2002_Dzialak_Czerwinski_Diagnostyka_OP_OTR.pdf

Czerwiński E., Działak P.: Diagnostyka osteoporozy i ocena i ryzyka złamania. Ortopedia,

Traumatologia, Rehabilitacja. Nr 2, 127-134, 2002.

Edward Czerwiński 1 , Piotr Działak 2

Klinika Ortopedii Collegium

Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego

Krakowskie Centrum Osteoporozy i Menopauzy

DIAGNOSTYKA OSTEOPOROZY I OCENA RYZYKA ZŁAMANIA

EVALUATION OF OSTEOPOROSIS AND FRACTURE RISK

Słowa kluczowe:

kość, osteoporoza, densytometria, DXA, ryzyko złamania

Key words:

bone, osteoporosis, densitometry, DXA, fracture risk

Streszczenie

W pracy przedstawiono współczesne zasady diagnostyki osteoporozy. Omówiono metody

densytometryczne i zasady interpretacji ich pomiarów. Przedyskutowano problem oceny

ryzyka złamania w osteoporozie.

Summary

Current management of osteoporosis evaluation is reported. Densitometric methods and

results interpretation is described. Problem of risk factor in osteoporosis is discussed.

Osteoporoza (OP) jest chorobą społeczną występującą aż u 10% populacji, w tym u

33% kobiet po 50 roku życia. Wyższa zapadalność kobiet jest skutkiem obniżenia poziomu

estrogenów w okresie menopauzy. Częstość występowania OP zwiększa się wraz z

wydłużaniem życia. W 15 wieku średnia życia kobiety wynosiła ok. 40 lat, zatem w ogóle nie

istniał problem menopauzy. Obecnie średni okres życia Polek wynosi około 77 lat. Biorąc pod

uwagę, że menopauza rozpoczyna się w wieku około 50 r.ż. kobieta przeżywa średnio około

27 lat w menopauzie. Niezależnie od płci, po 40 roku życia następuje nieuchronnie utrata 1-

2% masy kostnej rocznie, natomiast w okresie menopauzy ubytek ten może sięgać nawet 5-

10% rocznie. Czynnikami ryzyka rozwoju osteoporozy są: wczesna menopauza (przed 45

r.ż.), wiek, występowanie OP w rodzinie (złamania u matki), niska podaż wapnia w diecie,

palenie papierosów, nadużywanie alkoholu i kawy. Odrębnym problemem są osteoporozy

wtórne, stanowiące ok. 5% wszystkich postaci OP. Powstają w efekcie zaburzeń

hormonalnych (nadczynność przytarczyc, nadczynność kory nadnerczy), skutkiem

Wstęp

przyjmowania leków (glikokortykosteroidy, l. immunosupresyjne, p. padaczkowe) i zespołów

upośledzonego wchłaniania. Ryzyko rozwoju osteoporozy zmniejszają: dieta

bogatowapniowa, utrzymywanie sprawności fizycznej, rodzenie potomstwa, karmienie

piersią, oraz picie herbaty [8, 19, 21].

Kliniczne znaczenie osteoporozy determinują występujące w jej przebiegu złamania.

Życiowe ryzyko wystąpienia jakiegokolwiek złamania u kobiety po 50 r.ż. wynosi 39.7%.

Ryzyko złamania przedramienia - 16%, złamania bliższego końca kości udowej (bkku) - 15%,

złamania kręgosłupa - 32% . Złamania kręgosłupa powodują obniżenie wzrostu, narastanie

deformacji i dolegliwości bólowe. Wtórne deformacje klatki piersiowej doprowadzają do

zmniejszenia pojemności życiowej płuc. Złamania kości promieniowej zawsze się zrastają, ale

bardzo często z wtórną deformacją. Najpoważniejszym problemem klinicznym są złamania

bkk udowej. W ciągu roku, skutkiem powikłań umiera 20% chorych, a z tych, co przeżyją

50% staje się osobami niepełnosprawnymi. Szacuje się, że na całym świecie złamania bkk

udowej doznaje 1.660.000 osób; w USA 259.500 kobiet . Liczba ta będzie się systematycznie

zwiększać skutkiem starzenia się społeczeństwa. Przewiduje się, że w 2050 na świecie może

zdarzyć się 6.200.000. Problem złamań w osteoporozie jest całkowicie nie doceniany. Nadal

panują stereotypy ignorujące współczesną wiedzę, a przyjmujące, że złamania np. typu

Collesa są skutkiem upadku, a złamania szyjki kości udowej wynikają ze starości. Niestety

wiele kobiet, u których po pierwszym złamaniu nie wdrożono leczenia osteoporozy doznaje

nieuchronnie następnych złamań [5, 18, 13]

Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie zasad diagnostyki osteoporozy ze

zwróceniem uwagi na ocenę ryzyka złamania.

