Что такое морфометрия позвоночника

Что такое морфометрия позвоночника

Развитие высокоинформативных методов визуализации развивающегося внутриутробно ребенка, таких как трехмерное (3D), четырехмерное (4D) УЗИ и МРТ плода, позволяет изучать анатомию и топографию внутренних органов, а также диагностировать некоторые аномалии развития [3]. Известно, что деформации позвоночника выявляются очень рано, особенно, например, врожденные сколиозы или дефект дужек позвонков (spinabifida), последняя чаще всего сопровождается спинномозговой грыжей [2,5]. Также, в литературе имеются сведения о проведении некоторых операций по коррекции данного порока развития с помощью эндоскопического доступа еще на внутриутробном этапе [4]. Кроме того, выхаживание глубоко недоношенных новорожденных начинается с 22 недель развития массой более 500 грамм [1]. Грудной отдел позвоночника и соответствующая часть спинного мозга в промежуточном периоде онтогенеза до конца не изучены.

Целью исследования стало получение новых данных по анатомии позвоночника и спинного мозга в грудном отделе у плодов 16–22 недель развития.

Материалом исследования послужили торсы 40 плодов обоего пола 16–22 недель развития, полученные в результате прерывания беременности по социальным показаниям у здоровых женщин с соблюдением всех юридических и деонтологических норм, принятых в Российской Федерации.

Методами исследования явились макромикроскопическое препарирование, ряд дополнительных сведений был получен при использовании гистотопографического метода и метода распилов по Н.И. Пирогову. На изготовленных препаратах проводили изучение описательной и количественной анатомии грудного отдела позвоночника и соответствующего отдела спинного мозга. Все полученные количественные данные подвергали вариационно-статистической обработке с вычислением их средней величины (X), ошибки средней (Sx), среднеквадратического отклонения (α), минимальных и максимальных значений, темпа прироста (Тпр). При проведении статистических расчетов использовалась программа «Microsoft Excel».

Результаты полученных данных и их обсуждение. В ходе настоящего исследования было выявлено, что в рассматриваемом периоде онтогенеза отчетливо определяется позвоночник со всеми его структурами. После удаления частей тела позвонка и остистых отростков отчетливо визуализируется спинной мозг.

Для более детального изучения анатомии грудных позвонков они были исследованы на горизонтальных срезах по Н.И. Пирогову. При выполнении данного раздела рассматривали три группы срезов в соответствии с их скелетотопическими уровнями: ThI-III, ThIV-VII, ThVIII-XI. Подобное деление на группы обусловлено различием топографии внутренних органов грудной полости на данных скелетотопических уровнях.

При изучении горизонтальных распилов грудного отдела позвоночника определяются: тело, дуга, поперечные отростки позвонка, позвоночное отверстие, представленные на рисунке 1.

Рис. 1. Грудной позвонок у плодов 16–22 недель развития

Фото горизонтального среза по Н.И. Пирогову, уровень ThIV, вид сверху.

Случай № 56, срок развития – 18–19 недель, пол – мужской.1 – дуга позвонка, 2 – спинной мозг, 3 – очаг окостенения, 4 – тело позвонка,5 – межоболочечные пространства, 6 – щель между дугой и телом позвонка.

Обращает на себя внимание тот факт, что на данном сроке развития дуга позвонка с телом еще не сращены и между ними есть небольшая щель (рис. 1). На 16–17 неделях развития расстояние между телом позвонка и дугой на уровне ThI-III справа составило 1,61±0,14 мм, слева – 1,45±0,20 мм; на уровне ThIV-VII справа достигло 1,43±0,17 мм, слева – 1,26±0,11 мм; на уровне ThVIII-XII справа было равно 1,60±0,14 мм, слева – 1,64±0,19 мм, соответственно. Вначале изученного возрастного периода данный показатель справа в абсолютных значениях был чуть больше, чем слева (p≥0,05). К 22 неделе развития средние значения расстояния между телом позвонка и его дугой постепенно увеличиваются и достигают следующих значений: на уровне ThI-III (справа и слева) 1,86±0,17 мм и 1,99±0,19 мм; на уровне ThVI-VII 1,68±0,17 мм и 1,76±0,21 мм; на уровне ThVIII-XII 1,60±0,11мм и 1,65±0,16 мм соответственно. К концу изученного возрастного периода касательно билатеральных показателей отмечается иная тенденция: слева абсолютные значения больше, чем справа (p≥0,05).

