieg der SOS-Mittelwerte an Radius und Tibia und weniger deutlich an der Phalanx beobachtet werden. In Abhängigkeit von den Tanner-Stadien der Brustentwicklung unterschieden sich die SOS- Mittelwerte der Stadien 1-3 am Radius und an der Tibia signifikant von denen der Stadien 4 und 5 (p < 0,01). Zusammenfassung: In dieser Studie konnte ein positiver und signifikanter Zusammenhang zwischen der SOS und Alter und Pubertät festgestellt werden. Es wurden für das Sunlight OmnisenseTM Referenzwerte für drei unterschiedliche Messorte erhoben, die bei kaukasischen weiblichen Kindern und Jugendlichen im Alter von 7-18 Jahren verwendet werden können.

Objectives: Quantitative Ultrasound (QUS) is a promising tool for the assessment of bone health of children. despite the exact entity that is measured by this technique the cause for the changes in the bone structure cannot be determined. The aim of this study was to evaluate in-vitro- and in- vivo-precision and to acquire normative data for the Sunlight OmnisenseTM in girls between 7 and 18 yrs of age. Probands and Methods: 335 healthy girls, mean age 12.6 years (range 7-18 yrs). After informed consent was given, anthropometric data, menarche and tanner stages of breast and pubes were recorded. Ultrasound measurements, obtaining maximum speed of sound (SOS), have been performed at distal radius, mid-shaft tibia and proximal phalanx of the 3rd finger using Sunlight OmnisenseTM, a new multi-site QUS device. Results: In-vitro-precision of 0.25% and 0.28% was determined by daily measurements (phantom). The in-vivo-short-term precision was 0.41% (radius), 0.36% (tibia) and 0.45% (phalanx). In-vivo-long-term precision was 0.85% (radius), 1.47% (tibia) und 0.67% (phalanx). Reference values of SOS have been calculated for radius, tibia, and phalanges for girls aged from 7 to 18 yrs. The age group related mean SOS values (standard deviation) at the distal radius range from 3719.63 m/s (90.73) to 4001.40 m/s (69.87) with a mean annual increase of 26.50 m/s (3.14), mean SOS values at the tibia range from 3517.38 m/s (144.00) to 3819.17 m/s (99.62) with a mean annual increase of 32.68 m/s (4.19) and at the phalanx from 3823.21 m/s (214.82) to 4028.60 m/s (126.43) with a mean annual increase of 16.12 m/s (5.40). During puberty, mostly at the age of 13 and 14 yrs, SOS is increasing significantly (p < 0.001), but at radius and tibia only. SOS values at tibia and radius differ significantly (p < 0.001) between the grouped Tanner stages 1-3 and 4-5. Conclusions: SOS correlates positively and significantly with age and pubertal stages. With this study normative data for the Sunlight OmnisenseTM device was established for girls aged 7-18 yrs as a prerequisite for evidence based use of the technique in a female paediatric population.