Денситометрия

Предыдыщая страница  |  Следующая страница

Одним из наиболее частых признаков РА является ОП, который может развиваться без явных причин (идиопатическая форма) и при различных заболеваниях суставов. Наряду с остеодистрофией и остеомаляцией ОП приводит к снижению содержания минералов в скелете (остеопении). По динамике плотности костного вещества можно судить о характере течения патологического процесса, его выраженности, прогрессирования или обратного развития. Существует ряд методом, позволяющих определять степень минерализации костной ткани, основным из которых, наиболее точным и объективным, считается денситометрия {рис. 2.28-2.30}.

 

2.28

2.29

2.30

 

В повседневной практике плотность кости обычно определяется по оценке рентгенограмм, хотя визуальный метод позволяет выявить остеопению при потере костью минерального содержания не менее чем на 30-40%, к тому же велико влияние субъективного фактора. Применяются два принципиально различных метода рентгеноденситометрии – прямой и непрямой. Первый основан на измерении потока ионизирующего излучения (рентгеновских лучей или g-излучения), прошедшего сквозь объект. Непрямые методики рентгеноденситометрии основаны на фотометрии рентгенограмм с последующим расчетом плотности исследуемого объекта. Недостатком их является обязательное использование рентгенограмм, качество которых нестабильно. Существуют в артрологической практике методы дихроматической фотонной абсорбциометрии и контрастной томоартроденситометрии. Последнюю проводят при подозрении на новообразование синовиальной оболочки, с целью оценки паннуса, выявления выпота и гиперостоза в тазобедренном суставе. Одним из наиболее совершенных методов является сканирующая дигитальная абсорбциометрия с применением рентгеновских лучей с двумя различными уровнями энергии.

Основная часть таких приборов – рентгеновская трубка, жестко соединенная с детекторным устройством, электрический сигнал которого после аналогоцифрового преобразователя подается на вход персонального компьютера. Прибор также состоит из сканирующего устройства, сконструированного таким образом, что источник рентгеновского излучения можно разместить над любым участком тела пациента.. Компьютерная система управления и анализа позволяет оператору управлять процессом сканирования, анализировать и хранить полученную информацию. Принцип работы основан на измерении поглощенной энергии рентгеновских лучей в двух режимах – с высокой и низкой энергией. Измерение плотности осуществляется за счет разницы поглощения лучей с различной длиной волны мягкими тканями и костью. Доза ионизирующего излучения на больного зависит от объема сустава или кости, программы исследования и отдела скелета, составляя от 0,04 до 2,2 мр. Результаты прибор выдает в единицах, соответствующих общему содержанию костного минерала в граммах, плотности в виде массы минералов на 1 см2 площади. К противопоказаниям метода относятся беременность, предшествующие радионуклидные и рентгенологические исследования с контрастными средствами, проводившееся менее чем за двое суток до планируемой денситометрии.

Существуют три вида костных поверхностей в компактном веществе – эндоостальная, периостальная и гаверсова. ОП является результатом отрицательного баланса костной ткани в завершенных фокусах перестройки вследствие неполного замещения ее резорбции последующей продукцией. Потеря костной ткани при ускорении темпа перестройки обусловлена увеличением количества фокусов, возбуждаемых за единицу времени. При этом в каждый момент времени в единице объема кости содержится больше незавершенных фокусов перестройки, в которых костная ткань замещена фиброретикулярной тканью или остеоидом. Участки, на которых перестройка еще не завершена, остаются потенциально костными территориями. Рано или поздно процесс завершается восстановлением костной ткани в каждом фокусе. Если при этом продукция новой кости полностью возмещает предшествующую резорбцию, что свойственно перестройке по гаверсовым поверхностям, то такая потеря костной ткани полностью обратима. После нормализации темпа перестройки ранее возникшие полости заполняются новой костной тканью, а количество вновь возбуждаемых фокусов возвращается к исходному. В зависимости от того, по какой поверхности компактного вещества происходит резорбция, различают 5 ее видов в рентгенологическом отображении – эндостальную, субпериостальную, интракортикальную, юкстаэндостальную и юкстапериостальную.

Эндостальной резорбции, как неспецифическому признаку остеопении различной природы, противопоставляется интракортикальная. В основе последней и юкстаэндостальной резорбции находится единый механизм – увеличение количества и размеров фокусов перестройки по гаверсовым поверхностям. Уже при обычной ширине фокусов (200 мкм) они выявляются на рентгенограммах с прямым увеличением, а при расширении до 300-400 мкм обнаруживаются и на снимках, произведенных на технической пленке, в виде продольно ориентированных полостей в компактном веществе длиной до 25 мм. При нарастании процессов интракортикальной и экстаэндостальной резорбции увеличивается длина полостей с туннелированием компактного вещества, а в дальнейшем повышается интенсивность полосок просветления за счет слияния и проекционной суперпозиции полостей (прослойки костной ткани между ними приобретают характер продольных костных пластинок). Такие полости у людей с инволютивным ОП определяются преимущественно в экстаэндостальной зоне компактного вещества. Количественные отличия от полостей, выявляемых в контрольной группе, следующие: располагаются они в 2-3 ряда и распространяются на большую часть толщины компактного вещества, часто обнаруживаются размерами более 4 мм и с локализацией в дистальных отделах пястных костей. В месте экстаэндостальных слоев компактного вещества появляется отчетливая трабекулярная сеть, что обозначается как его спонгиозирование. Критериями интракортикальной резорбции следующие: а) полости в толще компактного вещества определяются на большей части длины кости; б) полости могут выявляться при отсутствии подлежащих юкстаэндостальных полостей или превосходить последние по длине, ширине и интенсивности просветления; в) хотя бы некоторые из полостей локализуются в юкстапериостальной зоне компактного вещества.