При изучении расстояния между остистым отростком и передней поверхностью тела позвонка на горизонтальных распилах по Н.И. Пирогову, значения которого представлены в таблице 1, было отмечено, что данный показатель с увеличением возраста плода постепенно нарастает на всем протяжении изученного возрастного периода к 22 неделе. В то же время в пределах каждой возрастной группы плодов этот показатель постепенно уменьшается в дистальном направлении относительно уровня позвоночника. Подобная закономерность была отмечена во всех четырех изученных группах плодов. Наибольшие размеры позвонка во всех группах плодов были отмечены на уровне ThI-III. Анализ данного показателя позволяет говорить о том, что в 16–22 недели развития переднезадний размер позвонков в пределах грудного отдела позвоночника изменяется неравномерно.

Средние (X±Sx) значения расстояния между остистым отростком и передней поверхностью тела грудного позвонка на уровнях ThI-III, ThIV-VII, ThVIII-XII у плодов человека 16–22 недель развития

Источник

Денситометрия позвоночника

Денситометрия позвоночника

Цена: от 1700 рублей

Среднее время процедуры: 2-3 минуты

Необходимость подготовки: нет

Денситометрия (двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, ДРА) позволяет определить минеральную плотность костной ткани с помощью рентгеновского излучения и предсказать риск развития переломов. Рентгеновская трубка прибора генерирует пучок двухэнергетического излучения. Его «мягкая» и «жесткая» составляющие по-разному поглощаются тканями организма и попадают на детектор. По размерам, толщине и плотности костей рассчитываются коэффициенты Т-критерия (сравнение данных пациента с показателем здорового молодого человека соответствующего пола) и Z-критерия (сравнение с популяцией того же пола, веса и возраста). Денситометрия – высокочувствительный метод, позволяющий обнаружить минимальную потерю плотности костного матрикса (до 2 %) с низкой погрешностью измерения. Повторную денситометрию рекомендуется проводить с использованием того же оборудования, на котором было выполнено первичное обследование, с частотой один раз в год.

Факторы риска развития остеопороза:

— низкая минеральная плотность костной ткани

— пол (чаще болеют женщины)

— ранняя менопауза (прекращение менструации в возрасте до 45 лет).

— гипогонадизм (дефицит половых гормонов)

— низкая масса тела (менее 55кг у женщин и 70кг у мужчин)

— прием лекарственных препаратов (например, глюкокортикоидов)

— низкая физическая активность

— недостаточное потребление кальция и витамина Д

— эндокринные заболевания (заболевания щитовидной железы, гиперпаратиреоидизм), ревматические заболевания

— длительность грудного вскармливания более 6-8 месяцев

— большое количество беременностей (более 3х)

Показания к денситометрии поясничного отдела позвоночника:

Методика исследования:

Перед денситометрией пациент сообщает свой рост и вес. Необходимо снять одежду с металлическими элементами (пуговицами, пряжками, застежками). Во время денситометрии пациент находится на специальном столе в положении лежа на спине, ноги сгибаются в тазобедренных и коленных суставах и укладываются на специальный куб. Рентгеновскими лучами проводится сканирование области 4х поясничных позвонков (с 1го по 4ый), а специальный датчик осуществляет измерения степени поглощения проходящих лучей, на основании которых строится график. При невозможности измерения всех четырёх позвонков, можно использовать три позвонка или два. Позвонок с анатомическими изменениями может быть исключён из анализа, если он является явно патологическим и не подлежащим интерпретации в пределах системы, или если различие между анализируемым позвонком и смежным составляет более 1,0SD. При денситометрии вычисляют минеральную плотность костной ткани тел позвонков.

Подготовка и время исследования:

Денситометрия поясничного отдела позвоночника не требует никакой предварительной подготовки. Сама процедура совершенно безболезненна. Время исследования – 2-3мин.

Питайтесь, как обычно, но прекратите принимать добавки кальция, по-меньшей мере, за сутки до обследования. Наденьте свободную удобную одежду без металлических замков, поясов и пуговиц.

Если вы недавно прошли обследование с применением бария или компьютерную томографию (КТ) с применением контрастного вещества или радиоизотопное сканирование, сообщите об этом своему врачу; возможно, вам придется подождать 7-10 дней, прежде чем делать исследование.

Если есть малейшая вероятность того, что вы беременны, сообщите об этом своему врачу.

Дозовая нагрузка: 0,03мЗв

Кардиостимулятор не является противопоказанием к проведению стандартной денситометрии.

Противопоказанием для проведения программы «все тело» являются: беременность, лактация, эндопротезы, кардиостимулятор.

Противопоказания для выполнения денситометрии поясничного отдела позвоночника:

Источник

Что такое морфометрия позвоночника

Остеопороз (ОП) в настоящее время привлекает к себе все больше внимание врачей разных специальностей. Это обусловлено увеличивающейся частотой встречаемости данного заболевания, в том числе и среди лиц молодого возраста. По последним данным в России ОП установлен у 14 млн. человек, состояние остеопении зафиксировано у 20 млн. человек. Распространенность ОП по Москве составляет до 19,8% у женин и 13,3% у мужчин старше 50 лет.

