Απεικονιστική διάγνωση οστεοπόρωσης – DXA scan

Η οστεοπόρωση είναι μια μεταβολική πάθηση των οστών, που χαρακτηρίζεται από χαμηλή οστική μάζα και διαταραχή της μικροαρχιτεκτονικής των οστών.

Γράφει ο
Χρήστος Μουρμουρής
Ακτινολόγος
Τμήμα CT και MRI ΥΓΕΙΑ – ΜΗΤΕΡΑ

Θεωρείται η σιωπηρή επιδημία της εποχής μας. Σιωπηρή γιατί είναι ασυμπτωματική μέχρι να συμβεί το πρώτο κάταγμα, και επιδημία γιατί αφορά ένα μεγάλο τμήμα του πληθυσμού, κυρίως γυναίκες. Η απεικονιστική διερεύνηση της οστεοπόρωσης είναι κρίσιμης σημασίας, αφενός για την αναγνώριση των ατόμων που έχουν αυξημένες πιθανότητες να υποστούν κάταγμα και χρήζουν φαρμακευτικής θεραπείας, αφετέρου για την παρακολούθηση της απόκρισής τους στη χορηγούμενη φαρμακευτική αγωγή.

Η μέθοδος διπλής ενεργειακής απορρόφησης (DXA -Dual energy X-ray absorptiometry) είναι μέθοδος εκλογής για τον προσδιορισμό της οστικής πυκνότητας (BMD – Bone Mineral Density) με αποδεκτά περιθώρια λάθους και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα. Επιτρέπει την ακριβή διάγνωση της οστεοπόρωσης, τον προσδιορισμό του κινδύνου κατάγματος και την παρακολούθηση των ασθενών που βρίσκονται υπό θεραπεία. Στα επιπρόσθετα χαρακτηριστικά της περιλαμβάνονται η δυνατότητα για μετρήσεις σε σημεία του κεντρικού σκελετού, η παρουσία εκτεταμένων επιδημιολογικών δεδομένων και η χρήση της σε πολλές κλινικές μελέτες, η ευκολία στην εκτέλεσή της, η μεγάλη διαθεσιμότητά της, ενώ, τέλος, χαρακτηρίζεται από πολύ χαμηλή δόση ακτινοβολίας.

Αρχή λειτουργίας της DXA
Με τη μέθοδο της διπλής ενεργειακής απορρόφησης θεωρητικά μπορεί να γίνει μέτρηση σε οποιοδήποτε σημείο του ανθρώπινου σκελετού, ωστόσο η κλινική χρήση επικεντρώνεται στην ΟΜΣΣ, στο εγγύς τμήμα του μηριαίου οστού και τον πήχη. Τα συστήματα αυτά διατίθενται είτε πλήρως εξοπλισμένα (με ενσωματωμένο σύστημα κρεβατιού) και δυνατότητα μετρήσεων σε διάφορα σημεία, είτε και με επιπρόσθετα χαρακτηριστικά, περιοριζόμενα σε μετρήσεις περιφερικών άκρων (π.χ. φτέρνα). Τα πλήρως εξοπλισμένα συστήματα είναι αποδεκτά για την αξιολόγηση της οστεοπόρωσης, ενώ τα περιφερικά συστήματα, που είναι φορητά και λιγότερο ακριβά, χρησιμοποιούνται κυρίως σαν συστήματα screening. Σε κάθε περίπτωση, όμως, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση του ασθενούς.

