Ocena złamań trzonów kręgowych przy wykorzystaniu morfometrii

Dr n. med. Elżbieta Skowrońska-Jóźwiak,
prof. dr hab. n. med. Andrzej Lewiński
Klinika Endokrynologii i Chorób Metabolicznych UM w Łodzi
Kierownik: prof. dr hab. n. med. Andrzej Lewiński

Złamania trzonów kręgowych bywają często nie zdiagnozowane, pomimo że stanowią ważny czynnik ryzyka dla wystąpienia kolejnych złamań.

Znaczenie diagnostyki złamań trzonów kręgowych
Złamania są najpoważniejszą konsekwencją osteoporozy. Prowadzą do pogorszenia jakości życia (1) i zwiększonej śmiertelności (2). O ile diagnostyka złamań obwodowych i złamania bliższego odcinka kości udowej nie nastręcza większych problemów, o tyle większość złamań trzonów kręgowych jest trudna do rozpoznania, ze względu na skąpoobjawowy przebieg lub z powodu zbagatelizowania zarówno przez pacjenta, jak i lekarza objawów, takich jak ból pleców, zniekształcenie sylwetki (pogłębienie kyfozy) lub/i zmniejszenie wzrostu (3).
Dla lekarza informacja o przebyciu nieurazowego (niskoenergetycznego) złamania trzonu kręgowego jest bardzo istotna, wiadomo bowiem, że takie złamanie istotnie zwiększa ryzyko następnych złamań osteoporotycznych; 5-krotnie wzrasta ryzyko kolejnych złamań kręgowych (4), 2-krotnie wzrasta ryzyko złamania szyjki kości udowej (5). U osób z mnogimi złamaniami trzonów kręgowych (więcej niż dwoma) ryzyko kolejnego złamania jest 7-krotnie większe niż u osoby bez złamań (6). Wszystkie złamania trzonów kręgowych zarówno jawne klinicznie, jak i stwierdzane jedynie radiologicznie prowadzą do obniżenia aktywności, wydłużając czas spędzany przymusowo w pozycji leżącej z powodu dolegliwości bólowych. Zatem z praktycznego punktu widzenia pacjent, z dodatnim wywiadem w kierunku złamań, wymaga znacznie poważniejszego potraktowania niż osoba z analogicznym wynikiem densytometrii, ale bez takiego wywiadu.

Problemy związane z diagnostyką złamań trzonów kręgowych
Zjawisko niedoszacowania liczby złamań trzonów kręgowych jest złożone:

Tak więc poprawa identyfikacji przebytych złamań kręgowych jest poważnym wyzwaniem zarówno dla działań o charakterze naukowym, jak i klinicznym.

Metody oceny złamań trzonów kręgowych

Do diagnostyki złamań trzonów kręgowych stosowane są metody jakościowe, półilościowe i ilościowe.
Z technicznego punktu widzenia, uwidocznienie kręgów może być dokonane na klasycznym rentgenogramie lub w badaniu densytometrycznym (DXA).

Diagnostyka złamań trzonów kręgowych obejmuje dwa problemy:

  1. stwierdzenie przebytego złamania, co ma znaczenie przy rozpoczynaniu leczenia oraz
  2. stwierdzenie nowego złamania, co jest istotne przy monitorowaniu terapii.

Metoda jakościowa
Obecnie stwierdzenie złamania trzonu kręgowego dokonuje się najczęściej metodą jakościową, jaką jest ocena zdjęcia rtg kręgosłupa w pozycji bocznej przez lekarza radiologa. Klasycznie wyróżnia się trzy rodzaje złamań: klinowe (obniżona przednia wysokość kręgu), dwuwklęsłe (obniżona środkowa wysokość kręgu) i zmiażdżeniowe (obniżenie wysokości kręgu w porównaniu do sąsiadujących kręgów). Jednakże niektórzy autorzy podkreślają, że definicja złamania oparta jedynie na kryterium redukcji wysokości może doprowadzać do błędów diagnostycznych. Proponowane jest wzbogacenie tej metody o ocenę blaszek granicznych, zwłaszcza w części środkowej, ocenę równoległości blaszki górnej i dolnej oraz porównanie przebiegu blaszek w odniesieniu do sąsiadujących kręgów (9). Należy pamiętać, że obniżenie wysokości kręgu może mieć inne przyczyny niż złamanie. W pierwszym rzędzie powinno się wykluczyć osobnicze różnice wysokości i kształtów kręgów oraz artefakty spowodowane skośnym biegiem wiązki promieniowania lub błędami pozycjonowania pacjenta (10), ponadto należy uwzględnić inne przyczyny deformacji kręgów, które ujęto w tabeli 1 (11).
Główną zaletą wizualnej metody jakościowej jest możliwość zróżnicowania przez radiologa złamania i innych przyczyn deformacji kręgu. Główne jej wady to ograniczona powtarzalność, subiektywność, możliwość przeoczenia niewielkich zmian i narażenie pacjenta na stosunkowo duże dawki promieniowania.

