Datorsimuleringar i 3D kan tidigt upptäcka risker för benbrott till följd av benskörhet. Med hjälp av metoden skulle många slippa höftfrakturer, menar forskare.
Benskörhet, som också kallas osteoporos, orsakar över 120 000 benbrott i Sverige varje år. 18 000 av dem är höftfrakturer. Hälften av alla som drabbas kommer även få fler frakturer.
Sjukdomen innebär att benmassan minskar, benstrukturen försvagas och risken för frakturer ökar. Främst drabbas äldre personer.
Alla i riskzonen upptäcks inte
Idag diagnostiseras benskörhet genom en bentäthetsmätning. Det är en röntgenundersökning som ofta görs först när patienten redan drabbats av en fraktur.
Men mätningen av skelettets bentäthet fångar inte alla med hög risk för att få en fraktur. Ungefär hälften som är i riskzonen missas.
– Det har hittills saknats tillförlitliga metoder för att upptäcka sjukdomen i ett tidigt skede, det vill säga innan den första frakturen sker, säger forskaren Hanna Isaksson vid Lunds universitet.
Tusen fler kan upptäckas
En större andel av personer med hög risk att få en höftfraktur går att identifiera med en ny beräknings- och simuleringsmetod, som Hanna Isaksson och forskarkollegor har utvecklat. Det visar en studie där metoden har utvärderats. Undersökningen är baserad på patientdata från 2000 personer.
– Med hjälp av den nya metoden skulle vi varje år kunna upptäcka ungefär tusen fler personer med hög risk för höftfraktur. Och mycket tyder på att metoden även kan användas för att påvisa benskörhet innan den första frakturen inträffar, säger Hanna Isaksson.
Tredimensionella modeller
Den nya metoden använder tvådimensionella röntgenbilder från bentäthetsmätningar för att ta fram tredimensionella modeller av lårbenet.
– Omvandlingen från 2D till 3D görs utifrån en datorsimulerad mall för hur benets geometri och bentäthet statistiskt varierar, säger forskaren Lorenzo Grassi vid Lunds universitet.
Den tredimensionella modellen av lårbenet gör det möjligt att simulera olika situationer och scenarier som kan påverka vid till exempel ett fall. Informationen gör det lättare att bedöma risken för frakturer.
Benbrott kan undvikas
Forskarna har genomfört simuleringar på data från över 400 personer som tidigare genomgått en bentäthetsmätning med röntgen. Av dessa fick vissa en höftfraktur inom tio år efter undersökningen, andra fick det inte.
När mätresultaten från de olika metoderna jämfördes framgick tydligt att 3D-metoden är bättre på att förutspå risken för en höftfraktur än vad bentäthetsmätningen är.
– Om dessa personer som faktiskt fick en höftfraktur hade undersökts med den nya mätmetoden så hade de med låg benstyrka kunnat identifieras och flera av benbrotten skulle ha kunnat undvikas, säger Hanna Isaksson.
Simulerar olika fallsituationer
Simuleringarna är viktiga pusselbitar för att förstå faktorer som påverkar risken att få en fraktur, menar forskaren Lorenzo Grassi.
– Eftersom en människa kan ramla på många olika sätt kan personen också skada sig på varierande sätt. Med den nya metoden är det möjligt att simulera en persons olika sätt att falla på och de skilda riktningar som fallen kan ske åt, information som gör det möjligt att identifiera kraften som krävs för att ett ben ska brytas.
Det är också möjligt att få fram individuella värden på skelettets benstyrka hos varje enskild person.
– Det är särskilt viktigt eftersom svagt skelett är en av de största riskfaktorerna för benskörhetsrelaterade frakturer, säger Lorenzo Grassi.
Kan bidra till ökad livskvalitet
Framöver planerar forskarna fler utvärderingar av mätmetoden som de tror kan bli ett viktigt komplement till dagens diagnostik. Förhoppningen är att metoden ska integreras i vården av bensköra, både på vårdcentraler och inom specialistvården.
En tidigare upptäckt av benskörhet kan bidra till bättre livskvalitet hos patienterna och minskade kostnader för samhället, enligt Hanna Isaksson.
– Kostnaderna som uppstår till följd av benskörhet uppskattades år 2019 i Sverige till 23 miljarder kronor, en kostnad som blir högre för varje år. Denna trend behöver brytas, säger hon.
Även dödsfall kommer kunna undvikas med en mer träffsäker diagnostik.
– Av dem som får en höftfraktur dör 24 procent inom ett år, säger Hanna Isaksson.
Vetenskaplig studie:
3D Finite Element Models Reconstructed From 2D Dual-Energy X-Ray Absorptiometry (DXA) Images Improve Hip Fracture Prediction Compared to Areal BMD in Osteoporotic Fractures in Men (MrOS) Sweden Cohort,Journal of Bone and Mineral Research.
Kontakt:
Hanna Isaksson, professor i biomedicinsk teknik vid LTH, Lunds universitet, hanna.isaksson@bme.lth.se
Lorenzo Grassi, biträdande universitetslektor i biomedicinsk teknik vid LTH, Lunds universitet, lorenzo.grassi@bme.lth.se
