Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie
©2014
Masterarbeit
115 Seiten
Zusammenfassung
Osteoporose ist eine weit verbreitete und die häufigste metabolische Erkrankung des Knochens im höheren Lebensalter insbesondere bei postmenopausalen Frauen. Sie führt zu einer großen Anzahl von Frakturen und Mehrfachfrakturen, die Folgeerkrankungen und bleibende Behinderungen nach sich ziehen können. Osteoporosebedingte Fakturen führen nicht nur zu einer Minderung der Lebensqualität, sondern auch zu einer Erhöhung der Mortalität. Darüber hinaus führen die „osteoporosis attributable fractures“ (OAF) über eine hohe Leistungsinanspruchnahme insbesondere stationärer und langdauernder medizinischer Leistungen zu einer Zunahme der Gesundheitskosten.
Die Prävalenzangaben zu Osteoporose in Deutschland schwanken je nach Datengrundlage und Erhebungsmethode von 11,9 % bis 25,8 %. Laut einer großen retrospektiven Analyse von Krankenkassen-Routinedaten beispielsweise betrug im Jahr 2009 die Prävalenz der Osteoporose in Deutschland bei über 50-Jährigen über beide Geschlechter 14 %, bei Frauen 24 % und bei Männern 6 % (Hadji et al. 2013). Damit waren laut dieser Erhebung im Jahr 2009 in Deutschland etwa 6,3 Mio. Menschen von Osteoporose betroffen. Die Inzidenz der Osteoporose betrug in der gleichen Altersgruppe 2,1 % (Frauen 3,6 %, Männer 0,9 %) oder 885.000 Neuerkrankungen pro Jahr, und 52 % der Menschen mit der Diagnose Osteoporose hatten in einem Beobachtungszeitraum von 2006 bis 2009 osteoporosebedingte Frakturen und Mehrfachfrakturen.
Osteoporose und osteoporosebedingte Fakturen sind somit nicht nur aus Public Health Sicht, sondern auch aus sozioökonomischer Perspektive überaus bedeutsam. Auch weltweit stellt die Osteoporose ein zunehmendes Problem dar und wird von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als eine der 10 ökonomisch bedeutsamsten Volkskrankheiten eingestuft. So wird infolge der anhaltenden demographischen Entwicklung mit Zunahme des Bevölkerungsanteils älterer Menschen weltweit ein Anstieg der Inzidenz der Schenkelhalsfrakturen von 1,7 Mio. Fällen pro Jahr in 1990 auf über sechs Mio. Fälle pro Jahr bis zum Jahre 2050 erwartet.
Die Prävalenzangaben zu Osteoporose in Deutschland schwanken je nach Datengrundlage und Erhebungsmethode von 11,9 % bis 25,8 %. Laut einer großen retrospektiven Analyse von Krankenkassen-Routinedaten beispielsweise betrug im Jahr 2009 die Prävalenz der Osteoporose in Deutschland bei über 50-Jährigen über beide Geschlechter 14 %, bei Frauen 24 % und bei Männern 6 % (Hadji et al. 2013). Damit waren laut dieser Erhebung im Jahr 2009 in Deutschland etwa 6,3 Mio. Menschen von Osteoporose betroffen. Die Inzidenz der Osteoporose betrug in der gleichen Altersgruppe 2,1 % (Frauen 3,6 %, Männer 0,9 %) oder 885.000 Neuerkrankungen pro Jahr, und 52 % der Menschen mit der Diagnose Osteoporose hatten in einem Beobachtungszeitraum von 2006 bis 2009 osteoporosebedingte Frakturen und Mehrfachfrakturen.
Osteoporose und osteoporosebedingte Fakturen sind somit nicht nur aus Public Health Sicht, sondern auch aus sozioökonomischer Perspektive überaus bedeutsam. Auch weltweit stellt die Osteoporose ein zunehmendes Problem dar und wird von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) als eine der 10 ökonomisch bedeutsamsten Volkskrankheiten eingestuft. So wird infolge der anhaltenden demographischen Entwicklung mit Zunahme des Bevölkerungsanteils älterer Menschen weltweit ein Anstieg der Inzidenz der Schenkelhalsfrakturen von 1,7 Mio. Fällen pro Jahr in 1990 auf über sechs Mio. Fälle pro Jahr bis zum Jahre 2050 erwartet.
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Sorgenfrei, Jae Hyong: Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der
EPIC-Potsdam-Studie, Hamburg, Diplomica Verlag GmbH 2015
PDF-eBook-ISBN: 978-3-95636-519-5
Herstellung: Diplomica Verlag GmbH, Hamburg, 2015
Zugl. Charité - Universitätsmedizin Berlin, Masterarbeit, 2014
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DIfE/BSPH
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II Inhaltsverzeichnis
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III Tabellenverzeichnis
Tabelle
Titel
Seite
1
Allgemeine Baseline-Charakteristik der Studienpopulation für die Untersuchung der
Selbstangabe von Osteoporose
40
2
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische,
inzidente mögliche osteoporotische, und inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen bei Frauen mit Selbstangabe von Osteoporose
43
3 Subgruppenanalyse
postmenopausale
Frauen: Hazard Ratios (HR) und 95%-
Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische, inzidente mögliche osteoporotische
und inzidente osteoporotische und mögliche osteoporotische Frakturen bei Frauen mit
Selbstangabe von Osteoporose
45
4
Subgruppenanalyse nach Ausschluss von Frauen mit prävalenten Frakturen: Hazard
Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische, inzidente
mögliche osteoporotische und inzidente osteoporotische und mögliche osteoporotische
Frakturen bei Frauen mit Selbstangabe von Osteoporose
46
5
Baseline-Charakteristik der Studienpopulation für die BUA-Untersuchung
49
6
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische
Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
53
7
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente mögliche
osteoporotische Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
54
8
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische und
mögliche osteoporotische Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
55
9
Subgruppenanalyse postmenopausale Frauen: Hazard Ratios (HR) und 95%-
Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische Frakturen bei Frauen mit niedrigeren
BUA-Werten
56
10
Subgruppenanalyse postmenopausale Frauen: Hazard Ratios (HR) und 95%-
Konfidenzintervalle für inzidente mögliche osteoporotische Frakturen bei Frauen mit
niedrigeren BUA-Werten
57
11
Subgruppenanalyse postmenopausale Frauen: Hazard Ratios (HR) und 95%-
Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische und mögliche osteoporotische
Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
59
12
Subgruppenanalyse nach Ausschluss von Frauen mit prävalenten Frakturen: Hazard
Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
60
13
Subgruppenanalyse nach Ausschluss von Frauen mit prävalenten Frakturen: Hazard
Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
61
14
Subgruppenanalyse nach Ausschluss von Frauen mit prävalenten Frakturen: Hazard
Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle für inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen bei Frauen mit niedrigeren BUA-Werten
62
15
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) für inzidente
osteoporotische Frakturen, inzidente mögliche osteoporotische Frakturen swie
inzidente osteoporotische und mögliche osteoporotische Frakturen jeweils für Frauen
mit BUA-Werten unterhalb des Medians bei allen Frauen mit BUA-Messungen
64
16
Subgruppenanalyse postmenopausale Frauen: Hazard Ratios (HR) und 95%-
Konfidenzintervalle (95% CI) für inzidente osteoporotische Frakturen, inzidente
mögliche osteoporotische Frakturen sowie inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen jeweils für Frauen mit BUA-Werten unterhalb des Medians
66
17
Subgruppenanalyse nach Ausschluss von Frauen mit prävalenten Frakturen: Hazard
Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) für inzidente osteoporotische
Frakturen, inzidente mögliche osteoporotische Frakturen sowie inzidente
osteoporotische und mögliche osteoporotische Frakturen jeweils für Frauen mit BUA-
Werten unterhalb des Medians
67
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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18
Zunahme der Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) pro BUA-
Absenkung um eine Standardabweichung (SD) für inzidente osteoporotische
Frakturen, inzidente mögliche osteoporotische Frakturen sowie inzidente
osteoporotische und mögliche osteoporotische Frakturen mit zusätzlicher Angabe von
p-Werten
69
19
Subgruppenanalyse nach Ausschluss von Frauen mit prävalenten Frakturen: Zunahme
der Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) pro BUA-Absenkung
um eine Standardabweichung (SD) für inzidente osteoporotische Frakturen, inzidente
mögliche osteoporotische Frakturen sowie inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen mit zusätzlicher Angabe von p-Werten
70
20 Ausgewählte
Baseline-Charakteristika
im Vergleich der Teilnehmerinnen mit und
ohne BUA-Messungen
72
21
Auswahl von prospektiven Studien zur Untersuchung des Frakturrisikos anhand BUA-
Messungen mittels QUS des Fersenbeins: Hazard Ratios (HR) pro Abnahme von BUA
um eine Standardabweichung (SD) in Abhängigkeit vom betrachteten klinischen
Endpunkt und Adjustierungsset. Zusätzlich sind die Art der Validierung, das Alter der
Studienpopulation und das verwendetete QUS-Gerät angegeben.