Для ОП характерно снижение костной массы и структурные нарушения микроархитектоники. Но изменения структуры кости также характерны для остеонекроза и остеоартроза, сочетающиеся со снижением минеральной плотности кости. При таком положении дел все более актуальным становится вопрос ранней диагностики, на доклиническом этапе и сокращение числа переломов, связанных с остеопорозом.

С учетом факторов риска развития ОП проведение денситомтерии (объективное количественное измерение параметров плотности костных тканей) показано всем женщинам старше 40 лет, мужчинам старше 60 лет, женщинам с частыми беременностями, при наличии заболеваний, связанных с нарушением кальций-фосфорного обмена, эндокринопатиями, заболеваниями ЖКТ, системы крови, почек, ревматическими болезнями, при приеме препаратов, снижающих плотность костной ткани (кортикостероиды, контрацептивы, противосудорожные препараты, иммунодепрессанты, антациды содержаншие алюминий, тиреоидные гормоны, агониста гонадотропин-релизинг гормона), при несбалансированном питании (соблюдение разгрузочных диет, лечебное голодание, малое содержание в пище кальция, витамина Д, употребление большого количества кофеинсодержащих напитков).

В настоящее время существует несколько видов денситометрии:

Чем же отличаются перечисленные виды денситометрии? Какой вариант денситометрии предпочтительно использовать для оценки плотности костной ткани?
Рентгеновские методы исследования основаны на принципе поглощения костной тканью рентгеновского излучения, пропорциональном содержанию костного минерала. Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA) — считается «золотым стандартом», минеральная плотность костной ткани (МПКТ) определяется в граммах на квадратный сантиметр.
К достоинствам этого метода можно отнести возможность измерения МПКТ в позвоночнике, бедренных костях, различить структурные особенности тел позвонков.
При этом существуют следующие особенности:

Количественная компьютерная томография (QCT) — позволяет более точно, чем DXA определить МПКТ, есть возможность раздельно исследовать компактную и губчатую ткань тел позвонков, что делает ее уникальной среди прочих денситометрических методов исследования костей, оценить структурные характеристики губчатой кости, исключить из анализа остеофиты, кальцинаты, гемангиомы. Оценка МПК проводится на объем кости (г\см куб.). Не требует дополнительного сканирования при наличии рутинного КТ — исследования позвоночника, имеется возможность извлечь измерение МПК позвоночника, бедренных костей из результатов сканирования по другим показаниям. Предпочтительно для врачей, имеющих опыт лечения ОП, опирающихся на комплексное обследование (оценка клиники, лабораторных показателях и инструментальных данных).

Ультразвуковая денситометрия основана на оценке состояния костной ткани по скорости прохождения ультразвуковой волны через кость (SOS от англ. speed of sound) и величины затухания ультразвуковой волны в кости (BUA — от англ. broadband ultrasound attenuation). Ультразвуковая денситометрия имеет следующие преимущества:

Для взвешенного подхода к постановке диагноза нужно сочетать любой вид денситометрии с оценкой маркеров метаболизма костной ткани (лабораторные показатели), подробным сбором анамнеза и осмотра пациента.

Источник

Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» 2 (18) 2015

Вернуться к номеру

МРТ-морфометрия тел позвонков и межпозвоночных дисков поясничного отдела позвоночника у больных с нарушением минеральной плотности костной ткани

Версия для печати

Цель исследования — изучение изменений тел позвонков, межпозвоночных дисков и их площадей в поясничном отделе позвоночника при уменьшении минеральной плотности костной ткани (МКП) с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). 81 пациенту были проведены двухэнергетическая рентгеновская денситометрия (ДРД) и МРТ поясничного отдела позвоночника. Остеопения диагностирована у 33 больных (ІІ группа), остеопороз — у 28 (ІІІ группа), контрольную группу составили 20 пациентов (І группа) без признаков остеопороза (по данным ДРД). Cредние показатели МКП (г/см2) в телах L1-L4 составили: у здоровых — 1,232 ± 0,060; при остеопении — –1,032 ± 0,070; при остеопорозе — –0,757 ± 0,080. Средние показатели Т-критерия в группе сравнения составили –1,27 ± 0,71; во ІІ группе с остеопенией — –1,40 ± 011; в ІІІ группе с остеопорозом — –3,09 ± 1,73. Разница в МКП между I и II группами составила 16,2 % (р Ключевые слова

минеральная плотность костной ткани, остеопения, остеопороз, МРТ-морфометрия.

мінеральна щільність кісткової тканини, остеопенія, остеопороз, МРТ-морфометрія.

bone mineral density, osteopenia, osteoporosis, MRI morphometry.