Diagnostyka osteoporozy

W diagnostyce osteoporozy obowiązuje standardowe postępowanie:

1. wywiad lekarski

2. badanie przedmiotowe

3. badanie densytometryczne

4. badanie radiologiczne

5. badania analityczne

Ad. 1 Wywiad

W przeciwieństwie do większości schorzeń narządu ruchu, ból nie jest typowym objawem

OP. OP jest nazywana „cichym złodziejem kości”. Przez okres wielu lat chora nie jest

świadoma, że choroba „okrada” ją z tkanki kostnej i nie ma żadnych objawów utarty masy

kostnej. Dolegliwości bólowe pojawiają się po latach. Zwykle jest to ból przewlekły

wynikający z wtórnych zmian zwyrodnieniowych oraz ucisku na korzenie nerwowe skutkiem

przebytych złamań trzonów kręgowych. Większość złamań kręgów jest bezobjawowa.

Prawdopodobnie ostre objawy powodują cięższe złamania, z większym obniżeniem

wysokości kręgu. Ich symptomatologia jest dość typowa. Ostry ból pojawia się po upadku na

pośladki, kichnięciu, a nawet bez żadnej przyczyny. Przebyte niskoenergetyczne złamanie w

praktyce przesądza o rozpoznaniu OP. Należy pamiętać, że po 1 złamaniu kręgosłupa ryzyko

innego złamania wzrasta 1.5 – 3-krotnie, a kręgosłupa 11-krotnie. Na przebyte złamanie

kręgosłupa zwykle wskazuje obniżenie wzrostu pacjentki. Kobiety w okresie menopauzy tracą

około 0.5 cm rocznie; z biegiem lat nawet kilkanaście cm. Chora zauważa, że jej płaszcz staje

się coraz dłuższy.

Ad. 2 Badanie przedmiotowe

Zawsze zaczynamy od pomiaru wzrostu, wagi i obliczenia współczynnika masy ciała BMI

(Body Mass Index). Obliczamy go dzieląc wagę ciała (kg)/wysokość ciała (m) podniesioną do

kwadratu (m 2 ). BMI mniejsze niż 20 kg/m 2 oznacza znacznie większe ryzyko wystąpienia

osteoporozy. Oceniamy typowe zaburzenia postawy, jak: powiększenie kyfozy piersiowej z

wtórnym pogłębieniem lordozy lędźwiowej i szyjnej, deformacje klatki piersiowej „garb

wdowi”. Zmiany te w skrajnych postaciach doprowadzają do oparcia się żeber o talerze kości

biodrowej. Wykonujemy standardowe badanie kręgosłupa i kończyn. Ograniczenie

ruchomości kręgosłupa może być znaczne. Ewentualne zmiany w ruchomości stawów

kończyn należy odnosić raczej do zmian zwyrodnieniowych. Ważne dla oszacowania ryzyka

złamania jest: ocena równowagi i siły mięśniowej (próba Romberga, chodzenie po linii,

wstawanie z krzesła bez pomocy rąk) [1, 15].

Ad. 3 Badanie densytometryczne

Badanie densytometryczne ma na celu pomiar gęstości mineralnej kości. Metody badań

densytometrycznych opierają się na pomiarach absorpcji promieniowania rtg. Absorpcja

promieniowania rtg w danym obiekcie jest wprost proporcjonalna do jego gęstości i grubości.

Mierząc natężenie promieniowania wychodzącego z lampy rtg, a następnie po przejściu przez

obiekt, możemy obliczyć jego masę. Pierwsze próby oceny gęstości mineralnej kości z

wykorzystaniem promieniowania rtg były podjęte w 3 lata po jego odkryciu, tj. w 1898 roku.

Współcześnie w badaniach masy kostnej stosuje się następujące metody:

a. Absorpcjometria radiologiczna RA ( Rentgen Absorptiometry )

b. Absorpcjometria rentgenowska jednoenergetyczna SXA ( Single X-ray Absorptiometry )

c. Absorpcjometria rentgenowska dwuenergetyczna DXA ( Dual X-ray Aborsptiometry )

d. Ilościowa tomografia komputerowa

QCT ( Quantitative Computerised

Tomography )

e. Ilościowa ultrasonografia

QUS ( Quantitative Ultrasonography )

Ad. a). Absorpcjometria radiologiczna RA

Metoda RA wykorzystuje tradycyjne badanie radiologiczne. Znajduje zastosowanie w

pomiarach kończyn, gdzie wykonanie radiogramu jest łatwe, jak: ręka, przedramię, pięta.