86
22
Übersicht über die seit 1990 durchgeführten Studien zur Assoziation zwischen QUS-
Paramtern und osteoporotischem Frakturrisiko
112
23
Übersicht über die im Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie erhobenen Einflussvariablen
114
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IV Abbildungsverzeichnis
Abbildung
Titel
Seite
1
Darstellung der Knochenstruktur eines normalen (links) und eines osteoporotische
veränderten Knochens (rechts)
11
2
Aus einer piezoelektrischen Sonde emittierte Ultraschallwellen mit einer Frequenz
von 1,25 MHz
12
3
Ultraschallmessung am Fersenbein im Wasserbad mittels Quertransmission. S:
Sender, E: Empfänger, Ca: Calcaneus, Wb: Wasserbad, Wt: Weichteil
13
4
Demonstration der quantitativen Ultraschallmessung am Fersenbein im Wasserbad
mit dem Lunar Achilles
14
5
Osteoporotische Hauptfrakturen (major osteoporotic fractures) Schenkelhals- und
Wirbelkörperfrakturen, proximale Humerus- und distale Radiusfraktur
17
6
Erhobene Variablen und Erhebungsinstrumente bei der Baseline-Erhebung im
Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie
22
7
Fragebogen mit Selbstangaben von prävalenten Frakturen zur Baseline-Erhebung
im Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie.
24
8
Fragebogen für Follow-up-Erhebungen zur Angabe von Frakturen und
behandelnden Ärzten
26
9
Übersicht über die in der vorliegenden Arbeit als osteoporotisch
zusammengefassten Frakturen nach ICD-10-WHO
27
10
Übersicht über die in der vorliegenden Arbeit als möglich osteoporotisch
zusammengefassten Frakturen nach ICD-10-WHO
28
11
Flow-Chart zur Etablierung der Studienpopulation für die Untersuchung der
Assoziation zwischen Selbstangabe von Osteoporose und Frakturrisiko
29
12
Flow-Chart zur Etablierung der Studienpopulation für die Untersuchung der
Assoziation zwischen BUA-Werten und Frakturrisiko
30
13
Übersicht über die bei der Cox-Regression verwendeten Kovariablen
33
14
Übersicht über Stratifizierungs- und Adjustierungsmodelle zur Untersuchung der
Assoziation zwischen Selbstangabe von Osteoporose und Frakturrisiko.
36
15
Übersicht über die Stratifizierungs- und Adjustierungsmodelle zur Untersuchung
der Assoziation zwischen BUA-Werte und Frakturrisiko.
37
16
Hazard Ratios (HR) und 95% Konfidenzintervalle (95%-CI) für inzidente
osteoporotische Frakturen bei Selbstangabe von Osteoporose bei allen untersuchten
und bei postmenopausalen Frauen im volladjustierten Modell
73
17
Hazard Ratios (HR) und 95% Konfidenzintervalle (95% CI) für inzidente
osteoporotische Frakturen bei BUA-Werten unterhalb des Medians bei allen
untersuchten und bei postmenopausalen Frauen
im volladjustierten Modell
75
18
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) pro BUA-Absenkung
um eine Standardabweichung (SD) für inzidente osteoporotische Frakturen für alle
Frauen mit BUA-Messungen und für Frauen ohne prävalente Frakturen im
volladjustierten Modell
76
19
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) pro BUA-Absenkung
um eine Standardabweichung (SD) für inzidente osteoporotische und mögliche
osteoporotische Frakturen für alle Frauen mit BUA-Messungen und für Frauen
ohne prävalente Frakturen im volladjustierten Modell
76
20
Hazard Ratios (HR) und 95%-Konfidenzintervalle (95% CI) pro BUA-Reduktion
um eine Standardabweichung (SD) für alle osteoporotischen und möglichen
osteoporotischen Frakturen der vorliegenden Arbeit, für alle
(osteoporosebedingten) Frakturen der Metaanalysen von Marin et al. 2006 und
Moayyeri et al. 2012
92
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V Abkürzungsverzeichnis
Abkürzung
Bedeutung
ACE
Angiotensin Coverting Enzym Hemmer
Anova
Analysis of Variance
BMD
Bone Mineral Density
BMI
Body Mass Index
BUA
Broadband Ultrasound Attenuation
CI Konfidenzintervall
CLR Confidence
Limit
Ratio
COPD
Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung
DEXA / DXA
Dual Energy X-ray Absorptiometry
DIMDI
Deutsches Institut für Medizinische Dokumentation und Information
EPIC-Potsdam
European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition-Potsdam-Studie
FRAX
Fractur Risk Assessment Tool
FUP Follow-up
GLM
General Linear Model
HR Hazard
Ratio
HRT
Hormon Replacement Therapy
ICD
International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems
IQR Interquartilrange
NHANES
National Health and Nutrition Examination Survey
NIH
National Institutes of Health
NSAID Nichtsteroidale
Antirheumatika
OAF
Osteoporosis Attributable Fractures
QCT Quantitative
Computertomografie
QUI Quantitative
Ultrasound
Index
QUS
Quantitative Ultrasound (quantitativer Ultraschall)
RR Relatives
Risiko
SD Standardabweichung
SI Stiffness
Index
SIGN
Scottish Intercollegiate Guidelines Network
SOS
Speed of Sound
WHO
World Health Organization
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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1 Einleitung
Osteoporose ist eine weit verbreitete und die häufigste metabolische Erkrankung des
Knochens im höheren Lebensalter insbesondere bei postmenopausalen Frauen
(Unnanuntana et al. 2010). Sie führt zu einer großen Anzahl von Frakturen und
Mehrfachfrakturen, die Folgeerkrankungen und bleibende Behinderungen nach sich
ziehen können. Osteoporosebedingte Fakturen führen nicht nur zu einer Minderung der
Lebensqualität (Adachi et al. 2010, Borgstrom et al. 2006, Jahelka et al. 2009), sondern
auch zu einer Erhöhung der Mortalität (Johnell et al. 2004, Konnopka et al. 2009, Rapp
et al. 2010). Darüber hinaus führen die ,,osteoporosis attributable fractures" (OAF)
(Bleiber et al. 2013) über eine hohe Leistungsinanspruchnahme insbesondere stationärer
und langdauernder medizinischer Leistungen zu einer Zunahme der Gesundheitskosten
(Bleiber et al. 2013, Duclos et al. 2010, Konnopka et al. 2009).