Статья опубликована на с. 71-77

Введение

Остеопороз — наиболее распространенное системное заболевание скелета, характеризующееся низкой костной массой и микроструктурными повреждениями костной ткани, которые приводят к повышению хрупкости кости и, соответственно, увеличению риска переломов [1]. По данным В.В. Поворознюка (2000), в последние десятилетия проблема остеопороза приобрела особенное значение вследствие двух тесно связанных демографических процессов — резкого увеличения в популяции пожилых людей и количества женщин в постменопаузальном периоде жизни [2]. Приблизительно у каждой третьей женщины после 65 лет случается, как минимум, один перелом костей [3]. При остеопорозе позвоночника клинические проявления связаны с болью в спине и соответствующими функциональными нарушениями, которые существенно влияют на качество жизни [4, 5], поэтому клинически важно понимать влияние остеопороза на морфологию позвоночника и его функцию. Хотя зависимость между старением и морфологией позвоночника достаточно хорошо изучена, однако при этом относительно мало исследованы вопросы влияния остеопороза на такие анатомические образования, как межпозвоночный диск (МПД) [7–9]. Так, в работе M.C. Lau и соавт. (1998) было показано, что около 50 % мужчин и 65 % женщин в возрасте старше 70 лет имеют сниженную высоту тел позвонков более чем на 2 стандартных отклонения по сравнению с молодыми здоровыми субъектами [6]. Одними из ведущих причин этого факта являются уменьшение количества горизонтальных костных трабекул в губчатом веществе тела позвонка и потеря костной массы тел позвонков с последующим снижением высоты межпозвоночных дисков [6, 7]. Это предположение было опровергнуто L. Twomey и J. Taylor (1985), которые у трупов пожилых пациентов обнаружили неодинаковую высоту межпозвоночных дисков [8, 9]. Приведенные выше исследования дают полезную информацию о влиянии старения на морфологию позвоночника, однако при этом не исследовались различия этих морфологических особенностей у пациентов с различной минеральной костной плотностью (МКП). J.M. Pouilles и соавт. (1993) выяснили, что наиболее интенсивная потеря МКП происходит в поясничном отделе позвоночника (ПОП), что сопровождается общим снижением высоты тел позвонков, особенно их переднего края, которое нарастает с возрастом и более выражено у постменопаузальных женщин по сравнению с пременопаузальными [10, 11].

Цель исследования — изучение изменений тел позвонков, межпозвоночных дисков и их площадей в поясничном отделе позвоночника при уменьшении минеральной плотности костной ткани с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Материал и методы исследования

Обследован 81 пациент с различной МКП тел позвонков поясничного отдела позвоночника. Конт–рольную группу составили 20 пациентов (І группа) без признаков остеопороза, остеопения диагностирована у 33 больных (ІІ группа) и остеопороз — у 28 (ІІІ группа) (по данным двухэнергетической рентгеновской денситометрии (ДРД)). Среди них было 69 женщин и 12 мужчин (средний возраст контрольной группы — 49,6 ± 7,6 года; больных с остеопенией — 56,5 ± 9,8 года и остеопорозом — 66,0 ± 9,4 года). Большая часть пациенток женского пола обследовалась по поводу первичного постменопаузального остеопороза (97,7 %) и одна (34 года) — по поводу вторичного — медикаментозного. У мужчин первичный идиопатический остеопороз имел место у 50,0 %, у остальных — вторичный медикаментозный. Все они обследовались по поводу болевого синдрома в ПОП в течение последних 2–4 месяцев. При этом были исключены клинические и рентгенологические (по данным обзорных рентгенограмм и магнитно-резонансной томографии) проявления метастатического поражения, предыдущие операции на ПОП и посттравматические деформации тел позвонков.

Всем пациентам (81) были проведены ДРД и МРТ ПОП. ДРД — на аппарате Lunar PRODIGY Primo (analysis version: 11.40) производства GE Healthcare, по стандартному протоколу с определением остеопороза по классификации Всемирной организации здравоохранения (1994). При этом средние показатели МКП (г/см 2 ) в телах L1-L4 составили: у здоровых — 1,232 ± 0,060; при остеопении — 1,032 ± 0,070; при остеопорозе — 0,757 ± 0,080. Средние показатели Т-критерия в группе контроля — 1,27 ± 0,71; во ІІ группе с остеопенией — –1,40 ± 0,11; в ІІІ группе с остеопорозом — –3,09 ± 1,73. Разница в МКП между I и II группами составила 16,2 % (р 0,05). При анализе изменений при остеопорозе установлено, что передняя высота тел уменьшилась на 2,3 % (р > 0,05), средняя высота — на 12,3 % и задняя высота увеличилась (3,8 %) по сравнению со здоровыми лицами (р Список литературы

1. Коваленко В.М., Поворознюк В.В., Шуба Н.М., Борткевич О.П., Григорьева Н.В. та ін. Рекомендації з діагностики, профілактики і лікування системного остеопорозу у жінок в постменопаузальному періоді / Укр. ревматологічний журнал. — 2009. — № 3(37). — С. 23-39.

