Денситометрическая диагностика оп

Создание двухуровневого спектра излучения осуществляется одним из двух методов. Первый состоит  в применении рентгеновской трубки, дающей перемежающуюся пульсацию волн низких и высоких энергий. Спектр низко- и  высокоэнергетических  фотонов  в  дальнейшем  обрабатывается компьютером отдельно. Второй метод  состоит в том, что создается  мощный постоянный поток рентгеновского излучения, из которого фильтр выделяет две узкие полосы с высокой  и низкой энергией соответственно. Детектор с двухканальным  анализатором  подсчитывает  результаты  сканирования. Использование  фотонов  двух  энергетических  уровне,  позволяет  точнее измерять показатели плотности  кости независимо от степени гомогенности мягких тканей. Как при изотопной  денситометрии, в рентгеновской, костную  массу и плотность выражают в  г/см и г/см² соответственно [22].

Метод двухэнергетической рентгеновской  денситометрии (Dual Energy X-ray Absorptiometry - DEXA) разработан относительно недавно (1987 г.) [30]. Это наиболее точный способ измерения плотности КТ, который сочетает в себе ряд выгодных качеств: возможность исследования осевого и периферического участков скелета, высокую чувствительность и специфичность, точность и низкую ошибку воспроизводимости, минимальную дозу облучения и быстроту исследования.  Использование двух энергий — 70 и 140 кВ — позволяет с высокой точностью оценивать минеральную плотность отделов скелета, окруженных большим объемом мягких тканей — поясничного отдела позвоночника и проксимального отдела бедренной кости,  которые наиболее критичны с точки зрения тяжести возможных переломов. В ходе сканирования определённых участков скелета измеряются следующие величины: площадь сканируемой поверхности, см² (area) и содержание костного минерала, г (BMC – bone mineral content), на основании которых вычисляется ещё один параметр – МКП, г/см² (BMD – bone mineral density). Имеющаяся в современных денситометрах референтная база содержит нормативные показатели по полу и возрасту для последующего сравнения с ними данных пациента [3, 11]. В результате определяются два ключевых параметра: 1) Т-критерий, отражает разницу между плотностью кости обследуемого человека и стандартом, который соответствует плотности кости здоровых людей при достижении ее максимальных значений – пика костной массы; 2) Z-критерий – количество стандартных отклонений выше или ниже среднего показателя МПК для лиц аналогичного возраста. При постановке диагноза и назначении терапии необходимо оценивать T-критерий, а для прогноза риска переломов и оценки эффективности терапии – Z-критерий.

Определение ОП разработано  ВОЗ для женщин европеоидной расы и основано на определении МПКТ в  любой точке осевого скелета  по Т-критерию. Классификация ОП по ВОЗ не пересматривалась после 1994 г., но Международное общество по клинической  денситометрии в 2007 г. предложило новую  интерпретацию результатов денситометрии  по Т и Z-критериям. У женщин до наступления менопаузы и у мужчин моложе 50 лет, у детей и подростков предпочтительно использовать Z-критерий. Для количественной оценки состояния КТ в постменопаузе и у мужчин старше 50 лет используется Т-критерий (таблица А5) [1, 13].Согласно ВОЗ у взрослых значение этих критериев в диапазоне ± 1 SD расценивается как норма, интервал от -1,0 до -2,5 определяется как остеопения, значение от -2,5 и ниже свидетельствуют о наличии ОП, а при сочетании такого значения с переломом расценивается как тяжёлый ОП [3].

Несомненно, имеются и  определенные недостатки метода, создающие  возможность диагностической ошибки:

- влияние возрастных костных  изменений – остеофиты, переломы;

- влияние сопутствующих  заболеваний – кальцификация  сосудов, остеомаляция, остеоартриты;

- не учитываются размеры и архитектура кости;

- зависимость от оператора;

- старение рентгеновской трубки;

- высокая стоимость аппаратов и исследования;

- большая занимаемая аппаратом площадь.

Поскольку минеральная плотность  кости не одинакова в разных отделах  скелета, возникает необходимость  использовать стандартные программы  сканирования (исследование стандартных  участков тела в стандартном положении) для поясничной области, дистального  отдела костей предплечья, шейки бедра, др. В настоящее время наиболее широко используются стандартные автоматические программы для оценки минеральной  плотности поясничного отдела позвоночника (в двух проекциях), проксимального отдела бедра, костей предплечья и всего  тела. Считается, что наиболее информативно исследование двух областей скелета, поскольку это снижает вероятность ошибки и риск «пропустить» ОП. Решение вопроса об исследовании центрального или периферического скелета зависит от поставленной клинической задачи.