Die Prävalenzangaben zu Osteoporose in Deutschland schwanken je nach
Datengrundlage und Erhebungsmethode von 11,9 % (Robert Koch-Institut 2011:
Männer 5,2 %, Frauen 17,6 %) bis 25,8 % (Häussler et al. 2006, 2007: Männer 9,7 %,
Frauen 39,0 %). Laut einer großen retrospektiven Analyse von Krankenkassen-
Routinedaten beispielsweise betrug im Jahr 2009 die Prävalenz der Osteoporose in
Deutschland bei über 50-Jährigen über beide Geschlechter 14 %, bei Frauen 24 % und
bei Männern 6 % (Hadji et al. 2013). Damit waren laut dieser Erhebung im Jahr 2009 in
Deutschland etwa 6,3 Mio. Menschen von Osteoporose betroffen. Die Inzidenz der
Osteoporose betrug in der gleichen Altersgruppe 2,1 % (Frauen 3,6 %, Männer 0,9 %)
oder 885.000 Neuerkrankungen pro Jahr, und 52 % der Menschen mit der Diagnose
Osteoporose hatten in einem Beobachtungszeitraum von 2006 bis 2009
osteoporosebedingte Frakturen und Mehrfachfrakturen (Hadji et al. 2013).
Die jährliche Inzidenz osteoporosebedingter, radiologisch nachweisbarer
Wirbelkörperfrakturen beträgt 1 % bei Frauen und 0,6 % bei Männern (Cummings und
Melton 2002, Melton et al. 2000), wobei die Inzidenz osteoporosebedingter Frakturen
mit dem Alter deutlich zunimmt (Burger et al. 1994).
Aus den vorliegenden Daten wird deutlich, dass die Prävalenz der Osteoporose bei
Frauen ab 50 Jahren deutlich höher ist als bei Männern der gleichen Altersgruppe.
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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Angesichts der demographischen Entwicklung in Industrienationen mit Zunahme der
Zahl älterer Menschen und der sich ändernden Lebensgewohnheiten ist mittelfristig mit
einer kontinuierlichen Steigerung der Prävalenz und Inzidenz der Osteoporose und
osteoporosebedingten Frakturen zu rechnen.
Osteoporose ist in Deutschland sowohl unterdiagnostiziert als auch untertherapiert und
stellt eine beträchtliche Herausforderung für das deutsche Gesundheitswesen dar, für die
effiziente Strategien für das Versorgungsmanagement dieser Erkrankung benötigt
werden (Häussler et al. 2007).
Osteoporose und osteoporosebedingte Fakturen sind somit nicht nur aus Public Health
Sicht, sondern auch aus sozioökonomischer Perspektive überaus bedeutsam. Auch
weltweit stellt die Osteoporose ein zunehmendes Problem dar und wird von der
Weltgesundheitsorganisation (WHO) als eine der 10 ökonomisch bedeutsamsten
Volkskrankheiten eingestuft (WHO 2003). So wird infolge der anhaltenden
demographischen Entwicklung mit Zunahme des Bevölkerungsanteils älterer Menschen
weltweit ein Anstieg der Inzidenz der Schenkelhalsfrakturen
i
von 1,7 Mio. Fällen pro
Jahr in 1990 auf über sechs Mio. Fälle pro Jahr bis zum Jahre 2050 erwartet (Cooper et
al. 1992, Melton 1993).
2 Theoretischer Hintergrund
2.1 Definition der Osteoporose
Osteoporose ist eine systemische Skeletterkrankung und ist definiert als eine
Verminderung der Knochendichte bzw. der Knochenmineralisation (Bone mineral
density, BMD), die zu einer Abnahme der Knochenfestigkeit und Verschlechterung der
Mikroarchitektur des Knochengewebes und damit einhergehend zu einer Erhöhung der
Knochenbrüchigkeit und des Risikos für Knochenbrüche führt (WHO 1994, NIH 2001).
Abbildung 1 veranschaulicht die typische Verminderung der Knochendichte und der
Mikroarchitektur mit Ausdünnung der trabekulären und kompakten Knochensubstanz.
Das Auftreten einer osteoporosebedingten Fraktur stellt die Manifestation einer
bestehenden Osteoporose dar (Dachverband Osteologie e.V. 2009).
i
Schenkelhals- und Hüftfrakturen werden in der vorliegenden Arbeit synonym verwendet.
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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Abbildung 1. Darstellung der Knochenstruktur eines normalen (links) und eines osteoporotisch
veränderten Knochens (rechts) (aus Rachner et al. 2011)
2.2 Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA)
Die Standardmethode zur Messung der Knochendichte (Osteodensitometrie) ist die
Dual Energy X-ray Absorptiometry (DEXA oder DXA). Bei diesem als Goldstandard
anerkannten Verfahren (Dachverband Osteologie e.V. 2009, Knapp 2009, Scottish
Intercollegiate Guidelines Network 2003), das auf der Absorption von Röntgenstrahlen
in Abhängigkeit vom Kalziumgehalt des Knochens basiert (Därr et al. 2008, Kann
2001), wird am proximalen Femur (Schenkelhals) oder Lendenwirbelsäule die
Flächendichte in Gramm pro Quadratcentimeter (g/cm
2
) gemessen. Daraus wird der
sogenannte T- und Z-Score ermittelt (Därr et al. 2008), der mit der Knochendichte und
dem Frakturrisiko gut korreliert (Johnell et al. 2005, Marshall et al. 1996).
Der T-Score basiert auf den Referenzwerten der National Health and Nutrition
Examination Survey (NHANES), gemessen am Schenkelhals bei gleichgeschlechtlichen
gesunden etwa 30-jährigen Personen (peak bone mass) und wird als
Standardabweichung vom Mittelwert ausgedrückt. Bei einem T-Score 2,5 liegt
gemäß der WHO-Definition eine Osteoporose vor, wobei der T-Score nicht alleine,
sondern immer in einem medizinischen Zusammenhang zu betrachten ist (WHO 1994,
Kanis et al. 1994). Werte > 2,5 aber 1,0 sprechen für eine Osteopenie, und ein T-
Score > 1,0 wird als Normalbefund angesehen. Der Z-Score dagegen bezieht sich auf
Personen gleichen Geschlechts und gleichen Alters und hat daher weniger Aussagekraft
bezüglich des Vorliegens einer Osteoporose.
2.3 Quantitativer Ultraschall (QUS)
Der quantitative Ultraschall oder Quantitative Ultrasound (QUS) ist neben der DEXA
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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und der quantitativen Computertomografie (QCT) ein weiteres Verfahren zur Messung
der Knochendichte (Guglielmi et al. 2009, Moayyeri et al. 2012, SIGN 2003). Die
Nutzung des QUS zur Untersuchung der Knochendichte wurde erstmals von Langton et
al. beschrieben (Langton et al. 1984). Seit der Einführung hat er sich weit verbreitet,
und seine Anwendung in der Untersuchung der Knochendichte hat seitdem in einem
erheblichen Maße zugenommen (Knapp 2009).