Metoda półilościowa
Ocena półilościowa złamań trzonów kręgowych, według schematu zaproponowanego przez Genanta i wsp. (12), polega na wizualnej ocenie kręgów (rycina 1). Kręg uznaje się za złamany, jeśli obniżenie którejkolwiek wysokości kręgu wynosi więcej niż 20% (złamanie niewielkie - 1 stopnia); 25-40% (złamanie średnie - 2 stopnia); powyżej 40% - (złamanie ciężkie - 3 stopnia). Metoda charakteryzuje się lepszą niż metoda jakościowa powtarzalnością i zgodnością pomiędzy obserwatorami. Została wykorzystana w badaniach epidemiologicznych i próbach klinicznych (13,14).


Rycina 1. Półilościowa ocena złamań trzonów kręgowych wg Genanta

Metoda ilościowa - morfometria radiograficzna
W ocenie przeprowadzanej ze zdjęć rtg można posłużyć się także metodą ilościową - morfomertią radiograficzną (morphometric radiography, MRX), która polega na matematycznej analizie konwencjonalnych radiogramów kręgosłupa w pozycji bocznej. Jest to metoda powtarzalna i obiektywna, o dużej czułości, lecz zdecydowanie niższej specyficzności niż w przypadku metod wizualnych. Z tego względu, w ocenie morfometrycznej często używane jest pojęcie deformacji, nie zaś złamania kręgu. O ile każde złamanie jest deformacją, to nie każda deformacja jest złamaniem. Tak więc, pojęcie deformacji jest szersze i obejmuje - poza złamaniami - także inne przyczyny zniekształceń kręgów, wymienione w tabeli 1.

TABELA 1. PRZYCZYNY DEFORMACJI KRĘGÓW

W analizie morfometrycznej wstępnie wybieranych jest 6 punktów na każdym z badanych kręgów, co pozwala na obliczenie wysokości w części przedniej (ha), środkowej (hc) i tylnej (hp) kręgu (rycina 2).


Rycina 2. Oznaczanie wysokości kręgu. Wysokość przednia (ha), środkowa (hc) i tylna (hp)