2. Поворознюк В.В. Возрастные аспекты структурно-функционального состояния костной ткани населения Украины // Остеопороз и остеопатии. — 2000. — № 1. — С. 15-22.

3. Поворознюк В.В., Макогончук А.В., Бондаренко Е.В. Остеопороз позвоночника // Журнал практичного лікаря. — 2000. — № 1. — С. 11-17.

4. Tsauo J.Y., Chien M.Y., Yang R.S. Spinal performance and functional impairment in postmenopausal women with osteoporosis and osteopenia without vertebral fracture // Osteoporos. Int. — 2002. — № 13. — P. 456-460.

5. Fechtenbaum J., Cropet C., Kolta S. et al. The severity of vertebral fractures and health-related quality of life in osteoporotic postmenopausal women // Osteoporos. Int. — 2005. — № 16. — Р. 2175-9.

6. Lau M.C., Woo J., Chan H. et al. The health consequences of vertebral deformity in elderly Chinese men and women // Calcif. Tissue Int. — 1998. — Vol. 63. — P. 1-4.

7. Lau M.C., Chan Y.H., Chan M. et al. Vertebral deformity in Chinese men: prevalence, risk factors, bone mineral density, and body composition measurements // Calcif. Tissue Int. — 2000. — Vol. 66. — P. 47-52.

8. Twomey L.T., Taylor J.R. Age changes in lumbar intervertebral discs // Acta Orthop. Scand. — 1985. — Vol. 56. — P. 496-499.

9. Twomey L.T., Taylor J.R. Age changes in lumbar vertebrae and intervertebral discs // Clin. Orthop. Relat. Res. — 1987. — Vol. 23. — P. 97-104.

10. Pouilines J.M., Tremollieres F., Ribol С. The effects of menopause on longitudinal bone los from the spine // Calcif. Tissue Int. — 1993. — Vol. 52. — P. 340-343.

11. Diacindi D., Acca M., D’erasmo E. et al. Aging changes in vertebral morphometry // Calcif. Tissue Int. — 1995. — Vol. 57, № 6. — P. 426-429.

12. Guglielmi G., Muskarella S., Bazzocchi. Integred imaging approach to osteoporosis: state-of-the-art review and update // Radiographiks. — 2011. — Vol. 31, № 5. — P. 1343-1364.

13. Pfirrmann C.W., Metzdorf A., Zanetti M., Hodler J., Boos N. Magnetic Resonance Classification of Lumbar Intervertebral Disc Degeneration // Spine. — 2001. — Vol. 26(17). — P. 1873-1878.

14. Карасев А.В. Комплексная рентгенодиагностика остеопении и начального остеопороза позвоночного столба: Автореф. дис. канд. мед. наук. — Ярославль, 2008. — 21 с.

15. Зависляк О.А. Морфометрическая характеристика поясничного отдела позвоночного столба взрослого человека в магнитно-резонансном изображении: Автореф. дис… канд. мед. наук. — М., 2005. — 22 с.

16. Hurxthal L.M. Measurement of anterior vertebral compressions and biconcave vertebrae // Am. J. Roentgenol. — 1968. — Vol. 103(3). — P. 635-644.

17. Магнитно-резонансная томография (руководство для врачей) / Под ред. проф. Г.Е. Труфанова, к.м.н. В.А. Фокина. — СПб.: Фолиант, 2007. — 688 с.

18. Рохлин Г.Д. Диагностическое и прогностическое значение остеопении при некоторых видах патологии по данным рентгенологического исследования: Aвтореф. дис. д-ра мед. наук. — Ленинград, 1988. — 42 с.

19. Griffith Y.Z., Leung J.F., Lee P.Ch. Effect of osteoporosis on morphology and mobility of the lumbar spine // Spine. — 2009. — № 34(3). — Р. 115-1121.

20. Wang Y-X.J. Relationship between gender, bone mi–neral density, and disc degeneration in the lumbar spine: a study in elderly subjects using an eight-level MRI-based disc dege–neration grading system / Y.-X.J. Wang, J.F. Griffith, H.T. Ma et al. // Osteoporosis International. — 2011. — Vol. 22, № 1. — Р. 91-96.

21. Margulies J.Y., Payzer A., Nyska M., Neuwirth M.G., Floman Y., Robin GC. The relationship between degenerative changes and osteoporosis in the lumbar spine / J.Y. Margulies et al. // Clin. Orthop. Relat. Res. — 1996. — P. 145-152.