Das wesentliche Kriterium bei der klinischen Diagnose einer Osteoporose ist die
Verminderung der Knochendichte, die mit dem QUS gemessen werden kann.
Ultraschallwellen werden im Knochengewebe abhängig von der Knochendichte
unterschiedlich abgeschwächt (Njeh et al. 2001). Diese physikalische Eigenschaft wird
dazu genutzt, um indirekt Aussagen über die Knochendichte bzw.
Knochenmineralisation zu erhalten (Cortet et al. 2004, Gluer et al. 1994, Njeh et al.
2001). Abbildung 2 zeigt die von einer piezoelektrischen Sonde emittierten
Ultraschallwellen, die bei QUS-Messungen verwendet werden.
Abbildung 2. Aus einer piezoelektrischen Sonde emittierte Ultraschallwellen mit einer Frequenz von
1,25 MHz (aus Guglielmi et al. 2009).
Je geringer die Knochendichte an dem untersuchten Knochen ist, desto niedriger ist die
Ultraschallabschwächung, die sogenannte Broadband Ultrasound Attenuation (BUA),
wobei die Beziehung zwischen beiden Größen nicht-linear ist (Njeh et al. 2001): Die
Abschwächung des Ultraschalls im Knochen ist nicht nur abhängig von der
Knochendichte, sondern auch von der strukturellen (korikalen und trabekulären)
Zusammenstzung des Knochens (Gluer et al. 1994, Njeh et al. 2001).
Verwendet werden Ultraschallwellen zwischen 0,25 und 1,25 MHz (Guglielmi et al.
2009, Hadji 2003). Die Form, die Geschwindigkeit und Intensität des Ultraschalls
werden bei Durchtritt durch den Knochen in Abhängigkeit von seinen physikalischen
und mechanischen Eigenschaften verändert (Njeh et al. 2001). Auf diese Weise kann
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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die frequenzabhängige Abschwächung des Ultraschalls in Dezibel pro Megahertz
(db/MHz) gemessen werden (Kann 2001, Moayyeri et al. 2012). Wie bei DEXA werden
die Ergebnisse in T- und Z-Scores ausgedrückt und in analoger Weise interpretiert.
Weitere Parameter beim QUS sind die Ultraschallgeschwindigkeit im Knochen (Speed
of Sound, SOS), die Kombinationsparameter aus BUA und SOS ,,Stiffness Index" (SI)
(Quotient aus BUA und SOS) und ,,Quantitative Ultrasound Index (QUI), wobei die
beiden letzteren in der Literatur equivalent behandelt werden (Marin et al. 2006).
Es gibt Hinweise, dass die kombinierten QUS-Parameter in der Identifiierung von
Probanden mit einem hohen Frakturrisiko aussagekräftiger sind als die Einzelparameter
BUS und SOS (Guglielmi et al. 2003, Hans et al. 1996). So wird der Stiffness Index
(SI) als der beste kurz- und langfristige QUS-Parameter zur Einschätzung des Risikos
für Schenkelhalsfrakturen angesehen (Hans et al. 2004). Im Rahmen der EPIC-
Potsdam-Studie wurde lediglich der Einzelparameter BUA erhoben.
QUS wird in der Regel am Os calcaneus (Fersenbein) oder Fingerknochen
durchgeführt, denkbar ist auch die Untersuchung anderer gut zugänglicher
Lokalisationen wie z. B. distaler Radius oder Schienbein (Hadji 2003). Im Rahmen der
EPIC-Potsdam-Studie wurde, wie auch bei der Erstbeschreibungung durch Langton et
al. 1984 (s. o.), das Fersenbein als Lokalisation zur Messung gewählt, da es mit seinen
medialen und lateralen Flächen, die parallel zueinander stehen, leicht zugänglich ist
(Knapp 2009). Abbildung 3 zeigt eine schematische Darstellung
der Ultraschallmessung
am Fersenbein
im Wasserbad (Mohr et al. 2002).
Abbildung 3. Prinzip der Ultraschallmessung am Fersenbein im Wasserbad mittels Quertransmission. S:
Sender, E: Empfänger, Ca: Calcaneus, Wb: Wasserbad, Wt: Weichteil (Abbildung und Abkürzungen aus
Mohr et al. 2002).
In einem Wasserbad wird über einen Sender Ultraschall einer bestimmten Frequenz und
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Energie in Dezibel pro Megahertz (db/MHz) in Richtung Fersenbein gesendet. Wasser
dient dabei als Medium zur Schallüberragung. Der Empfänger misst den nach Durchtritt
des Ultraschalls durch den Knochen verbleibenden abgeschwächten Ultraschall in
db/MHz auf der gegenüberliegenden Seite des Fersenbeins. Das Fersenbein besteht zu
cirka 90% aus einer trabekulären Struktur mit einem hohen metabolischen
Knochenumsatz und ähnelt in seinem Knochenverlustmuster den Wirbelkörpern (Gluer
et al. 1994). Daher ist die Vorhersagekraft des QUS am Fersenbein hinsichtlich
vertebraler Frakturen grundsätzlich höher als hinsichtlich nicht-vertebraler Frakturen
(Clowes et al. 2005, Glüer et al. 2005, Hartl et al. 2002, Knapp et al. 2001, Maggi et al.
2006). Zudem wurde gezeigt, dass QUS empfindlich für altersabhängige und
menopausale Veränderungen am Knochen ist (Pluskiewicz und Drozdzowska 1998,
Knapp et al. 2001, Pettinato et al. 2006, Vignolo et al. 2006).
BUA-Messungen im Rahmen von QUS erhöhen die prädiktive Kraft von
Vorhersagemodellen, die allein auf Risikofaktorenanalyse und Messungen von BMD
beruhen (Moayyeri et al. 2009). In Ergänzung zur Messung von BMD mittels DEXA T-
Score kann QUS die Vorhersage des Frakturrisikos noch verbessern (Hans et al. 1996,
SIGN 2003). Abbildung 4 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung von QUS- bzw.
BUA-Messungen, die auch für die Messungen der vorliegenden Arbeit verwendet
wurde (siehe auch Abschnitt 4.2.3).
Abbildung 4. Demonstration der quantitativen Ultraschallmessung am Fersenbein im Wasserbad mit dem
Lunar Achilles (Lunar Corp., Madison, Wisconsin, USA) (Abbildung aus Mohr et al. 2002).
Wesentliche Vorteile dieser Untersuchungsmethode sind die niedrigen Kosten, fehlende
Strahlenbelastung, Mobilität, leichte Durchführbarkeit und breitere Zugänglichkeit
(Guglielmi et al. 2009, Moayyeri et al. 2012, Mohr et al. 2002). Wesentliche Nachteile
sind die Uneinheitlichkeit der verwendeten Technik, geringe Reproduzierbarkeit und
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 15 von 116
Standardisierung (Mohr et al. 2002). Die Messungen mit verschiedenen QUS-Geräten
können somit nicht miteinander verglichen werden, zumal auch eine einheitliche
geräteübergreifende Kalibrierung aufgrund des Fehlens eines universell akzeptierten
QUS-Phantoms nicht möglich ist, was die Qualitätskontrolle der Geräte, Scanner etc.
erschwert (Moayyeri et al. 2012). Hinzu kommt die Abhängigkeit der Messungen von
der Umgebungstemperatur und den Eigenschaften des den Knochen umgebenden
Weichteilgewebes (Moayyeri et al. 2012, Krig et al. 2008).