Η DXA χρησιμοποιεί ακτίνες-Χ δύο διαφορετικών και πολύ χαμηλών ενεργειακών επιπέδων για να προσδιορίσει την οστική μάζα (BMC – Bone Mineral Content). Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας αφαιρετική τεχνική, εκμεταλλευόμενη τη διαφορετική απορρόφηση των ακτινών Χ μεταξύ των μαλακών ιστών και των οστικών δομών. Το πρόγραμμα του μηχανήματος έχει τη δυνατότητα να υπολογίσει αυτόματα την οστική πυκνότητα (BMD), διαιρώντας την οστική μάζα (BMC εκφρασμένη σε g) με το εμβαδό της περιοχής ενδιαφέροντος (ROI εκφρασμένο σε cm2), γι? αυτό και η τιμή μέτρησης της BMD είναι g/cm2. Αν και το BMD είναι μία απόλυτη τιμή μέτρησης, δεν χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της οστεοπόρωσης. Αντ? αυτού ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) έχει προσδιορίσει την απεικονιστική διάγνωση της οστεοπόρωσης με βάση την τιμή T-score (Πίνακας 1). Η τιμή T-score δεν είναι απόλυτη τιμή μέτρησης και προκύπτει από τη σύγκριση της τιμής BMD με μια προκαθορισμένη βάση δεδομένων, η οποία βρίσκεται ενσωματωμένη στο μηχάνημα. Εκφράζει τη διαφορά της τιμής BMD του εξεταζόμενου σε σχέση με τη μέση τιμή, ίδιου φύλου και εθνικότητας, εκφρασμένη σε μονάδες απόκλισης. Έτσι, για παράδειγμα, αν ένας ασθενής έχει T-score -2,0, σημαίνει ότι η οστική του πυκνότητα είναι 2 μονάδες βάσης κάτω από τη μέση τιμή των νεαρών ατόμων. Η τιμή T-score χρησιμοποιείται για τη διάγνωση της οστεοπόρωσης σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες και σε άντρες άνω των 50 ετών. Σε περίπτωση προεμμηνοπαυσιακών γυναικών και αντρών κάτω από την ηλικία των 50 ετών χρησιμοποιείται η τιμή Z-score, η οποία υπολογίζεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που υπολογίζεται και η τιμή T-score. Η τιμή Z-score εκφράζει τη διαφορά της τιμής BMD του εξεταζόμενου σε σχέση με τη μέση τιμή πληθυσμού αντίστοιχης ηλικίας, φυλής και φύλου. Έτσι τιμή Z-score -2,0 σημαίνει οστική πυκνότητα εντός του αναμενομένου για την ηλικία ορίων.