Выбор участка измерения  МПКТ зависит от ряда факторов. Поскольку  ОП – это системное заболевание, то потеря костной массы происходит во всех участках скелета, хотя и не равномерно. Поэтому в принципе для  диагностики ОП МПКТ можно определять в любом участке скелета. Однако, поскольку корреляция между значениями МПКТ различных участков скелета  не достаточно высока, выявление ОП в одном участке не обязательно  указывает на развитие ОП в других участках скелета. Следовательно, предпочтительней определять МПКТ в участках, наиболее значимых с точки зрения риска  остеопоретических переломов. Как  уже отмечалась, наиболее тяжелое  осложнение ОП в пожилом возрасте – переломы бедра, для прогнозирования риска которых определение МПКТ проксимального отдела бедренной кости более информативно, чем других участков скелета. В то же время динамика МПКТ позвоночника более заметна в ранний период постменопаузы или на фоне антиостеопоретической терапии, чем бедренной кости или предплечья. Поэтому для ранней диагностики ОП и оценки эффективности терапии определение МПКТ позвоночника предпочтительней, чем других участков скелета. Следует обратить внимание на некоторые проблемы, которые затрудняют корректное определение МПКТ. К ним относятся развитие остеомаляции (заболевание пожилого возраста, при котором нарушена минерализация костной ткани), дегенеративного поражения позвоночника и тазобедренного сустава (остеоартроз), наличие предшествующих переломов и др. [8]. 

Причины неоднородности ОП полностью неясны и могут быть связаны с разным количеством  рецепторов (в частности, к эстрогенам и производным витамина D) в разных участках скелета. Как бы то ни было, очевидно, что есть смысл исследовать  те кости, которые в наибольшей степени  поражаются при имеющемся у больного виде ОП. Для этого надо знать, что  из исследуемых рассматриваемыми методиками костей относятся:

- К преимущественно трабекулярным - позвонки, ультрадистальный регион костей предплечья, пяточная кость

- К преимущественно кортикальным - остальные кости (таблица А6).

Нельзя не упомянуть, о  возможностях современных денситометров  определять содержание МПКТ во всем скелете, а также отдельно исследовать  плотность жировой ткани и  мышечной массы. Данными возможностями  обладают двухэнергетические рентгеновские  денситометры, оснащенные программой «все тело» и являющиеся пионерами  в данной области исследований [29].

Двухэнергетическая  изотопная  и  двухэнергетическая  рентгеновская  денситометрия предоставляют одну и ту же информацию и результаты обычно выражены в граммах минералов  на единицу сканированной области (г/см² - плотность кости). Однако предпочтение отдается методу DEXA из-за более высокой точности и скорости измерении. Так как в двухэнергетических рентгеновских денситометрах используется  рентгеновское,  а не радиоизотопное излучение, отсутствует необходимость в регулярной замене источника ионизирующего излучения, DEXA по сравнению DPA, дает более четкое изображение сканируемой области и обеспечивает более четкую визуализацию межпозвонковых дисков при исследовании поясничного отдела позвоночника. В дополнение к этому, DEXA можно применять для определения состава мягких  тканей.

Внедрение в широкую медицинскую  практику двухэнергетичеких рентгеновских  денситометров существенно повышает точность и надежность определения  МПКТ и, следовательно, диагностики  ОП. Многочисленные исследования показали высокую точность ДЭРА, низкий процент  погрешностей метода в установлении минеральной плотности, а следовательно, высокий показатель в выявлении риска остеопоротических переломов. Поэтому,  согласно ВОЗ, метод двойной рентгеновской денситометрии признан «золотым» стандартом в диагностике ОП [1, 8].

1.4.3 Количественное  ультразвуковое исследование 

Перспективным методом для  массовых осмотров населения с целью  выявления снижения МПКТ и оценке риска переломов является относительно новая методика – КУИ [3, 13].

Метод основан на взаимодействии звуковых (то есть механических) волн с  КТ, 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. В  большинстве приборов определяется скорость ультразвука в КТ (в м/с), отражающая её плотность [33]. Особенности  ультразвуковой остеометрии состоят прежде всего в том, что данный метод оценивает свойства кости, которые не доступны для денситометрии, — эластичность, геометрию и структуру.

Механические свойства кости  оцениваются с помощью ультразвуковых  волн по скорости распространения ультразвука  в КТ. Вычисление ослабления волны  позволяет судить о плотности ткани, количестве костных трабекул, их пространственной ориентации, наличии микроповреждений [28]. КУИ представляет собой недорогой, свободный от лучевой нагрузки метод. Он не способен непосредственно  оценить  костную  массу,  но  может  давать информацию о механических свойствах кости и риске переломов.