Die klinische Bedeutung von QUS als eigenständiger bzw. zusätzlicher Prädiktor zur
DEXA-Methode für das Frakturrisiko bei Osteoporose hat in den letzten Jahren
zugenommen. Es gibt vielfach Belege, dass die mittels QUS am Fersenbein gemessenen
niedrigen BUA-Werte das osteoporosebedingte Frakturrisiko eigenständig vorhersagen
und quantitativ abschätzen können (Bauer et al. 1997, Bianchi et al. 2009, Ekman et al.
2001, Khaw et al. 2004, Moayyeri et al. 2012, SIGN 2003). Insbesondere die Güte der
Risikoprädiktion für Hüftfrakturen bei älteren Frauen ist vergleichbar mit der Messung
von BMD mittels DEXA (Bauer et al. 1997, Hans et al. 1996). Dabei werden in der
Literatur unterschiedliche Grade der Korrelation zwischen BUA-Messungen und DEXA
von niedrig bis hoch angegeben: So fanden Faulkner et al. Korrelationen zwischen 0,26-
0,63 für QUS des Fersenbeins und DEXA der Wirbelsäule, Hüfte und Unterarm
(Faulkner et al. 1994), wohingegen Chappard et al. in ihrer site-matched Analyse höhere
Korrelationen von BUA und DEXA des Fersenbeins zwischen 0,78-0,90 fanden
(Chappard et al. 1997).
Trotz der in den letzten Jahren zunehmenden Belege, dass mit dem QUS ein valides und
relativ einfach handhabbares Verfahren zur Messung der Knochendichte (s. o.) zur
Risikovorhersage von osteoporotischen Frakturen zur Verfügung steht, ist die klinische
Anwendung bisher noch nicht gut definiert (Moayyeri et al. 2012). Zudem kann QUS
nach den Vorgaben der WHO-Definition auch nicht zur Diagnose der Osteoporose
verwendet werden, da unter anderem ein T-Score 2,5 oder niedriger auf QUS nicht
anwendbar ist. Darüber hinaus ist auch das Monitoring einer Osteoporose-Therapie mit
QUS nicht möglich (Dachverband Osteologie e.V. 2009, Krieg et al. 2008, Moayyeri et
al. 2012), da entsprechende Veränderung der QUS-Parameter gewöhnlich zu langsam
sind, um einen Therapie-Effekt festzustellen (Moayyeri et al. 2012).
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 16 von 116
In vielen Regionen der Welt, in denen aufgrund mangelnder ökonomischer Ressourcen
das Bereitstellen struktureller Voraussetzungen zur Knochendichtemessung mittels
DEXA nicht uneingeschränkt möglich ist, bietet der QUS eine preiswerte,
strahlungsfreie und nicht-invasive Alternative zur Deckung des entsprechenden
medizinischen Bedarfs (Patel et al. 2007, Thompson et al. 1998).
2.4 Frakturlokalisationen bei der Osteoporose
Die Frage, welche Frakturlokalsationen
ii
pathogenetisch am ehesten der Osteoporose
zuzuschreiben sind, ist Gegenstand laufender Diskurse in der Literatur (Warriner et al.
2011). Vertebrale Frakturen ereignen sich sowohl infolge eines Sturzes als auch unter
alltäglichen Bedingungen, wohingegen Schenkelhalsfrakturen und andere
nichtvertebrale Frakturen in der Regel nur sturzbedingt sind (Hasserius et al. 2001). In
Übereinstimmung mit der allgemeinen klinischen Erfahrung gehören laut einer
systematischen Übersichtsarbeit die Frakturen des Schenkelhalses und der lumbalen und
thorakalen Wirbelkörper zu den am meisten mit Osteoporose assoziierten Frakturen
(Warriner et al. 2011). Melton et al. fanden im Rahmen eines mehrfachen Delphi-
Verfahrens mit Experten-Panels, dass mindestens 90 % der Schenkelhals- und
Wirbelkörperfrakturen und mindestens 70 % der distalen Radiusfrakturen bei älteren
kaukasischen Frauen ab 65 Jahren auf Osteoporose zurückzuführen sind, und dass
andere Frakturen außerhalb der genannten drei Frakturtypen zu einem deutlich
geringeren Anteil (etwa 50 %) mit Osteoporose assoziiert sind (Melton et al. 1997). In
Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen werden in der vorliegenden Arbeit die
Schenkelhals- und Wirbelkörperfrakturen sowie distale Radiusfrakturen als
osteoporotische Frakturen betrachtet, was durch die bisher wenig untersuchten
proximalen Humerusfrakturen ergänzt wird, da sie ebenfalls zu den häufigsten
osteoporotischen Frakturen bei älteren Frauen gehören (Lee et al. 2002, Seeley et al.
1991).
Die Auswahl dieser Frakturen in der vorliegenden Arbeit als osteoporotische Frakturen
folgt auch dem weltweit etablierten Instrument FRAX (Fractur Risk Assessment Tool)
der WHO zur Einschätzung des osteoporsoseassoziierten Frakturrisikos, das das Risiko
für die genannten vier Hauptfrakturen (,,major osteoporotic fractures") für einen
Zeitraum von zehn Jahren spezifiziert (Kanis et al. 2014, Fractur Risk Assessment Tool
ii
In der vorlienden Arbeit werden die Bezeichnungen Frakturlokalsationen, Frakturdiagnosen und Frakturtypen
synonym gebraucht.
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 17 von 116
Website 2014, Dawson-Hughes et al. 2008, Unnanuntana et al. 2010). Abbildung 5
veranschaulicht die vier ,,major osteoporotic fractures", die auch in der vorliegenden
Arbeit untersucht werden, wobei sie als Zielgrößen nicht einzeln, sondern als ein
gemeinsamer Endpunkt behandelt werden.
Abbildung 5. Osteoporotische Hauptfrakturen (major osteoporotic fractures) Schenkelhals- und
Wirbelkörperfrakturen, proximale Humerus- und distale Radiusfraktur (aus Internet: Fracture Risk
Calculator (FRAX): Website http://courses.washington.edu/bonephys/FxRiskCalculator.html)
Als systemische Erkrankung kann die Osteoporose, die mit einer Verminderung der
Knochendichte einhergeht (Cummings et al. 1993, Pluijm et al. 1999, WHO 1994),
grundsätzlich das gesamte Skelett betreffen, sodass letztlich alle Frakturen
osteoporotisch bedingt sein können (Seeley et al. 1995).
2.5 Ausgewählte Risikofaktoren für osteoporotische Frakturen
Die Prävention von osteoporosebedingten Frakturen ist ein wichtiges Ziel in der
medizinischen Versorgung von Menschen mit Osteoporose (siehe auch Abschnitt 1).
Dies betont die hohe Relevanz der Beachtung von entsprechenden Risikofaktoren, die
das Auftreten solcher Frakturen begünstigen. In der aktuellen Literatur findet sich eine
Vielzahl von Einfluss- und Risikofaktoren für das Auftreten von Osteoporose bzw.
osteoporotischen Frakturen, die sich teilweise auch mit der klinischen Erfahrung und
Vorwissen (,,prior knowledge") decken. Hierzu zählen unter anderem das Lebensalter,
Geschlecht, Menopause, osteoporotische Vorfrakturen, Frakturen in der
Familienanamnese, elterliche Schenkelahalsfrakturen, niedriges Körpergewicht bzw.
niedriger BMI, zierlicher Körperbau, Inaktivität und Immobilität, Rauchen,
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 18 von 116
übermäßiger Alkoholkonsum, Einnahme von Kortikosteroiden, Krankheiten wie
rheumatoide Arthritis, COPD, Hyperthyreose und M. Bechterew. Im Folgenden sollen
nur die wichtigsten, für die vorliegende Arbeit relevanten Faktoren in aller Kürze
vorgestellt werden, da eine ausführlichere Beschreibung den Rahmen dieser Arbeit
sprengen würde.
