BMDNow: Fraunhofer-KI soll Knochendichte aus CT-Bildern ermitteln

Die Messung der Knochendichte gilt in der medizinischen Diagnostik als zentrales Instrument, um den Zustand des Skelettsystems zu beurteilen und Risiken frühzeitig abzufangen. Als etablierter Standard dient hierbei die sogenannte DXA-Messung (Duale Röntgen-Absorptiometrie).

Anhand von international festgelegten Schwellenwerten erlaubt das Verfahren eine Einordnung der Knochengesundheit und bildet die Grundlage für präventive sowie therapeutische Entscheidungen.

Klassifikation über den T-Wert

Die Bewertung der Messergebnisse erfolgt maßgeblich über den T-Score nach den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Dieser Wert setzt die ermittelte Mineraldichte eines Knochenabschnitts ins Verhältnis zu den Referenzwerten junger, gesunder Erwachsener. Liegt der T-Wert bei -1 oder höher, gilt die Knochendichte als normal.

Fällt das Ergebnis in den Bereich von unter -1 bis über -2,5, sprechen Fachleute von einer verminderten Knochendichte, der sogenannten Osteopenie. Ein T-Wert von unter -2,5 markiert schließlich den Übergang zur manifesten Osteoporose.

Bei einer diagnostizierten Osteopenie kann das Frakturrisiko dennoch beträchtlich sein, insbesondere wenn bereits frühere Brüche vorliegen, ein höheres Lebensalter erreicht ist oder weitere begleitende Bedingungen hinzukommen.

Eine adäquate Densitometrie ermöglicht somit eine fundierte Diagnosestellung. Für Verlaufskontrollen wird empfohlen, Messungen nach Möglichkeit stets am selben Gerät beziehungsweise beim selben Dienstleister durchzuführen, um verlässliche Vergleichswerte zu sichern.

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Indikationen und Grenzen der Dichtemessung

Grundsätzlich gilt eine Densitometrie für alle Frauen ab 65 Jahren sowie für Männer ab 70 Jahren als angezeigt. Bei Vorliegen spezifischer Risikofaktoren empfiehlt sich eine frühere Untersuchung.

Zu diesen Faktoren zählen unter anderem Vorerkrankungen wie COPD, Zystische Fibrose und rheumatoide Arthritis oder auch die Einnahme bestimmter Medikamente, darunter Kortikoide, Antikonvulsiva sowie ein übermäßiger Gebrauch von Omeprazol.

Während Instrumente wie der Ein-Minuten-Test der International Osteoporosis Foundation (IOF) als Fragebogen dazu dienen, individuelle Risikofaktoren aufzuzeigen, stellen sie selbst keine Diagnose dar.

Tritt eine Hüft- oder Wirbelfraktur infolge von Fragilität auf, kann dies eine medizinische Behandlung zudem selbst dann rechtfertigen, wenn der ermittelte T-Score formal nicht im Osteoporosebereich liegt. Denn die Knochendichte erfasst primär die reine Mineralmenge in einem bestimmten Abschnitt.

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Zur vollständigen Knochenqualität gehören darüber hinaus jedoch auch die Mikroarchitektur und die Zusammensetzung der Bestandteile wie Mineralien und Kollagen. Da ein unauffälliger Befund nicht alle Aspekte dieser Knochenqualität abbildet, können Knochenbrüche auch bei normalen Dichtewerten auftreten.

So weisen beispielsweise einige Patienten mit Typ-2-Diabetes ein erhöhtes Frakturrisiko auf, obwohl ihre Knochendichte im Normalbereich liegt. Ergänzend zur DXA-Messung kommt daher bei Bedarf das FRAX-Instrument zum Einsatz, um das 10-Jahres-Frakturrisiko genauer abzuschätzen.

Neue technologische Ansätze

Parallel zu den bestehenden Standardverfahren arbeiten Forschungseinrichtungen an weiteren diagnostischen Methoden. So entwickeln das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) und die Goethe-Universität Frankfurt im Rahmen des durch die Hessen Agentur geförderten Projekts „BMDNow“ ein KI-System.

Das Programm soll die Knochendichte künftig automatisiert aus bereits vorliegenden CT-Bildern ermitteln, um Osteoporose und Osteopenie frühzeitiger zu erkennen, ohne dass dafür eine zusätzliche Bildgebung notwendig wird.

Laut Angaben der Fraunhofer-Gesellschaft mit Stand vom 1. Oktober 2026 ist die aktuelle Version von BMDNow ausschließlich für die Dual-Energy-Computertomographie (DECT) geeignet; eine Erweiterung auf Single-Energy-CT (SECT) befindet sich in Planung. Vollständige klinische Validierungsdaten zu Fallzahlen, Sensitivität und Spezifität dieser Methode liegen bislang noch nicht veröffentlicht vor.