Zeitschrift für Osteoporose und körperliche Aktivität
Offener Zugang

Abstrakt

Entwicklung von objektspezifischen Finite-Element-Modellen des proximalen Femurs bei älteren Erwachsenen mit Adipositas zur Bewertung der Auswirkungen von Gewichtsverlust auf die Knochenstärke

Schoell SL, Weaver AA, Beavers DP, Leon Lenchik, Marsh AP, Rejeski WJ, Stitzel JD und Beavers KM

Hintergrund der Studie: Die Empfehlung einer absichtlichen Gewichtsabnahme bei älteren Erwachsenen ist nach wie vor umstritten, was teilweise auf den Verlust der Knochenmineraldichte (BMD) zurückzuführen ist, der bekanntermaßen mit einer Gewichtsabnahme einhergeht. Obwohl Finite-Elemente-Modelle (FE-Modelle) zur Beurteilung der Knochenstärke verwendet wurden, wurden diese Methoden nicht zur Untersuchung der Auswirkungen einer Gewichtsabnahme eingesetzt. Ziel dieser Studie ist die Entwicklung von FE-Modellen des proximalen Femurs für bestimmte Personen und die Untersuchung der Auswirkungen einer absichtlichen Gewichtsabnahme auf die Knochenstärke.
Methoden: Computertomographien (CT-Scans) des proximalen Femurs von 25 übergewichtigen und adipösen (mittlerer BMI = 29,7 ± 4,0 kg/m² ⁾ älteren Erwachsenen (mittleres Alter = 65,6 ± 4,1 Jahre), die sich einer 18-monatigen absichtlichen Gewichtsabnahme-Intervention unterzogen, wurden zu Beginn und nach der Intervention durchgeführt. Aus den CT-Scans der einzelnen Personen wurden Messwerte der volumetrischen Knochenmineraldichte (vBMD) und der variablen Kortikalisdicke abgeleitet und direkt auf die Modelle zu Beginn und nach der Intervention übertragen. Die FE-Modelle für bestimmte Personen wurden mithilfe von Morphing-Techniken entwickelt. Die Knochenstärke wurde durch Simulation eines Einbeinstandes und eines seitlichen Sturzes geschätzt.
Ergebnisse: Nach der Gewichtsreduktionsintervention kam es im Vergleich zum Ausgangswert bis 18 Monate nach der Gewichtsabnahme zu signifikanten Abnahmen der vBMD (Gesamthüfte: -0,024 ± 0,013 g/cm3; Schenkelhals: -0,012 ± 0,014 g/cm3), der Kortikalisdicke (Gesamthüfte: -0,044 ± 0,032 mm; Schenkelhals: -0,026 ± 0,039 mm) und der geschätzten Stärke (Stand: -0,15 ± 0,12 kN; Sturz: -0,04 ± 0,06 kN). Unter Berücksichtigung der Knochenmaße, der Körpermasse und des Geschlechts beim Ausgangswert wurden Korrelationen zwischen Gewichtsveränderung und Veränderung der Gesamtkortikalisdicke von Hüfte und Schenkelhals festgestellt (alle p<0,05). Pro Kilogramm Körpergewichtsverlust verringerte sich die Kortikalisdicke im gesamten Hüft- und Schenkelhals um 0,003 mm bzw. 0,004 mm. Für die vBMD- oder Kraftdaten waren keine signifikanten Korrelationen vorhanden.
Schlussfolgerung: Die entwickelten, personenspezifischen FE-Modelle könnten verwendet werden, um die Auswirkungen von absichtlichem Gewichtsverlust auf die Knochengesundheit besser zu verstehen.