2.5.1 Alter, Geschlecht und Menopause
Das osteoporosebedingte Frakturrisiko steigt mit dem Alter bei Frauen und bei Männern
gleichermaßen an (Bagger et al. 2006, Kanis et al. 2001, 2005). Ab dem 50. Lebensjahr
verdoppelt sich das Frakturrisiko pro Dekade bei beiden Geschlechtern (Icks et al. 2013,
Kanis et al. 2000, Van der Klift et al. 2002). Bei vergleichbarem Alter und BMD (T-
Score) ist jedoch das Frakturrisiko beim weiblichen Geschlecht etwa doppelt so hoch
wie beim männlichen Geschlecht, wobei der postmenopausale Status die entscheidende
Rolle spielt (Berkum et al. 1988, Burger et al. 1994, Kanis et al. 2004).
2.5.2 Osteoporotische Vorfrakturen
Bereits vorliegende osteoporosebedingte Frakturen erhöhen das Risiko für das Auftreten
weiterer Frakturen bei beiden Geschlechtern (Holloway et al. 2014, Johnell et al. Mar
2004, Kanis et al. Aug 2004). Dabei steigt das Frakturrisiko mit der Anzahl der bereits
stattgehabten vertebralen (Delmas et al. 2003, Melton et al. 2006, Roux et al. 2007,
Van
Der Klift et al. 2004)
und nichtvertebralen Frakturen (Center et al. 2007, Cummings et al.
1995, Gehlbach et al. 2012, Kanis et al. Aug 2004, Taylor et al. 2004). Im ersten Jahr
nach einer osteoporosebedingten Fraktur ist das Risiko für eine erneute Fraktur am
höchsten (Giangregorio et al. 2010). Strategien zur Frakturprävention sind daher
möglicherweise effektiver, wenn sie inbesondere auf Menschen mit osteoporotischen
Frakturen in der Anamnese fokussieren (Holloway et al. 2014).
2.5.3 körperliche Inaktivität und Immobilität
Eine stark eingeschränkte Mobilität mit einer maximalen Gehstrecke von 100 m stellt
einen Risikofaktor für osteoporosebedingte Frakturen dar (Pluijm et al. 2009,
Kärkkäinen et al. 2008). Umgekehrt findet sich in der Literatur ein protektiver Effekt
der körperlichen Aktivität auf das Auftreten osteoporosebedingter Frakturen (Feskanich
et al. 2002, Hoidrup et al. 2001, Howe et al. 2011, Kemmler et al 2013, Wallace und
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 19 von 116
Cumming 2000, Wolff et al. 1999). Es findet sich eine inverse Assoziation zwischen
körperlicher Aktivität und Frakturen des Schenkelhalses (Kemmler et al. 2012,
Rikkonen et al. 2010), d. h. eine Verringerung der körperlichen Aktivität stellt einen
wichtigen Risikofaktor für Schenkelhalsfrakturen dar (Hoidrup et al. 2001). So wird die
Anpassung an den sitzenden Lebensstil als eine der wesentlichen Faktoren für den
Anstieg der Inzidenz der Schenkelhalsfrakturen in den letzten 50 Jahren angesehen
(Kanis 1993, Melton 1993).
2.5.4 Nikotinkonsum
Rauchen erhöht das Risiko für osteoporosebedingte Frakturen. Diskutiert werden
verschiedene mögliche Mechanismen wie z. B. ein direkter toxischer Effekt auf den
Knochen mit Verschlechterung der Knochenneubildung oder ein negativer Einfluss auf
den Vitamin D- und Calcium-Metabolismus mit Reduktion der Calciumresorption etc.
(Brot et al. 1999, Kanis et al. 2005, Law und Hackshaw 1997, Vestergaard und
Mosekilde 2003).
2.5.5 Vitamin D-Mangel und Kalzium
Ein Vitamin D-Mangel mit einer Serumkonzentration von 25-OH-Vitamin D
3
< 25
ng/ml
iii
ist ein Risikofaktor für das Auftreten osteoporosebedingter
Schenkelhalsfrakturen (Cummings et al. 1998, Cauley et al. 2008, Roux et al. Jul 2007,
Johnell et al. 1995). Bezüglich des Nutzens diätetischer Kalzium- und Vitamin D-
Zufuhr ist die Studienlage unterschiedlich: Auf der einen Seite zeigen Studien, dass eine
regelmäßige und ausreichende Versorgung mit Vitamin D und Calcium das Risiko für
osteoporosebedingte Frakturen verringert (Chapuy et al. 1994). Andere Studien
kommen zu dem Ergebnis, dass eine diätetische Kalzium- und Vitamin D-Zufuhr
keinen wesentlichen Einfluss auf das Auftreten osteoporosebedingter Frakturen hat
(Cumming et al. 1997, Michaelsson et al. 2003). Eine weitere Studie kommt zu der
Erkenntnis, dass eine diätetische Kalzium- und Vitamin D-Zufuhr die Inzidenz von
Osteoporose vermindert, aber nicht die der osteoporosebedingten Frakturen (Nieves et
al. 2008).
iii
Normbereich 25-80 ng/ml; ng=Nanogramm
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 20 von 116
2.5.6 Untergewicht
Untergewicht bei einem Body Mass Index (BMI) < 20 kg/m
2
wird von zahlreichen
Autoren als Risikofaktor für alle osteoporosebedingten Frakturen insbesondere des
Schenkelhalses und der Wirbelkörper angesehen (Johansson et al. 2013, Meyer et al.
1995, Young et al. 2001, Margolis et al. 2000, Tromp et al. 2000). Untergewicht als
Risikofaktor ist weitgehend unabhängig vom Alter und Geschlecht (De Laet et al.
2005). Es besteht eine signifikante positive Korrelation zwischen BMI und
Knochendichte (BMD) (Johansson et al. 2013). Ein mit einem niedrigen BMI
verbundenes erhöhtes Frakturrisiko ist somit hauptsächlich auf eine geringe
Knochendichte zurückzuführen (De Laet et al. 2005, Pluijm et al. 2009). Die
Verringerung der Knochendichte durch einen niedrigen BMI kann im Zusammenhang
mit Veränderungen von mechanischen und metabolischen Effekten gesehen werden, die
durch eine Abnahme der Gewichtslast bedingt sind (Kroke et al. 2000).
2.5.7 Diabetes mellitus Typ I und II
Diabetes mellitus Typ I ist mit einem deutlich erhöhten Frakturrisiko der Wirbelkörper
und des Schenkelhalses bei beiden Geschlechtern assoziiert (Hothersall et al. 2013,
Janghorbani et al. 2007, Vestergaard 2007). Auch Patienten mit einem Diabetes mellitus
Typ II haben ein höheres Risiko für osteoporotische Frakturen (Bonds et al. 2006,
Melton et al. 2008, Schwartz et al. 2011), besonders für Schenkelhalsfrakturen
(Janghorbani et al. 2007). Paradoxerweise ist Diabetes mellitus Typ II im Gegensatz
zum Diabetes mellitus Typ I mit einer höheren Knochendichte (BMD) assoziiert
(Vestergaard 2007), sodass die etablierten Verfahren keine adäquaten Aussagen zum
Frakturrisiko machen können (Schwartz et al. 2011). In diesen Fällen könnte QUS
verglichen mit der DEXA-Methode zu einer besseren Einschätzung des Frakturrisikos
insbesondere bei älteren Frauen mit Diabetes mellitus Typ II führen (Patel et al. 2008).