Istnieje szereg propozycji jak matematycznie zdefiniować zdeformowany kręg (ekwiwalent przebytego złamania). Melton i wsp. (15) zaproponowali uznanie kręgu za zniekształcony, jeśli którakolwiek z wartości ha/hp, hc/hp lub hp/hp kręgu następnego lub hp/hp kręgu poprzedniego była niższa niż 15%. Według Eastella i wsp. (16), aby rozpoznać deformację kręgu jego wysokość powinna być co najmniej o 3 SD (odchylenia standardowe) niższa od średniej (złamania 1 stopnia) lub o 4 SD niższa od średniej (złamania 2 stopnia). Klasyfikacja ta uwzględnia osobnicze zmienności kształtu i wysokości kręgów. McCloskey i wsp. (17) zmodyfikowali to podejście, zachowując kryterium 3 SD jako punkt odcięcia, natomiast odnieśli je do wysokości kręgów zdrowej populacji. Cytowani autorzy wprowadzili pojęcie hpp jako spodziewanej wysokości tylnej, uzyskanej z analizy wysokości sąsiadujących kręgów oraz norm populacyjnych. W metodzie tej kręg uznawano za złamany, gdy którekolwiek z wymienionych współczynników osiągał wartość poniżej 3 SD: ha/hp i ha/hpp lub hc/hp i hc/hpp lub hp/hpp i ha/hpp. Z kolei Minnie i wsp. (18) odnieśli wysokości kręgów osoby badanej (ha, hc, hp) do wysokości Th 4 i uzyskaną w ten sposób wartość wysokości ?Th 4 skorygowaną? porównali do średniej wysokości uzyskanej z badań populacyjnych. Na tej podstawie dla każdego kręgu skalkulowano wskaźnik zniekształcenia (VDI - vertebral deformity index); natomiast sumując VDI z 13 analizowanych kręgów uzyskiwano wskaźnik deformacji kręgosłupa (SDI - spinal deformity index) (18).
Z epidemiologicznego punktu widzenia wydawałoby się najwłaściwsze porównanie wysokości kręgów do referencyjnej populacji zdrowych osób tej samej płci. Poszukiwanie tzw. wartości normalnych w grupie o niskim prawdopodobieństwie złamania, np. u kobiet przed menopauzą, może prowadzić do pomyłek i nieprawidłowego zdefiniowania tych wartości. Opisano bowiem, że wysokości kręgów różnią się w zależności od wieku. Wobec tego Black i wsp. (19) zaproponowali matematyczny model, pozwalający na ujawnienie wartości normalnych w grupie badanej, w której można wyodrębnić zarówno wartości prawidłowe, jak i patologiczne.

Morfometria stwarza możliwość monitorowania leczenia i analizy ewentualnych nowych złamań. Aby rozpoznać nowe złamanie, którakolwiek z trzech oznaczanych wysokości kręgu powinna być obniżona przynajmniej o 20%, a jednocześnie więcej niż o 4 mm.

Zastosowanie techniki DXA do diagnostyki złamań
Poprawa jakości skanów uzyskiwanych techniką DXA umożliwiła ich analizę zarówno jakościową (wizualna identyfikacja złamań) (20), jak i ilościową (morfometria wykorzystująca technikę DXA - morphometric X-ray absorptiometry, MXA) (21).

W porównaniu z klasycznym badaniem radiologicznym, MXA posiada wiele zalet:

Rośnie liczba doniesień na temat przydatności MXA w diagnostyce zarówno przebytych złamań kręgowych, jak i w ich monitorowaniu, zwłaszcza że MXA charakteryzuje się dużą zgodnością z oceną jakościową, jak i z wynikami MRX (22,25).
W podsumowaniu należy podkreślić, że duże znaczenie stwierdzenia złamań trzonów kręgowych wynika zarówno z ich roli klinicznej, jak i prognostycznej w odniesieniu do kolejnych złamań. Na obecnym etapie standardem diagnostycznym jest wizualna ocena zdjęcia rtg, ale może ona zostać wzbogacona o kwalifikację morfometryczną.
Szczególne nadzieje budzi wykorzystanie do diagnostyki złamań densytometrii. Zaletami tego badania są mała inwazyjność i możliwość jednoczesnego wykonania skanu kręgosłupa piersiowo-lędźwiowego (dla celów oceny złamań trzonów) i innej żądanej lokalizacji (w celu zmierzenia BMD). Pozwala to mieć nadzieję na bardziej trafne rozpoznawanie złamań trzonów kręgowych i właściwą identyfikację tych pacjentów, którzy odniosą największy pożytek z wdrożenia leczenia.