Wykonując radiogram obok kończyny np. ręki, umieszcza się klin aluminiowy. Podczas

ekspozycji taka sama dawka promieniowania pada na rękę jak i na klin. Efektem dawki

przenikającej jest zaczernienie filmu rtg. Dokonując pomiarów stopnia zaczernienia możemy

określić, jakiej grubości aluminium odpowiada zaczernieniu powodowanym przez kość

promieniową. Grubość stopnia oznacza zawartość minerałów badanej kości, bowiem masa

atomowa aluminium (13) jest prawie identyczna jak masa mineralna kości. Jest to jedna z

najstarszych metod, szczegółowo opisana przez Doyle F.H. w latach 60-tych. Metoda została

poszerzona o możliwość pomiaru wolumetrycznego przez E. Czerwińskiego w 1991 r.

Metoda RA, dość szeroko promowana współcześnie, różni się tylko automatyką pomiarów

densytometrycznych i obliczeń. Jej zaletą są bardzo niskie koszty. Badanie wykonuje się na

istniejącym aparacie rentgenowskim, zbyteczne są wszelkie zakupy aparatury. Problemem

metody RA są dość trudne do utrzymania stałe warunki ekspozycji i wywołania filmu

rentgenowskiego, które wpływają na jej precyzję [7, 10, 14]

Ad. b). Absorpcjometria rentgenowska jednoenergetyczna SXA

W metodzie SXA pomiaru absorpcji promieniowania dokonuje się skonstruowanymi w tym

celu densytometrami. Z jednej strony badanej kończyny umieszcza się źródło

promieniowania, a z drugiej czujnik mierzący dawkę przechodzącą. Znając dawkę emitowaną

i dawkę przenikającą można obliczyć dawkę zaabsorbowaną. Na absorpcję promieniowania

przechodzącego przez kończynę składa się absorpcja kości oraz tkanek miękkich. Celem

eliminacji błędu wynikającego z obecności tkanek miękkich kończynę umieszcza się w

wodzie (absorpcja wody jest taka sama jak tkanek miękkich). Początkowo źródłem

promieniowania były izotopy (pierwszy densytometr Camerona 1963) , zastąpione następnie

przez promieniowanie rtg. W Polsce był popularny typ DTX – 100 firmy Osteometer [4].

Ad. c). Absorpcjometria rentgenowska dwuenergetyczna DXA

( Dual Energy X-ray Absorptiometry )

W metodzie DXA eliminacji błędu powodowanego przez tkanki miękkie dokonuje się

stosując równoczesny pomiar wiązki wysoko- i nisko-energetycznej. Absorpcja

promieniowania obu wiązek w kości w praktyce jest taka sama, natomiast zmienia się

absorpcja w tkankach miękkich. Wykorzystując tę prawidłowość, znając pomiary absorpcji w

obu wiązkach możemy określić, jaka część promieniowania została zaabsorbowana w kości i

obliczyć jej masę. Twórcą metody, niestety mało znanym, jest E. Krokowski, który opisał ją w

1959. Wówczas wykorzystywano standardową aparaturę rtg, a pomiary opierały się na ocenie

zaczernienia filmu rtg w miejscu cienia badanego odcinka ciała i klina z plexi.

Obecnie dysponujemy aparatami DXA do pomiarów obwodowych (przedramienia,

pięty) jak i aparatami całego ciała (whole body). Na naszym rynku obecne są aparaty firm

Lunar, Hologic, Norland. Aparaty całego ciała pozwalają na pomiar w dowolnym miejscu

szkieletu, a nawet badanie całego ciała ( total body ). Dalszym postępem w rozwoju aparatury

DXA stało się wprowadzenie w 1996 tzw. wiązki wachlarzowej (fan beam). Poprzednio

mikrolampa rtg emitowała pojedynczy promień „single beam”, który padał na czujnik.

Wymagało to dość żmudnego skanowania kolejnych linii pomiaru.

W wiązce wachlarzowej lampa emituje płaszczyznę promieni (wachlarz), która jest

jednocześnie rejestrowana przez linię czujników. Zaletą tych densytometrów jest skrócenie

czasu pomiaru, zwłaszcza badania „total body” oraz znaczne podwyższenie jakości

uzyskiwanego obrazu. Rozdzielczość obrazu jest na tyle dobra, że możliwe jest dokonywanie

pomiarów morfometrycznych w bocznej projekcji kręgosłupa [3, 15,]. Densytometr typu fan

beam przedstawia ryc. 1, wynik badania densytometrycznego ryc. 2, 3. Charakterystykę

poszczególnych metod zawiera tab.1.