С помощью КУС выполняются измерения на костях периферического скелета, представленных в основном компактной КТ (за исключением пяточной кости), в то время как в большинстве случаев ОП в первую очередь страдают участки с губчатой костной структурой. Наиболее часто исследуются пяточная, большеберцовая кости, фаланги пальцев [12, 34, 41]. Применяется исследование и других костей, находящихся близко к поверхности тела: пястных, плюсневых, костей предплечья [43].

КУИ характеризует состояние  кости на основании следующих показателей:          

1. скорость распространения ультразвуковой волны (Speed of sound — SOS) – скорость прохождения звуковой волны поперек кости (м/с);
2. поглощение ультразвука, характеризующий широковолновое рассеяние ультразвуковой волны (Broadband ultrasound attenuation — BUA) – описывает изменения интенсивности (уменьшение энергии) УЗ луча при прохождении через кость (дБ/мГц) [12];

Скорость прохождения  ультразвука является важной характеристикой  биологических тканей и более  объективно характеризует процесс  распространения акустических волн по сравнению, например, с коэффициентом  затухания [26]. 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. Скорость ультразвука  и его затухание коррелируют  между собой с коэффициентом 0,7, что предполагает воздействие на них разных свойств кости [40].

3. индекс прочности или жесткости кости (Stif-fness Index — STI), вычисляющийся по формуле 1:

                STI = (0,67 × BUA) + (0,28 × SOS) – 420.                                              (1)

Предполагается,  что  именно  он  лучше  отдельных  ультразвуковых показателей характеризует  плотность кости.

Значение STI выражается в процентах и в количестве стандартных отклонений от значений, соответствующих ПКМ молодых субъектов, и от среднего показателя STI для лиц аналогичного возраста и пола, которые содержатся в референтной базе прибора.

Эти приборы наряду с измерением указанных показателей имеют  банк нормативных данных и вычисляют  Z и Т-критерии в процентах и величинах стандартного отклонения (stiffness).  В соответствии с рекомендациями ВОЗ ОП  диагностируется по T-критерию, что предполагает сопоставление результатов остеометрии конкретного пациента со среднестатистическими показателями молодых людей и имеющих ПКМ. При значениях STI выше 87% (SD до –1,0) результат трактуется как норма. При STI ниже или равном 87%, но выше 67% (при SD от –1,0 до –2,4) полученный результат будет отнесен к остеопении, STI от 67% (–2,5 SD) и ниже характеризуется как ОП.

В настоящее время КУС  не стандартизированы. Каждый производитель устанавливает на своем приборе собственные нормативные данные и по-своему интерпретирует риск переломов [2]. ОП, диагностируемый при помощи КУС, определяется при других значениях Т- и Z-критериев, нежели при двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии [1].

Проведенное  в  ряде  работ  сравнение  данных  ультразвуковой  и рентгеновской денситометрии  дало очень противоречивые результаты. Одни авторы  пришли  к  выводу,  что  в  отношении  оценки  риска  переломов  эти методы примерно равноценны. Другие  выявили,  умерено  высокую  корреляцию (r=0,6-0,8)  между  результатами  ультразвуковой  и  рентгеновской  денситометрии.

В то же время, по мнению многих авторов результаты  рентгеновской денситометрии поясничного отдела  позвоночника,  шейки бедренной кости и ультразвуковой денситометрии пяточной кости коррелируют слабо (r<0,5). В связи с этим исследователи делают вывод, что результаты ультразвуковой денситометрии пяточной кости не могут служить предиктом переломов в осевом скелете [22].    

Таким образом, преимущества метода ультразвуковой остеометрии очевидны: неинвазивность, отсутствие лучевой нагрузки, портативность аппаратуры, быстрота исследования, экономическая доступность, получение информации о костной прочности, осуществление контроля за динамикой минеральной насыщенности КТ в ходе болезни и эффективности назначаемой терапии. Перечисленные преимущества позволяют применять метод в качестве скрининга.

Недостатки КУИ:

^__ возможность диагностической ошибки: исследование одной кости, влияние мягких тканей, влияние размера кости, влияние температуры;

^__ невозможность мониторинга: нестабильное позиционирование стопы, небольшие изменения по времени, низкая надежность датчиков;

^__ чувствительность метода КУС относительно центральной ДЭРА для пяточной кости составляет 0,34, для пальца – 0,23 [2, 3, 13].