К преимуществам метода фотонной костной денситометрии относятся неинвазивность, безвредность, минимальное время, затрачиваемое на исследование (15 минут), высокая точность измерений (~1,5-3%). При значениях показателя отклонения МПК от средневозрастных норм (BMD-Z), превышающих -2,5 SD, диагностируется ОП. Проведение исследования в режиме сканирования дистальной и проксимальной частей лучевой кости позволяет оценить соответственно состояние губчатого и компактного веществ костной ткани. Измеряется показатель МПК (BMD в г/см2). Нарушения функции костной ткани можно легко выявить даже при отсутствии клинической симптоматики суставной патологии. Выраженность разрежения кости однозначно коррелирует с длительностью заболевания.

Разработка неинвазивных методов оценки плотности костной ткани при помощи рентгеновских лучей началась с самого их открытия. Изучение факторов, влияющих на поглощение рентгеновского излучения костной тканью способствовало созданию метода фотоденситометрии, основанного на оценке оптической плотности кости по рентгенограммам, полученным в стандартных условиях. Различные модификации позволили улучшить данный метод, однако ошибка может достигать 20% и более. Наряду с фотоденситометрией нашла применение рентгенометрия (геометрический анализ рентгенограмм), по которой на основании разработанных формул выявляются компрессия отдельных позвонков, уменьшение размеров кортикальных костей и внутренняя резорбция. Особенно широко используется определение толщины II пястной кости, что позволяет косвенно судить о состоянии кортикальных костей. Однако низкая точность и чувствительность фотоденситометрии и рентгенометрии, невозможность получения абсолютных величин плотности кости, субъективизм врача в оценке получаемых данных существенно ограничивают возможности методов в артрологии.

Количественное измерение МПК методом фотонной абсорбциометрии основано на взаимодействии низкоэргического электромагнитного излучения с веществом, происходящем двумя путями – фотоэлектрическим эффектом и комптоновским рассеиванием. Оценка взаимодействия электромагнитного излучения с веществом определяется коэффициентом ослабления, который для мышц на 5% больше, а для жира на 10% меньше воды. В то же время для костной ткани, имеющей в своем составе Са и Р, коэффициент ослабления вдвое больше воды, что значительно превышает простую разницу величин плотности кости и мягких тканей. Преимущественное поглощение минералами кости электромагнитного излучения лежит в основе использования метода абсорбциометрии.

Монохроматический луч, проходящий через костную ткань, поглощается (источником низкоэнергетического излучения является J125). Степень ослабления луча фиксируется сцинтилляционным детектором и результаты обрабатываются компьютером. Полученная величина, называемая «содержанием минералов кости» (СМК), измеряется в г/см2. Метод «однофотонной абсорбциометрией» (ОФА) позволяет производить исследования только лишь в дистальной части радиуса и пяточной кости. В норме после 50 лет у женщин начинается снижение СМК и к 75 годам СМК уменьшается наполовину. Лучевая нагрузка при проведении ОФА минимальна. К недостаткам метода относится невозможность исследовать СМК в трабекулярных костях (таз, позвоночник). В этих условиях использование фотонов двух энергий с большей величиной значительно расширяет возможности метода, который был назван «двуфотонной абсорбциометрией» (ДФА). В клинической практике апробирован и широко используется при создании коммерческих аппаратов радиоактивный гадолиний (Gd153), обладающий энергией излучения 44 кэв и 100 кэв. В отличие от ОФА на воспроизводимость результатов при ДФА не влияют окружающие ткани и жир. Оценивается «плотность минералов кости», которая в течение жизни человека постепенно уменьшается.

Исследование плотности костной ткани методом количественной компьютерной томографии основано на определении коэффициентов ослабления веществом рентгеновского излучения. В отличие от абсорбциометрии измерения проводятся под разными углами к осевой линии кости, что позволяет после математической обработки получать эти величины в объемных элементах изображения, называемых «компьютерно-томографическим числом». Оценка последнего производится по шкале Хаунсфилда, в которой за «0» принят коэффициент ослабления воды, а «-1000» – воздуха. Для получения абсолютного значения плотности необходимо измерение фантома с известным содержанием минералов и сравнение компьютерно-томографических чисел. Рентгеновское излучение, используемое для количественной компьютерной томографии, имеет широкий спектр энергий, что отрицательно сказывается на получаемых результатах, в связи с чем разработаны аппараты, дающие возможность получать два пучка различных энергий. Метод назван «количественной компьютерной томографией двумя энергиями». Одним из преимуществ перед другими методами является возможность измерения МПК как в трабекулярных, так и в кортикальных костях, причем точность выше в последних, что связано с низким содержанием в них жира. Нормальная величина МПК, измеренная методом количественной компьютерной томографии составляет 180 г/см3.

Показанием к повторной остеоденситометрии является необходимость контроля за динамикой изменения плотности кости и оценка эффективности проводимого лечения. Физиологическое уменьшение МПК в зависимости от возраста и области измерения, определенное ДФА не превышает 2-4% в год, а количественной компьютерной томографии – 3-8%. 

Предыдыщая страница  |  Следующая страница