3 Ziel der Arbeit und Fragestellung
Osteoporose und osteoporosebedingte Frakturen wurden im Rahmen der European
Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam Studie, die die
Datengrundlage für die vorliegende Arbeit darstellt, bisher insgesamt wenig untersucht.
Im Fokus dieser Arbeit stehen die bisher eher unzureichend und nur mit
widersprüchlichen Aussagen untersuchten Zusammenhänge zwischen anamnestischen
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 21 von 116
Selbstangaben von Osteoporose bzw. BUA-Werten und dem Auftreten von
osteoporosebedingten Frakturen. Aus der Baseline-Erhebung dieser Studie liegen neben
anthropometrischen Merkmalen, Angaben zur Art der Berufstätigktei und zu
körperlicher Aktivität, Rauchverhalten, Medikamenteneinnahme, Alkoholkonsum und
Ernährungsfaktoren auch umfangreiche Messungen der Broadband Ultrasound
Attenuation (Abschwächung des Ultraschalls, BUA) vor, die im Rahmen der
quantitativen Ultraschalluntersuchungen (QUS) am Fersenbein (Os calcaneus) bei
Frauen gemessen wurden. Darüber hinaus wurden auch Selbstangaben der
Studienteilnehmerinnen zum Vorliegen bzw. Nicht-Vorliegen von Osteoporose
erhoben.
Das Ziel dieser Arbeit ist es daher zu untersuchen, ob bei Frauen niedrige BUA-Werte
beim QUS des Fersenbeins bzw. Selbstangaben von Osteoporose mit einem höheren
Risiko für das Auftreten von osteoporotischen Frakturen assoziiert sind. Aus dieser
Zielsetzung leiten sich die folgenden Forschungsfragen ab, die im Rahmen der Arbeit
beantwortet werden sollen:
1. Sind niedrigere BUA-Werte bei Frauen mit einem höheren Risiko für das Auftreten
von osteoporoserelevanten Frakturen assoziiert?
2. Sind Selbstangaben von Osteoporose bei Frauen mit einem höheren Risiko für das
Auftreten von osteoporoserelevanten Frakturen assoziiert?
4 Datenbasis und Methoden
4.1 EPIC-Potsdam-Studie
Die European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition-Potsdam-Studie
(EPIC-Potsdam-Studie) ist Teil der großen mehr als 500.000 Studienteilnehmer in 23
Studienzentren aus 10 europäischen Ländern umfassenden internationalen europaweiten
multizentrischen prospektiven Kohortenstudie (EPIC-Studie) (Riboli et al. 2002) zur
Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Ernährung, Lebensstil- und
Umweltfaktoren und dem Auftreten von Krebs und anderen chronischen Erkrankungen
(Boeing et al. 1999a). In die EPIC-Potsdam-Studie wurden 27548 Studienteilnehmer,
darunter 16.644 Frauen und 10904 Männer, in einem Alter zwischen 35 bis 64 Jahren
bei Frauen und 40 bis 64 Jahren bei Männern eingeschlossen, die von 1994 bis 1998 als
Zufallsstichproben aus der Allgemeinbevölkerung rekrutiert wurden. Die
Rekrutierungsbasis bildeten Adressen aus den Melderegistern der Stadt Potsdam und
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 22 von 116
angrenzenden Gemeinden (Boeing et al. 1999b). Die Teilnahmerate an der EPIC-
Potsdam-Studie betrug im Durchschnitt 22,7% (Boeing et al. 1999b).
4.2 Datenerhebung
4.2.1 Erhebungsinstrumente und Erhebung von Kovariablen
Im Rahmen der Baseline-Untersuchung wurden standardisiert, mittels von den
Probanden auszufüllender Fragebögen und computergestützter persönlicher Interviews
qua Selbstangaben soziodemographische Daten (z. B. Bildungsstatus), Ernährungs- und
Lebensstilparameter (z. B. Ernährung, Rauchstatus und sportliche Aktivitäten), Daten
zu prävalenten Erkrankungen einschließlich der Osteoporose und Knochenbrüchen
sowie zur regelmäßigen Medikamenteneinnahme erhoben. Darüber hinaus wurden
anthropometrische (z. B. Körpergröße und Körpergewicht) und klinische Parameter (z.
B. systolischer und diastolischer Blutdruck) sowie Ultraschallparameter bei Frauen
(Broadband Ultrasound Attenuation, BUA) im Rahmen der quantitativen
Ultraschalluntersuchungen (QUS) am Fersenbein gemessen. Tabelle 23 (im Anhang)
gibt eine Übersicht über die im Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie erhobenen
Einflussvariablen. Unter Nutzung der genannten Erhebungsinstrumente wurden die zur
Charakterisierung der Merkmale der Studienteilnehmer erforderlichen und relevanten
Variablen ermittelt. Abbildung 6 fasst die im Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie
genutzten Instrumente und erhobenen Variablen zusammen.
Erhebungsinstrumente
Fragebogen
computergestütztes
Interview
Anthropometrie
soziodemographisc
he Daten
Ernährung Lebensstil
Verschiedene
Bereiche
Körperliche
Untersuchung
Apparative
Messungen
Familienstand,
Bildungs- und
Berufsmerkmale,
Beanspruchung am
Arbeitsplatz.
Bei Frauen:
gynäkologische
Anamnese
(Menarche, Zyklus,
Menopause,
Kinder, Stillen,
Hormonersatzthera
pie, Kontrazeptiva)
Ernährungsgew
ohnheiten in
Form von Art,
Menge und
Häufigkeit der
Nahrungsmittela
ufnahme,
Angaben zu
Nahrungsergänz
ungsmittel
Körperliche
Aktivität ,
Rauch- und
Alkoholverh
alten,
Ernährung
Körperliche Aktivität
im Sommer und
Winter, Rauch- und
Alkohol- und
Rauchverhalten,
Gewichtsentwicklung,
medizinische
Anamnese (prävalente
Erkrankungen
einschließlich
Osteoporose und
Frakturen,
Medikamente,
Operationen),
Schwangerschaften
etc.
Größe,
Gewicht,
Taillen- und
Hüftumfang,
Brustkorbumf
ang
Blutdruck,
Puls,
Blutuntersuchu
ng,
Hautfaltenmess
ung, BUA
Abbildung 6. Bei der Baseline-Erhebung im Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie verwendeten
Erhebungsinstrumente und erhobenen Variablen
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
Seite 23 von 116
Neben soziodemographischen Daten wurden die Ernährungsgewohnheiten in den
letzten 12 Monaten vor der Aufnahme in die Studie bezüglich Art, Frequenz und
Portionsgröße anhand eines validierten Fragebogens (Food Frequency Questionnaires,
FFQ) in 49 Lebensmittelgruppen und 148 Lebensmittel-Items erhoben. Dies schloss
auch Gewohnheiten zum Alkoholkonsum ein (Klipstein-Grobusch et al. 1999). Aus den
Angaben zu den Ernährungsgewohnheiten wurden die Variablen Energie- und
Proteinaufnahme, Aufnahme von Pflanzenproteinen und Ballaststoffen sowie die
aufgenommene Alkoholmenge in Gramm pro Tag (g/d) berechnet (siehe Tabelle 23 im
Anhang). Letztere Variable wurde auch als kategoriale Variable berechnet. In der
vorliegenden Arbeit wurde die Alkoholaufnahme als kontinuierliche Variable
verwendet.