Ad. d). Ilościowa tomografia komputerowa QCT

W metodzie QCT wykorzystujemy metodę uzyskiwania obrazów w tomografii komputerowej

(KT) do analizy gęstości mineralnej. Obrazy w KT generowane są przez komputer z

pojedynczych voxeli (pixel = pojedynczy pomiar jednostkowy na powierzchni, voxel =

pojedynczy pomiar w jednostce objętości). Atrybutem każdego voxela są współrzędne x-y-z i

gęstość wyrażona w stopniach szarości (wartości względne). Dzięki zastosowaniu

odpowiednich fantomów, możemy tę gęstość wyrazić w wartościach bezwzględnych masy.

Zasadniczą przewagą QCT nad DXA jest dokonywanie pomiaru obiektywnego w jednostkach

masy na jednostkę objętości (g/cm 3 ). Dodatkowym walorem jest możliwość oceny odrębnie

kości beleczkowej i korowej. W metodzie DXA dokonuje się pomiaru sumacyjnego, a jest

rzeczą oczywistą, że kość korowa i beleczkowa różnią się zasadniczo budową i funkcją. QCT

jest bez wątpienia najbardziej dokładną metodą pomiaru gęstości mineralnej kości, ale

względy praktyczne i ekonomiczne przeważyły, że obowiązującym standardem jest metoda

DXA.

Metoda QCT jest stosowana częściej w pomiarach obwodowych (przedramię). W

przypadku pomiarów kręgosłupa lub bkk udowej wykorzystuje się standardowe aparaty CT z

odpowiednim oprogramowaniem, jednak ich eksploatacja jest dość droga [3, 15, 21].

Ad. e). Ilościowa ultrasonografia QUS (Quantitative Ultrasonography)

Zasadą QUS jest pomiar parametrów akustycznych kości. Aparatura mierzy zmiany jakim

ulega fala ultradźwiękowa przenikająca przez kość. Dźwięk może ulec osłabieniu

(wyciszenie, wygłuszenie) i spowolnieniu. Głowica ultradźwiękowa generuje falę, a następnie

czujnik umieszczony po stronie przeciwnej (najczęściej) mierzy parametry po przejściu przez

kość. Typowym miejscem pomiaru jest kość piętowa, paliczki rąk, kość promieniowa, kość

piszczelowa. Pomiary aparatów są wyrażane jako:

BUA - Broad Ultrasounds Attenuation (szerokopasmowe tłumienie

ultradźwięków)

SOS – Speed of Sound (prędkość rozchodzenia się fali dźwiękowej)

Stiffness - wskaźnik wytrzymałości - obliczany na podstawie obu

parametrów.

Należy podkreślić, że QUS nie mierzy gęstości mineralnej kości. Wiadomo jest natomiast, że

osłabienie i spowolnienie dźwięku jest tym większe, im materiał jest bardziej porowaty i

niejednorodny, np. zmurszałe drzewo. Z kolei im ciało ma wyrazistą gęstość i jest bardziej

jednorodne, tym przewodzenie i spowolnienie będzie mniej zmienione (stalowa szyna

kolejowa).

Tab. 1.

Charakterystyka różnych metod densytometrycznych.

W nawiasach dane dla aparatów wiązki wachlarzowej [3, 21].

Metoda

Miejsce

pomiaru

Błąd

powtarzalności –

dokładność

Czas

pomiaru

min

Efektywna

dawka (μSv)

pDXA przedramię 1 2.5 2 0.05

DXA kręgosłup AP 1 5-6 5 (30s) 0.5 (2)

b.k.k. udowej 1.5 5-8 8 (30s) 1.4 (5.4)

total body 11 1-2 16 (7) 4.6 (3.4)

QCT kręgosłup 2-4 5-10 10

100

PQCT przedramię 0.81 1-2

QUS BUA pięta

1-5 -

Rozpoznawanie osteoporozy

Podstawą diagnostyki osteoporozy jest badanie densytometryczne metodą DXA.

Standardowym miejscem pomiaru jest kręgosłup oraz bkk udowej ( popularnie: szyjka kości

udowej). Oznaczoną gęstość mineralną kości określamy jako BMD ( Bone Mineral Density ).

Podstawowe wyniki pomiaru podaje się w wartościach bezwzględnych g/cm 2 dla DXA i

g/cm 3 dla QCT. Aparaty densytometryczne wyposażone są w programy pozwalające

porównać wynik badanego pacjenta do normy w postaci procentów oraz wskaźnik „T-score” i

„Z-score”. Wskaźnik ”Z” oznacza o ile wynik badania danego chorego różni się od średniej

BMD dla grupy w tym samym wieku. Wskaźnik „T” porównuje ten wynik do BMD grupy w

poprzednich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: