Использование однофотонной эмиссионной компьютерной томографии в комплексной оценке остеопоротических изменений Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Статья поступила в редакцию 02.06.2015 г.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОДНОФОТОННОИ ЭМИССИОННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ В КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКЕ ОСТЕОПОРОТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИИ

USE OF SINGLE PHOTON EMISSION COMPUTED TOMOGRAPHY IN COMPLEX DIAGNOSTICS OF OSTEOPOROSIS CHANGES

Колпинский Г.И. Kolpinsky G.I.

Захаров И.С. Zakharov I.S.

Коков А.Н. Kokov A.N.

Короткевич А.А. Korotkevich A.A.

ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская Kemerovo State Medical Academy, академия» Минздрава России,

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных Scientific Research Institute of Complex Problems

проблем сердечно-сосудистых заболеваний», of Cardiovascular Diseases,

г. Кемерово, Россия Kemerovo, Russia

Целью представленной работы явилось определение связи между уровнем костного метаболизма и показателями минеральной плотности костной ткани тел поясничных позвонков и шейки бедренной кости у женщин постменопа-узального периода.

Материал и методы исследования. В исследование вошло 29 женщин постменопаузального периода, которым проводилась однофотонная эмиссионная компьютерная томография радиофармпрепаратом 99тТс-технефор и двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия поясничных позвонков и шейки бедренной кости.

Результаты исследования. Выявлена положительная статистически значимая корреляция между стандартизированными показателями накопления РФП и уровнем минеральной плотности кости: для поясничных позвонков г = 0,54 (р = 0,002); для шейки бедренной кости г = 0,44 (р = 0,02). С увеличением возраста у женщин постменопаузального периода стандартизированные показатели накопления РФП снижались: для поясничных позвонков г = -0,44 (р = 0,02), для шейки бедренной кости г = -0,37 (р = 0,04). Заключение. Определение уровня метаболических процессов в костной ткани методом ОЭКТ может иметь важное значение в комплексной диагностике и прогнозировании постменопаузальных остеопоротических изменений, что, в свою очередь, будет способствовать проведению своевременных профилактических мероприятий.

Ключевые слова: постменопаузальный остеопороз; минеральная плотность кости; однофотонная эмиссионная компьютерная томография.

Objective - to determine the relationship between the level of bone metabolism and bone mineral density of lumbar vertebral bodies and the femoral neck in postmenopausal women.

Materials and methods. The study included 29 postmenopausal women who underwent SPECT radiopharmaceuticals 99mTc-tehnefor and dual energy X-ray absorptiometry of the lumbar vertebrae and the femoral neck.

Results. There was a positive statistically significant correlation between the accumulation of standardized indicators and the level of the radiopharmaceutical in bone mineral density: for the lumbar spine r = 0.54 (p = 0.002); for femoral neck r = 0.44 (p = 0.02). With the increase of age in postmenopausal women standardized indicators decreased accumulation of the radiopharmaceutical: for the lumbar spine r = -0.44 (p = 0.02), femoral neck r = -0.37 (p = 0.04).

Conclusion. Determining the level of metabolic processes in bone SPECT method may be important in the complex diagnosis and prognosis of postmenopausal osteoporotic changes, and it will facilitate timely preventive measures.

Key words: postmenopausal osteoporosis; bone mineral density; single-photon emission computed tomography.

Постменопаузальный остеопороз является системным ответом костной ткани на гормональную перестройку, возникающую вследствие наступления менопаузы. Возрастные инволюционные процессы приводят к росту распространенности остеопоротических изменений [1]. В течение репродуктивного периода у женщины существует определенное равновесие между косте-образованием и резорбцией кости, которое после наступления менопаузы смещается в сторону преобла-

дания резорбтивных процессов. Об уровне костного метаболизма косвенно можно судить по лабораторным показателям [2]. Однако проведенные исследования демонстрируют невысокую чувствительность данных методов диагностики.

Другим способом исследования метаболизма кости является изучение способности к накоплению радиофармпрепаратов (РФП). Известно, что фосфаты и фосфонаты взаимодействуют с гидроксиапати-том кальция [3]. Активность этих

процессов находится в зависимости от уровня метаболизма, происходящего в костной ткани. В свою очередь, уровень гидроксиапатита кальция является важным компонентом, характеризующим прочность кости. Учитывая указанную особенность, для оценки метаболизма костной ткани нашли применение фосфорсодержащие радиофармпрепараты, меченные 99тТс.