22. Kwok A.W., Griffith J.F., Ma H. et al. Estimated volu–me of both vertebral body and disc decreases as BMD decrea–ses though this effect is seen more in the vertebral body than the disc / A.W. Kwok, J.F. Griffith, H.T. Ma et al. // Bone. — 2008. — Vol. 43. — P. 66-71.

23. Радченко В.А., Костерин С.Б., Дедух Н.В. Минеральная плотность тел позвонков и состояние межпозвонковых дисков // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2011. — № 1. — С. 103-106.

Источник

Что такое морфометрия позвоночника

По оценке Всемирной организации здравоохранения проблема остеопороза (ОП) по социально-экономической и медицинской значимости занимает четвёртое место вслед за сердечно-сосудистыми, онкологическими заболеваниями и сахарным диабетом. В настоящее время в диагностике ОП ведущее место занимают инструментальные лучевые исследования.

Анализ факторов риска ОП при опросе и осмотре помогает принять решение о проведении дополнительных исследований, но не позволяет поставить диагноз – не случайно ОП известен как «безмолвная эпидемия», редко дающая о себе знать до развития переломов. Подавляющее большинство лучевых методов используют рентгеновское излучение (при этом доминируют количественные методики) или ультразвуковые волны (количественное ультразвуковое исследование, КУИ). Оба метода распространены достаточно широко.

Остеопороз определяют как системное заболевание скелета, характеризующееся снижением костной массы и микронарушениями в архитектонике костной ткани, которые приводят к значительному увеличению хрупкости костей и возможности их переломов [16]. Это комплексная характеристика, описывающая состояние не только массы кости, но и её микроструктуры. По мнению ряда исследователей, основным изменением при ОП является снижение общей костной прочности [18]. Это важный постулат, поскольку главной опасностью ОП являются переломы. Костная прочность определяется совокупностью нескольких факторов. В исследованиях in vitro показано, что 70 – 80 % её вариабельности определяется истинной плотностью костной ткани [6], которую сегодня измерить in vivo невозможно. Существуют различные способы косвенной оценки костной плотности, ведущим методом исследования является рентгенологический.

РЕНТГЕНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД

Традиционное рентгенологическое исследование не является средством ранней диагностики ОП, так как визуально снижение костной плотности можно определить при её снижении не менее чем на 25 – 30 %. Тем не менее это исследование остаётся незаменимым с клинической точки зрения, поскольку им часто приходится пользоваться для дифференциального диагноза. Кроме того, возможно исследование многих участков скелета; особенно важной является рентгенография грудных позвонков, снижение плотности которых часто начинается раньше, чем в других позвонках. Наконец, немаловажное преимущество традиционной рентгенографии – её доступность в практических условиях. Рентгеновская морфометрия позвоночника имеет ценность в распознавании и дифференциальной диагностике характерных для ОП деформаций тел позвонков. При анализе боковых спондилограмм грудного и поясничного отделов измеряют передние, средние и задние размеры (высоту) тел позвонков, вычисляют соотношения этих величин между собой и с размером заднего отдела позвонка в норме. Хотя деформации позвонков обычно означают наличие выраженного ОП, высказывается мнение, что возможна и достаточно ранняя диагностика этого заболевания по минимальным деформационным изменениям [2]. Радиограмметрия используется в основном в исследовательских целях. Оцениваются рентгенограммы трубчатых костей – чаще пястных, иногда лучевой. Оценивается ширина кортикального слоя, рассчитывается кортикальный индекс (ширина кортикального слоя, делённая на диаметр кости). Этот метод не чувствителен к изменению состояния трабекулярных структур [19].

Рентгеновская денситометрия.

С практической точки зрения, большинство исследователей придерживается мнения, что измерение костной массы является наилучшим подходом к выявлению лиц, страдающих и склонных к развитию ОП [36]. Рентгенологический метод как способ изучения строения и функции кости при патологических процессах лучше других позволяет качественно и количественно оценить изменения, проявляющиеся уменьшением количества костного вещества. Абсорбция рентгеновских лучей костью зависит от энергии квантов, массы вещества и его плотности. Основное значение при исследовании костей имеет количество соединений кальция, имеющего сравнительно высокий атомный номер. Для количественной оценки плотности костной ткани используются приборы, измеряющие уровень поглощения рентгеновских лучей костным веществом (костная денситометрия). Установлена связь между величиной поглощения энергии ионизирующего излучения и плотностью ткани. В единице минерализованного костного объёма содержание кальция является постоянным [27, 29], и поэтому при полной минерализации кости современные денситометры позволяют оценивать массу костей скелета.

В специально разработанных денситометрических методиках определяется проекционная минеральная плотность (в г/см2). Содержание минеральных веществ в кости связано с её прочностью сильнее других параметров. Его вклад в прочность in vitro составляет 70 – 80 % [39]. Некоторые исследователи, однако, полагают, что прочность кости не зависит от количества минеральных солей, содержащихся в ней, а определяется состоянием белковой матрицы, старением белка [7].