LITERATURA

  1. Adachi J.D., Loannidis G., Berger C. i wsp.: The influence of osteoporotic fractures on health-related quality of life in community-dwelling men and women across Canada. Osteoporos. Int. 2001, 12: 903.
  2. Hasserius R., Karlsson M.K., Nilsson B.E. i wsp.: Prevalent vertebral deformities predict increased mortality and increased fracture rate in both men and women: A 10-year population-based study of 598 individuals from the Swedish cohort in the European Vertebral Osteoporosis Study. Osteoporos. Int. 2003, 14: 61.
  3. Burger H., de Laet C.E.D.H., van Daele P.L.A. i wsp.: Risk factors for increased bone loss in an elderly population. The Rotterdam study. Am. J. Epidemiol. 1998, 147: 871.
  4. Melton L.J. III, Atkinson E.J., Cooper C. i wsp.: Vertebral fractures predict subsequent fractures. Osteoporos. Int. 1999, 10: 214.
  5. Black D.M., Arden N.K., Palermo L. i wsp.: Prevalent vertebral deformities predict hip fractures and new vertebral deformities but not wrist fractures. J. Bone Miner. Res. 1999, 14: 821.
  6. Lindsay R., Silverman S.L., Cooper C. wsp.: Risk of new vertebral fracture in the year following a fracture. JAMA 2001, 17: 32.
  7. Kim N., Rowe B.H., Raymond G. i wsp.: Underreporting of vertebral fractures on routine chest radiography. AJR. Am. J. Roentgenol. 2004, 182: 297.
  8. Gehlbach S.H., Bigelow C., Heimisdottir M. i wsp.: Recognition of vertebral fracture in a clinical setting. Osteoporos. Int. 2000, 11: 577.
  9. Ferrar L., Jiang G., Adams J. i wsp.: Identification of vertebral fractures. An update. Osteoporos. Int. 2005, 16: 717.
  10. Nielsen H.A.V., Podenphant J., Martens S. i wsp.: Precision in assessment of osteoporosis from spine radiographs. Eur. J. Radiol. 1991, 13: 11.
  11. Cooper C., Melton L.J. III: Vertebral fractures. BMJ 1992, 304: 1634.
  12. Genant H.K., Wu C.Y., van Kuijk C. i wsp.: Vertebral fracture assessment using a semiquantitative technique. J. Bone Miner. Res. 1993, 8: 1137.
  13. Black D.M., Reiss T.F., Nevitt M.C. i wsp.: Design of the Fracture Intervention Trial. Osteoporos. Int. 1993, 3 (Suppl 3): 29.
  14. Siris E., Adachi J.D., Lu Y. i wsp.: Effects of raloxifene on fracture severity in postmenopausal women with osteoporosis: results from the MORE study. Osteoporos. Int. 2002, 13: 907.
  15. Melton III L.J.: Epidemiology of vertebral fractures. In: Christensen C., Johansen J.S., Riis B. (eds.) Osteoporosis 1987. Kobenhavn, Denmark: 33.
  16. Eastell R., Cedel S.L., Wahner H.W. i wsp.: Classification of vertebral fractures. J. Bone Miner. Res. 1991, 6: 207.
  17. McCloskey E.V., Spector T.D., Eyres K..S i wsp.: The assessment of vertebral deformity: a method for use in population studies and clinical trials. Osteoporos. Int. 1993, 3: 138.
  18. Minnie H.W., Leidig G., Wuster C. i wsp.: A newly developed spine deformity index (SDI) to quantitate vertebral crush fracures in patients with osteoporosis. Bone Miner. 1988, 3: 335.
  19. Black D.M., Cummings S.R., Stone K. i wsp.: A new approach to defining normal vertebral dimensions. J. Bone Miner. Res. 1991, 6: 883.
  20. Ferrar L., Jiang G., Eastell R. i wsp.: Visual identification of vertebral fractures in osteoporosis using morphometric X-ray absorptiometry. J. Bone Miner. Res. 2003, 18: 933.
  21. Ferrar L., Jiang G., Barrington N.A. i wsp.: Identification of vertebral deformities in women: comparison of radiological assessment and quantitative morphometry using morphometric radiography and morphometric X-Ray absorptiometry. J. Bone Miner. Res. 2000, 15: 575.
  22. Rea J.A., Steiger P., Blake G.M. i wsp.: Optimizing data acquisition and analysis of morphometric X-ray absorptiometry. Osteoporos. Int. 1998, 8: 177.
  23. Kalender W.A.: Effective dose values in bone mineral measurements by photon absorptiometry and computed tomography. Osteoporos. Int. 1992, 2: 82.
  24. Duboeuf F., Bauer D.C., Chapurlat R.D. i wsp.: Assessment of vertebral fracture using densitometric morphometry. Clin Densitom. 2005, 8: 362.
  25. Steiger P., Cummings S.R., Genant H.K. i wsp.: Morphometric X-ray absorptiometry of the spine: correlation in vivo with morphometric radiography. Study of Osteoporotic Fractures Research Group. Osteoporos. Int. 1994, 4: 238.

Aktualizacja strony: 13-10-2008