Метаболизм скелета имеет неоднородный характер. В губчатой (трабекулярной) костной ткани об-

ПОЛИТРАВМА

менные процессы более активны, чем в компактной (кортикальной). В связи с тем, что распределение трабекулярной и кортикальной костной ткани в костях имеет различное соотношение, течение осте-опоротических изменений также является асимметричным. Ключевым критерием остеопороза является снижение уровня минеральной плотности кости, ведущим методом диагностики которого является двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия [4]. С учетом того, что развитие постменопау-зального остеопроза сопряжено с нарушением костного метаболизма, представляет интерес изучение обменных процессов кости на основании изучения фиксации радиофармпрепарата и оценка связи метаболической активности с уровнем минеральной плотности кости.

Встречаются единичные исследования, посвященные изучению взаимосвязи активности накопления РФП с показателями минеральной плотности кости. В литературе представлена работа, демонстрирующая использование динамической остеосцинтиграфии для определения разности скорости накопления радиофармпрепарата в крыле подвздошной кости и в прилежащих мягких тканях [5]. В другом исследовании оценены возможности остеосцинтиграфии в диагностике остеопоротических переломов позвонков [6]. Win A.Z. c соавт. (2014) провели оценку стандартизированных показателей РФМ накопления у здоровых лиц в различных областях скелета, включая позвоночник и шейку бедренной кости [7].

Наряду с изучением стандартизированных показателей накопления (SUV) методом ПЭТ существуют работы, описывающие особенности оценки костного метаболизма методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОЭКТ). Cachovan M. с соавт. (2013) провели изучение связи между стандартизированными показателями накопления (SUV) поясничных позвонков и значениями плотности костной ткани, выраженной в единицах Хаунсфилда (HU), у женщин в постменопаузе [8]. Авторами была выявлена статистиче-

ски значимая положительная корреляция между SUV и плотностью костной ткани тел поясничных позвонков, а также отрицательная корреляция между SUV и возрастом пациентки.

При остеопорозе наиболее распространенными локализациями переломов являются позвонки, шейка бедренной кости и кости предплечья. В связи с вышесказанным изучение метаболических процессов в типичных для низкоэнергетических переломов частах скелета будет иметь важное значение в комплексном прогнозировании постменопаузального остеопороза.

Таким образом, оценка стандартизированного показателя накопления (SUV) методом ОЭКТ и определение его корреляции с уровнем минеральной плотности кости аксиальных отделов представляет актуальность.

Цель исследования — определить связь между уровнем костного метаболизма и показателями минеральной плотности кости тел поясничных позвонков и шейки бедренной кости у женщин постмено-паузального периода.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Научная работа была одобрена этическим комитетом ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России. В исследование вошло 29 женщин пост-менопаузального периода. Критериями включения явились: возраст 50-60 лет, отсутствие переломов позвонков и бедренной кости, согласие на проведение исследования. Критерии исключения: переломы (в том числе в анамнезе) указанных локализаций, отказ от исследования. Областью диагностического интереса явились тела II-IV поясничных позвонков (L2-L4) и шейка бедренной кости. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОЭКТ) проводилась радиофармпрепаратом (РФП) 99тТс-тех-нефор системой Discovery NM/CT 670 (GE Healthcare). Захват РФП в зоне интереса оценивался по стандартизированному показателю накопления (Standardized uptake value, SUV):

Соотношение между стандартизированными показателями на-

копления поясничных позвонков и шейки бедренной кости выражалось в виде коэффициента дифференциального накопления (КДН).

Исследование минеральной плотности кости (МПК) осуществлялось методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ДРА) с использованием костного денситометра Lunar-DPX-NT (GE Healthcare).

Статистическая обработка проводилась с применением программ StatSoft Statistica 6.1. Нормальность распределения показателей оценивалась с использованием критерия Шапиро-Уилка. Количественные показатели, учитывая нормальное распределение, описывались с использованием средних арифметических значений (М) и их стандартных отклонений (SD). Сила связи между МПК и стандартизированными показателями накопления определялась корреляционным методом — рассчитывался коэффициент корреляции Пирсона. При проверке статистических гипотез критический уровень значимости принимался равным 0,05 (р = 0,05)

РЕЗУЛЬТАТЫ

И ОБСУЖДЕНИЕ

Средний возраст обследованных составил 55,1 ± 2,4 лет. Средние значения массы тела — 70,28 ± 8,8 кг, индекса массы тела — 27,7 ± 3,7.

На основании проведенной осте-осцинтиграфии были получены следующие результаты (табл. 1). Средние значения коэффициента дифференциального накопления соответствовали 2,09 ± 0,57. Результаты КДН являются следствием разницы активности метаболических процессов в позвонках и шейке бедренной кости. Тело позвонка на 38-40 % состоит из трабекулярной (губчатой) костной ткани и на 60 % из кортикальной (компактной), в то время как структуру шейки бедренной кости на 75 % составляет кортикальная костная ткань [9]. В результате этого обменные процессы в позвонках происходят более активно. Таким образом, полученные показатели КДН могут считаться отраже-

№ 3 [сентябрь] 2015

■

55

нием соотношения метаболических процессов в губчатой и компактной костной ткани.