Денситометрические методики не лишены недостатков. Во-первых, известно, что ОП является заболеванием белкового матрикса кости, а содержание минералов изменяется вторично. Во-вторых, эти методики определяют лишь проекционную минеральную плотность и, таким образом, точность существенно зависит от толщины кости. Кроме того, костная ткань неоднородна, увеличение с возрастом содержания жира в костном мозгу снижает коэффициент поглощения в области измерения и, следовательно, показатель МПКТ, что, в свою очередь, ведёт к ухудшению точности [3].

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия позволяет исследовать несколько областей осевого и периферического скелета (наиболее информативны поясничный отдел позвоночника и проксимальный отдел бедренной кости). Рентгеновские лучи двух энергий делают возможным исследование и периферического, и осевого скелета, поскольку на плотность окружающих мягких тканей программным обеспечением делается соответствующая поправка.

Методика двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии признана «золотым стандартом» в диагностике ОП [9], поскольку она сочетает в себе ряд выгодных качеств: возможность исследования осевого скелета, хорошая чувствительность и специфичность, высокая точность и низкая ошибка воспроизводимости, низкая доза облучения (менее 0,03 мЗв), относительная дешевизна, быстрота исследования. При латеральном сканировании позвоночника возможен автоматизированный морфометрический анализ позвонков для выявления деформационных изменений. Одноэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, использующая лучи одной энергии, делает возможным исследование только периферических костей, окружённых минимальным количеством мягких тканей.

Радиографическая абсорбциометрия – одна из наиболее старых методик диагностики ОП. После обычной рентгенографии фаланг пальцев и алюминиевой пластины, используемой для сравнения оптической плотности, микроденситометр проводит сканирование рентгенограммы, при этом оценивается минеральная плотность средних фаланг [24]. Методика достаточно доступна и дёшева, тем не менее сегодня она утратила своё значение, так как состояние фаланг пальцев не позволяет, как правило, судить о наличии изменений в наиболее подверженных остеопоротическим переломам участках скелета.

Компьютерная томография позволяет получать трёхмерные изображения костной структуры и определять границы слоёв костной ткани [20]. Наибольшее распространение в диагностике ОП получила количественная компьютерная томография, которая представляет собой особый вид сканирования. Возможно исследование любой части скелета, наиболее часто проводят сканирование позвоночника [11]. Имеются сообщения об исследованиях бедренной кости [28]. Используется специальный калибровочный фантом; вследствие трёхмерного характера методики определяется объёмная минеральная плотность (в мг/см3) – отдельно трабекулярного и кортикального вещества [1]. Недостатками являются низкая точность, значительное облучение, высокая стоимость. Периферическая количественная компьютерная томография была разработана специально для диагностики ОП, позволяет отдельное исследование кортикального и трабекулярного вещества [41]. Рассчитываются показатели костной минеральной плотности (общей и трабекулярной), площадь кортикального и трабекулярного слоёв, эндостальный и периостальный периметры [23]. Как правило, исследуются лучевая или малоберцовая кости; в последнее время стало возможным исследование шейки бедренной кости. Основным недостатком метода является невозможность исследования осевого скелета.

Прогресс количественной компьютерной томографии привёл к развитию КТ с высокой разрешающей способностью. Возможно исследование как позвоночника (объёмная спиральная КТ), так и бедренной кости. Главной частью этих исследований является оценка трабекулярной структуры, или архитектоники [31]. Разрешающая способность в несколько десятков микрон позволяет рассчитывать стандартные гистоморфометрические параметры – объём трабекулярного вещества, число и ширину трабекул, пространство между ними [22]. Преимущество над гистоморфометрией, кроме неинвазивности, заключается в трёхмерной оценке трабекулярной структуры. Кроме того, проводится автоматический расчёт специфических показателей, отражающих качество соединения трабекул в единую сеть, имеющее прямое отношение к остеопорозу и прочности кости.

Одним из последних шагов в улучшении визуализации явилось внедрение компьютерной микротомографии (микро-КТ) [17]. С помощью основанной на принципе синхротронного излучения микро-КТ возможно достичь разрешающей способности менее 1 микрона, что позволяет в экспериментальных условиях визуализировать отдельные трабекулы, клетки костной ткани, оценивать пространственное распределение минералов и другие параметры [21].