Σημεία μέτρησης της οστικής πυκνότητας
Το International Society of Clinical Densitometry (ISCD) προτείνει ως σημεία μέτρησης την προσθιοπίσθια προβολή της ΟΜΣΣ και του ισχίου. Η περιοχή του πήχεως προτείνεται εναλλακτικά στις ακόλουθες περιπτώσεις:
1. Σε υπέρβαρους ασθενείς (το βάρος τους ξεπερνάει το όριο αντοχής του κρεβατιού).
2. Σε ασθενείς με πρωτοπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό.
3. Σε ασθενείς που τα αποτελέσματα οστικής πυκνότητας σε ισχίο και ΟΜΣΣ είναι μη αξιόπιστα. Στην περίπτωση αυτή ως σημείο μέτρησης χρησιμοποιείται το κάτω τριτημόριο της κερκίδας.
Ανάλυση μέτρησης οστικής πυκνότητας
Όπως με κάθε διαγνωστική εξέταση, έτσι και η DXA θα πρέπει να αντιμετωπίζεται με κριτική ματιά τόσο από τους ακτινοδιαγνώστες όσο και από τους κλινικούς ιατρούς για την αναγνώριση πιθανών αιτίων που μπορεί να επηρεάσουν την αξιοπιστία της. Η αναγνώριση τεχνικών παρασίτων (artifacts), αλλά και παθολογικών καταστάσεων που μπορεί να επηρεάσουν την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων, είναι εξαιρετικά κρίσιμης σημασίας για την ορθή ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Α. Τοποθέτηση ασθενούς
Κάθε εξέταση DXA συνοδεύεται από μία εικόνα αναφοράς, η οποία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαγνωστικούς σκοπούς. Είναι ωστόσο εξαιρετικά χρήσιμη για να ελεγχθεί η σωστή τοποθέτηση του ασθενούς, αλλά και η σωστή εφαρμογή του ROI (Region Of Interest), τα οποία θα πρέπει να ελέγχονται τόσο από τον τεχνολόγο που διενεργεί την εξέταση, όσο και από τους ιατρούς (διαγνώστη και θεράποντα).
Η ορθή τοποθέτηση ασθενούς και ROI είναι ζωτικής σημασίας για την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Η λανθασμένη τοποθέτησή τους είναι η σημαντικότερη πηγή λανθασμένων μετρήσεων BMD.
Ειδικότερα στην περίπτωση της ΟΜΣΣ, αυτή θα πρέπει να βρίσκεται στο κέντρο της εικόνας (έκκεντρη θέση της υποεκτιμά την τιμή του BMD), σε ευθεία γραμμή, χωρίς στροφή. Το πεδίο της σάρωσης αρχίζει από το Θ12 και τελειώνει στο άνω όριο της πυέλου (δηλαδή περιλαμβάνει και τμήμα του Ο5 σπονδύλου). Μεγάλη προσοχή θα πρέπει να δοθεί στην τοποθέτηση του ROI (μεταξύ των μεσοσπονδυλίων διαστημάτων) όπου, αν κριθεί σκόπιμο, θα πρέπει να δοθεί και η κατάλληλη κλίση. Προσοχή θα πρέπει επίσης να δοθεί και στη σωστή αρίθμηση των σπονδύλων (π.χ. περίπτωση μεταβατικού οσφυοϊερού σπονδύλου, υποπλαστικής 12ης πλευράς κ.ά.).
Όσον αφορά την περίπτωση του ισχίου, ο ασθενής πρέπει να έχει το μηρό σε ευθεία γραμμή πάνω στο κρεβάτι (δηλαδή ο άξονας του μηρού πρέπει να είναι παράλληλος προς την άκρη της εικόνας), με μικρή έσω στροφή (15-25ο), που σημαίνει ότι στην εικόνα ο ελάσσων τροχαντήρας δεν θα πρέπει να φαίνεται ή μόλις να υποσημαίνεται.

Β. Τεχνικά παράσιτα (artifacts) που επηρεάζουν την αξιοπιστία των μετρήσεων
Η εικόνα αναφοράς της εξέτασης θα πρέπει να αξιολογείται για την παρουσία τεχνητών παράσιτων (artifacts), τα οποία επιπροβάλλονται στην περιοχή ενδιαφέροντος και αυξάνουν την τιμή της BMD. Τέτοια θα μπορούσαν να είναι υπολείμματα βαρίου ή γαστρογραφίνης, υλικά σπονδυλοπλαστικής και σπονδυλοδεσίας, χειρουργικά κλιπς, καθετήρες, stents κ.ά. Επιπρόσθετα, η παρουσία οστεοφύτων, συμπιεστικού κατάγματος, σκολίωσης μπορούν να αυξήσουν την τιμή της BMD. Αντιθέτως η απουσία οστίτη ιστού σε σπονδύλους (όπως στην περίπτωση πεταλεκτομής) μπορεί να ελαττώσει την τιμή του BMD.
Επιπρόσθετα, η παχυσαρκία, αλλά και η απότομη μεταβολή του βάρους μπορούν να προκαλέσουν λάθη στον προσδιορισμό της BMD. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι η ανομοιογενής εναπόθεση λίπους πέριξ της ΟΜΣΣ μπορεί να οδηγήσει σε υποεκτίμηση του λίπους, που μπορεί να φτάσει το 10%.