In computergestützten persönlichen Interviews wurden die Probanden zu den
körperlichen Aktivitäten Gehen, Fahrradfahren, Gartenarbeit und anderen
Sportaktivitäten im Sommer- und Winterhalbjahr in Stunden pro Woche (h/W) befragt.
In der vorliegenden Arbeit wurde aus den Mittelwerten der Angaben zur Baseline eine
kombinierte Variable aus Gehen, Fahrradfahren, Gartenarbeit und anderen
Sportaktivitäten in h/W als kontinuierliche Variable verwendet. Die in den Interviews
erhobenen Angaben zum Rauchverhalten wurden kategorisiert. In der vorliegenden
Arbeit wurden die drei Kategorien ,,Nie-Raucher", ,,ehemaliger Raucher" und ,,aktueller
Raucher" verwendet.
Die im Rahmen der Interviews gestellten Fragen nach Vorerkrankungen konnten von
den Probanden mit ,,ja", ,,nein", ,,weiß nicht" (w.n.) und ,,keine Angabe" (k.A.)
beantwortet werden. Im Falle einer Bejahung der Frage wurde nach dem Datum der
erstmaligen Diagnose gefragt, sodass das Alter der Probanden zum Zeitpunkt der
Diagnose ermittelt werden konnte. Die angegebenen prävalenten Erkrankungen wurden
in der vorliegenden Arbeit als dichotome Variablen verwendet (siehe Tabelle 23 im
Anhang und Abbildung 13).
Die Fragen nach Vorerkrankungen schlossen auch erlittene osteoporotische Frakturen
nach dem 30. Lebensjahr ein (vor diesem Alter sind osteoporotische Frakturen eher
unwahrscheinlich). So wurden die Teilnehmerinnen gefragt: ,,Hatten Sie nach Ihrem 30.
Lebensjahr einen Knochenbruch?" Bei einer Bejahung dieser Frage wurde gezielt nach
der Frakturlokalisation gefragt, wobei zwischen Schenkelhals-, Wirbelkörper-,
Handgelenks- und anderen Frakturen gewählt werden konnte. Abbildung 7 zeigt den
verwendeten Fragebogen zur Selbstangabe von prävalenten Frakturen.
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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Abbildung 7. Fragebogen mit Selbstangaben von prävalenten Frakturen zur Baseline-Erhebung im
Rahmen der EPIC-Potsdam-Studie.
Im Fragebogen und im Interview wurde auch nach regelmäßigen Einnahmen von
insgeamt 18 verschiedenen Medikamenten gefragt (siehe Tabelle 23 im Anhang).
Die sich anschließende standardisierte körperliche Untersuchung umfasste die
millimetergenaue Messung von Körpergröße und Taillenumfang, die auf 100 g genaue
Bestimmung des Körpergewichts sowie die mehrmalige sphymographische Messung
des Blutdrucks nach Riva-Rocci und Korotkoff. Aus dem Quotienten aus
Körpergewicht in kg und dem Quadrat der Körpergröße in Metern wurde der Body
Mass Index (BMI) als kontinuierliche Variable berechnet (Kroke et al 1999).
4.2.2 Erhebung der Expositionsvariable Selbstangabe einer Osteoporose
Im Rahmen der Baseline-Erhebung der EPIC-Potsdam-Studie wurde durch geschulte
Interviewer im Rahmen eines computergestützten Interviews neben anderen prävalenten
Erkrankungen (siehe Abschnitt 4.2.1) auch nach dem Vorliegen einer Osteoporose
gefragt, wobei die Selbstangaben nicht validiert wurden. Es spielte daher keine Rolle,
wie, wann und von wem die Diagnose einer Osteoporose mitgeteilt wurde, wie fundiert
die medizinische Grundlage der Selbstangabe war oder seit wann den Frauen eine
Osteoporose bekannt war. Ausschlaggebend war allein die Selbstangabe durch die
teilnehmenden Frauen und ob nach ihrem Wissen eine Osteoporose bekannt war oder
nicht. So konnten die Selbstangaben ganz unterschiedliche Validitäten haben: Sie
konnten von einer lediglich mündlich geäußerten Vermutung bis hin zu einem mittels
Knochengesundheit und Risiko für Frakturen bei Frauen in der EPIC-Potsdam-Studie DIfE/BSPH
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DEXA T-Score diagnostizierten ärztlichen Befund reichen. In der vorliegenden Arbeit
wurde die Expositionsvariable Selbstangabe einer Osteoporose als dichotome Variable
verwendet.
4.2.3 Erhebung der Expositionsvariable Ultraschallabschwächung (BUA)
Im Rahmen der anthropometrischen Baseline-Erhebung wurden bei 9620 von insgesamt
16644 an der EPIC-Potsdam-Studie teilnehmenden Frauen BUA-Messungen
durchgeführt. Die Ultraschallmessungen wurden am rechten Fersenbein (Os calcaneus)
im Wasserbad (siehe Abbildungen 3 und 4) mit dem QUS-Messgerät Achilles Plus
Ultrasound Densitometer (Lunar Corporation, Madison, Wisconsin, USA)
vorgenommen (Weikert et al. 2005). Die Messungen erfolgten durch speziell dafür
geschultes Personal gemäß den Gebrauchsinstruktionen des Herstellers (Kroke et al.
2000), wobei BUA in db/MHz gemessen wurde (siehe auch Abschnitt 2.3).
In der vorliegenden Arbeit wurden die gemessenen BUA-Werte sowohl als kategoriale
Variable (Quartile und Mediane) als auch als kontinuierliche Variable verwendet. Bei
den BUA-Quartilen wurde die Quartile mit den höchsten BUA-Werten als
Referenzkategorie eingestuft, da angenommen wurde, dass diese am besten das
normwertige physiologische Abschwächungsverhalten des Ultraschalls beim
Durchgang durch den Knochen repräsentiert. Die übrigen drei Quartile mit den
niedrigeren BUA-Werten wurden als Expositionsgrößen angesehen. Bei den Medianen
wurden die BUA-Werte oberhalb des BUA-Medians als Referenzkategorie und die
BUA-Werte unterhalb des BUA-Medians als Expositionsgröße eingeordnet.
4.2.4 Identifizierung von Fällen (inzidente Frakturen)
Im Rahmen der Follow-up-Untersuchungen der EPIC-Potsdam-Studie wurde den
teilnehmenden Frauen in zwei- bis dreijährigen Abständen standardisierte Fragebögen
zugesandt, die Fragen nach neu erlittenen Frakturen und sonstigen Erkrankungen, nach
aktueller Medikamenteneinnahme und nach Änderungen der Ernährung, der
Lebensstilparameter wie körperliche Aktivität, Rauch- und Alkoholverhalten enthielten
(Bergmann et al. 1999).
Die auf diesem Wege gemachten Selbstangaben bilden die Grundlage für die Erfassung
der Daten bezüglich inzidenter Frakturen in der Studienpopulation. Neben dem Alter
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2014
- ISBN (PDF)
- 9783956365195
- ISBN (Paperback)
- 9783956368639
- Dateigröße
- 1.6 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Charité - Universitätsmedizin Berlin – Berlin School of Public Health
- Erscheinungsdatum
- 2015 (Juli)
- Note
- 1,5
- Schlagworte
- Osteoporose Broadband Ultrasound Attenuation Fraktur-Risiko bei Frauen