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД

Другим методом, предлагаемым для диагностики ОП и определения риска переломов, является количественное ультразвуковое исследование, часто неправильно называемое ультразвуковой денситометрией. Оно основано на взаимодействии звуковых (то есть механических) волн с костной тканью, близкой по своим свойствам к твёрдому телу, и в силу своей природы должно оценивать механические свойства кости. Методики КУИ являются параметрическими, результаты исследований представляются в виде количественной информации, связанной со свойствами кости: её массой и структурой [4]. В большинстве приборов определяется скорость ультразвука в костной ткани (в м/с), отражающая её плотность [42]. Скорость прохождения ультразвука является важной характеристикой биологических тканей и более объективно характеризует процесс распространения акустических волн по сравнению, например, с коэффициентом затухания [8]. Иногда (например, при исследовании пяточной кости) вычисляется и ослабление волны (в дБ/МГц), отражающее не только плотность ткани, но и состояние костных трабекул – их количество, пространственную ориентацию, наличие микроповреждений [5]. Скорость ультразвука и его затухание коррелируют между собой с коэффициентом 0,7, что предполагает воздействие на них разных свойств кости [19]. Если определяются оба параметра, то с помощью программного обеспечения в некоторых приборах они комбинируются в совокупный показатель (например, «жёсткость» [37]), что упрощает интерпретацию для клиницистов. Это делается и для достижения лучшей воспроизводимости, при этом, однако, может страдать диагностическая чувствительность методики. Наиболее часто исследуемые кости: пяточная [14], большеберцовая [12], фаланги пальцев [13, 43]. Применяется исследование и других костей, находящихся близко к поверхности тела: пястных, плюсневых, костей предплечья. Метод имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих возможность его применения в практических условиях. Хотя для оценки результатов используются уже упоминавшиеся Т- и Z-критерии, не установлено значение Т-критерия, которое следует считать «пороговым»; за редким исключением исследуются только периферические кости; многие аппараты пропускают ультразвуковые волны только по кортикальному слою. Тем не менее, поскольку это исследование даёт информацию не только о содержании минералов, но и о других свойствах кости, определяющих её «качество» (прочность), метод может иметь определённые перспективы [38, 40].

РАДИОНУКЛИДНЫЙ МЕТОД

Радионуклидный (изотопный) метод ранее применялся достаточно широко. Использовались радиоизотопы гадолиния (153Gd) и йода (125I) соответственно для двухфотонной и однофотонной абсорбциометрии. Впоследствии их для генерации излучения заменили рентгеновской трубкой. Нейтронно-активационный анализ [34] в настоящее время редко используется для диагностики ОП ввиду его сложности. Его суть заключается в бомбардировке участков скелета нейтронами для получения нестабильного изотопа кальция (49Ca). Энергия, выделяющаяся при его распаде, отражает количество костных минералов.

Продолжается поиск новых методов изучения и диагностики ОП. Перспективным методом является магнитно-резонансная томография, сходная по своим возможностям с компьютерной томографией. При МРТ с высокой разрешающей способностью можно исследовать как осевой, так и практически любые участки периферического скелета [30, 32, 33]. Всё более широко в экспериментах используется магнитно-резонансная микротомография (микро- МРТ). Показано, что эта методика позволяет в опытах на животных фиксировать мельчайшие изменения костной архитектоники при развитии ОП, лекарственном воздействии и т. д. [15, 21]. Интересным аспектом микро-МРТ (как и микро-КТ) является возможность изучения состоятельности трабекулярной сети при её биомеханическом тестировании – динамическая микро-МРТ и микро-КТ [35]. Хотя есть сообщения об использовании методик со сверхвысокой разрешающей способностью в обследовании больных in vivo [26], основное применение такие методики нашли в доклинических условиях, что открыло новый этап изучения ОП и других метаболических заболеваний костной ткани.

С целью непосредственной оценки прочностных характеристик кости предпринимаются попытки определять её биомеханические свойства, в определённой степени моделируя устойчивость костей перед нагрузками. Механический анализ костной ткани использует низкочастотную вибрацию для получения ответа костной ткани, известного как «сгибательная жёсткость». Этот показатель является производным модуля эластичности Юнга и момента инерции и характеризует прочность кости. Наиболее часто для анализа используется локтевая кость [25]. В клинических условиях данный метод применения также пока не нашёл.

Таким образом, выбор метода исследования и оценка его результатов должны основываться на знании строения костной ткани, её физиологии, особенностей патогенеза конкретного варианта ОП и возможностей применяемых методов и методик. В клинических условиях непосредственно измерить костную массу и костную прочность пока невозможно. Поэтому в диагностике ОП используются показатели, оценивающие их косвенно. В настоящее время наилучшей методикой, опосредованно оценивающей костную массу, считается двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, измеряющая минеральную плотность костной ткани.

Другим направлением в развитии диагностических средств при ОП является изучение и оценка костной микроструктуры. Необходимость её изучения вытекает из того важного в практическом отношении факта, что на риск остеопоротических переломов микроархитектоника и костная масса оказывают независимое друг от друга влияние. В этой связи наиболее перспективным является сочетание обоих подходов в исследовании костной ткани при остеопорозе.

Источник