Γ. Διάγνωση της DXA
Η αξιολόγηση της πυκνότητας της ΟΜΣΣ γίνεται στους σπονδύλους Ο1-Ο4. Σπόνδυλος που παρουσιάζει εστιακές αλλοιώσεις ή επιπροβάλλονται artifacts σε αυτόν, θα πρέπει να εξαιρείται από την αξιολόγηση.
Σε περίπτωση που κάποιος σπόνδυλος παρουσιάζει τιμή T-score >1 σε σύγκριση με τους παρακείμενος σπονδύλους, θα πρέπει να εξαιρείται από την αξιολόγηση. Η αξιολόγηση της ΟΜΣΣ χρειάζεται τουλάχιστον 2 σπονδύλους. Σε περίπτωση που υπάρχει ένας μόνο διαθέσιμος ή και κανένας, τότε η εξέταση θεωρείται άκυρη και θα πρέπει η μέτρηση οστικής πυκνότητας να γίνει σε άλλο σημείο (π.χ. ισχίο).
Η αξιολόγηση στην περιοχή του ισχίου γίνεται στην περιοχή με τη χαμηλότερη τιμή T-score (αυχένας ή σύνολο ισχίου). Το τρίγωνο του Ward και ο μείζονας τροχαντήρας δε θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση του ισχίου. Σε περίπτωση παρακολούθησης, η αξιολόγηση προτείνεται να γίνεται στο σύνολο του ισχίου.
Παρακολούθηση ασθενούς
Όσο ο αριθμός των ατόμων που πάσχουν από οστεοπόρωση και βρίσκονται υπό αγωγή θα αυξάνεται, τόσο θα αυξάνεται και ο αριθμός των διαδοχικών εξετάσεων στα πλαίσια παρακολούθησης.
Στις περιπτώσεις αυτές είναι αναγκαίο να γίνει διάκριση μεταξύ μιας πραγματικής μεταβολής και μιας μεταβολής που οφείλεται σε τυχαίους παράγοντες (π.χ. παράγοντες που σχετίζονται με το μηχάνημα, με την αλλαγή τοποθέτησης του ROI κ.ά.).
Κάθε άτομο (ιατρός ή τεχνολόγος) που εμπλέκεται με την οστεοπόρωση θα πρέπει να είναι σε θέση να ξεχωρίζει δύο όρους, οι οποίοι για λόγους ακρίβειας θα αποδοθούν στα αγγλικά: με τον όρο accuracy εννοούμε πόσο καλά τα αποτελέσματα της DXA αντιπροσωπεύουν την πραγματική οστική μάζα (BMC), ενώ με τον όρο precision εννοούμε πόσο αναπαραγώγιμα είναι τα αποτελέσματα των επαναλαμβανόμενων μετρήσεων DXA.
Έτσι, λοιπόν, κάθε εργαστήριο θα πρέπει να υπολογίσει το ποσοστό λάθους (precision error) ανά εξέταση. Είναι μια παράμετρος που προκύπτει με συγκεκριμένη μεθοδολογία και που ουσιαστικά αντιπροσωπεύει το λάθος που ενδεχομένως γίνεται από το μηχάνημα ή τον τεχνολόγο. Μπορεί να εκφραστεί είτε σε ποσοστιαία αναλογία (%) είτε σε απόλυτη τιμή (εκφρασμένη σε g/cm2). Έτσι, όταν η μεταβολή στην οστική πυκνότητα ξεπερνά το ποσοστό λάθους, τότε η μεταβολή είναι πραγματική.

Α. Σύγκριση αποτελεσμάτων
Η σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ δύο διαδοχικών εξετάσεων γίνεται πάντοτε με βάση την τιμή της BMD, η οποία είναι μια απόλυτη τιμή μέτρησης, και όχι με βάση την τιμή T-score, η οποία είναι μια ποσοστιαία έκφραση της οστικής πυκνότητας.
Η μεταβολή στην τιμή T-score δεν αντιπροσωπεύει αύξηση ή ελάττωση της οστικής πυκνότητας. Η τιμή T-score σχετίζεται μόνο με τη συγκεκριμένη εξέταση για την οποία έχει υπολογιστεί. Έτσι, για παράδειγμα για έναν ασθενή, ο οποίος υποβλήθηκε σε DXA ΟΜΣΣ και είχε BMD 1,070 g/cm2 και μετά από δύο χρόνια υποβάλλεται εκ νέου σε DXA ΟΜΣΣ και έχει BMD 1,010 g/cm2, η μεταβολή είναι 0,060 g/cm2. Αν το ποσοστό λάθους είναι 0,020 g/cm2, τότε η μεταβολή υπερβαίνει το ποσοστό λάθους και επομένως η ελάττωση της οστικής πυκνότητας είναι πραγματική.

Β. Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τη σύγκριση δύο διαδοχικών εξετάσεων
Η σύγκριση δύο διαδοχικών εξετάσεων οστικής πυκνότητας επηρεάζεται και από κάποιους επιπρόσθετους παράγοντες όπως οι ακόλουθοι:
1. Η εξέταση θα πρέπει να γίνεται την ίδια πάντοτε εποχή του έτους. Έχει βρεθεί ότι υπάρχει μεταβολή στην τιμή της οστικής πυκνότητας (ελάττωση το χειμώνα και αύξηση το καλοκαίρι) της τάξεως του 1%, ιδιαίτερα στους βόρειους πληθυσμούς.
2. Η εξέταση θα πρέπει πάντοτε να γίνεται στο ίδιο μηχάνημα. Δυστυχώς υπάρχουν προβλήματα κατά τη σύγκριση δύο εξετάσεων που έχουν γίνει σε μηχανήματα διαφορετικών κατασκευαστών ή ακόμα και σε διαφορετικά μοντέλα του ίδιου κατασκευαστή. Τα προβλήματα αυτά μπορεί να αφορούν χρήση διαφορετικών βάσεων δεδομένων, τεχνικών μέτρησης, παραγωγής ακτίνων Χ κ.ά.
Σημαντικό ρόλο παίζει βεβαίως και η παραπομπή των εξεταζόμενων σε αξιόπιστο ακτινολογικό εργαστήριο. Ένα αξιόπιστο ακτινολογικό εργαστήριο εξασφαλίζει ότι διαθέτει έμπειρους τεχνολόγους, που μπορούν να κάνουν τη σωστή τοποθέτηση, κάνει τακτικούς ελέγχους στο μηχάνημα με τη χρήση phantom, καταγράφει τις μετρήσεις και αναφέρει τυχόν λάθη, ενώ επιπρόσθετα μεριμνά για τη σωστή και τακτική συντήρηση του μηχανήματος. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται ότι το μηχάνημα θα λειτουργεί με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια.
Επίλογος
Η DXA είναι μια γρήγορη, ακριβής και χαμηλού κόστους εξέταση για τη διάγνωση της οστεοπόρωσης. Απαιτεί ωστόσο μεγάλη προσοχή τόσο στη σωστή εκτέλεση όσο και στην ανάλυση. Αν δε γίνει με προσοχή, μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικά λάθη, που να επηρεάζουν τόσο τη διάγνωση όσο και τη θεραπεία.

Bιβλιογραφία

Link TM. Osteoporosis Imaging: State of the art and advanced imaging. Radiology 201; 263: 3-12.
Jacobson JA, Jamadar DA, Hayes CW. Dual X-ray Absorptiometry: Recognizing image artifacts and pathology. AJR 2000; 174: 1.699-1.706.
Ramos RL, Arman JA, et al. Dual energy X-ray absorptiometry in the diagnosis of osteoporosis. A practical guide. AJR 2011; 196: 897-903.
Lentle BC, Prior JC. Osteoporosis: what a clinician expects to learn from a patients’s bone density examination. Radiology 2003; 228: 620-628.

Φεβρουάριος 2016