Наряду с ОЭКТ женщинам проводилась двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия. Результаты оценки минеральной плотности костной ткани представлены в таблице 2.

При оценке связи между стандартизированными показателями накопления (SUV) в костной ткани и уровнем минеральной плотности кости выявлена положительная корреляция (рис. 1, 2). Представляет интерес тот факт, что выявле-

на статистически значимая корреляция между стандартизированными показателями накопления поясничных позвонков и минеральной плотностью шейки бедренной кости (r = 0,41; p = 0,03).

При оценке корреляции между стандартизированными показателями накопления и возрастом обследуемых выявлена отрицательная связь. Для SUV поясничных позвонков коэффициент корреляции с возрастом составил -0,44 (р = 0,02), для SUV шейки бедренной кости -0,37 (р = 0,04).

Приведенные данные демонстрируют значимое снижение обменных процессов в костной ткани с увеличением возраста, что неизбежно отражается на уровне минеральной плотности кости. Полученные результаты свидетельствуют о диагностической значимости определения метаболических процессов кости методом однофотон-ной эмиссионной компьютерной томографии.

ВЫВОДЫ:

1. У женщин постменопаузального периода с увеличением возраста

Таблица 1

Количественные показатели ОЭКТ Table 1

The qualitative indexes of SPECT

Показатель Index Поясничные позвонки L2-L4 Lumbar vertebrae L2-L4 Шейка бедренной кости Neck of femur

Стандартизированные показатели накопления, SUV Standardized indexes of accumulation, SUV 5.82 ± 1.19 2.89 ± 0.57

Таблица 2

Результаты двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии

Table 2

The results of dual energy X-ray absorptiometry

Показатель Index Поясничные позвонки L2-L4 Lumbar vertebrae L2-L4 Шейка бедренной кости Neck of femur

Минеральная плотность кости, г/см2 Bone mineral density, g/cm2 0.947 ± 0.172 0.846 ± 0.110

Т-критерий Т-score -2.1 ± 1.5 -1.4 ± 0.8

Рисунок 1

Показатели корреляции между SUV и МПК поясничных позвонков Figure 1

The values of correlation between SUV and BMD in the lumbar vertebrae

Рисунок 2

Показатели корреляции между SUV и МПК шейки бедренной кости Figure 2

The values of correlation between SUV and BMD in the femoral neck

56

ПОЛИТРАВМА

снижаются значения стандартизированных показателей накопления.

2.Значения стандартизированных показателей накопления поясничных позвонков превышают таковые шейки бедренной кости в два раза, что свидетельствует о большей метаболической активности трабекулярной ткани позвонков.

3. Отмечается статистически значимая положительная корреляция между значениями стандартизированных показателей накопления и уровнем минеральной плотности костной ткани поясничных позвонков и шейки бедренной кости. Определение уровня метаболических процессов в кост-

ной ткани методом ОЭКТ может иметь важное значение в комплексной диагностике и прогнозировании постменопаузальных остеопоротических изменений, что, в свою очередь, будет способствовать проведению своевременных профилактических мероприятий.

ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES:

1. Zakharov IS, Kolpinsky GI, Ushakova GA, Ushakov AV, Van Wai Chan, Migal OV, et al. Prevalence of osteopenic syndrome in postmenopausal women. Medicine in Kuzbass. 2014; XIII (3): 32-36. Russian (Захаров И.С., Колпинский Г.И., Ушакова Г.А., Ушаков А.В., Ван Вай-Чен, Мигаль О.В. и др. Распространённость остеопенического синдрома у женщин в постменопаузе // Медицина в Кузбассе. 2014. Т. XIII, № 3. С. 32-36.)

2. Zakharov IS, Kolpinsky GI, Ushakov GA, Vavin GV. Biochemical markers in the diagnosis of bone remodeling in osteoporosis. Bulletin of Avicenna. 2013; (4): 119-123. Russian (Захаров И.С., Колпинский Г.И., Ушакова Г.А., Вавин Г.В. Биохимические маркёры в диагностике нарушений ремоделирования костной ткани при остеопорозе // Вестник Авиценны. 2013. № 4. С. 119-123.)

3. Kanishi D. 99mTc-MDP accumulation mechanisms in bone. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. 1993; 75 (2): 239-246.

4. Zakharov IS. Imaging diagnosis of osteoporosis - current state of problems. Polytrauma. 2015; (1): 69-73. Russian (Захаров И.С. Лучевая диагностика остеопороза - современное состояние проблемы // Политравма. 2015. № 1. С. 69-73.)

5. Prohorova EG, Zhilyaev EV, Gordeytseva EA. Radionuclide method for assessment of the bonе mineralization. Radiology-Practice. 2011; (4): 34-40. Russian (Прохорова Е.Г., Жиляев Е.В.,

Гордейцева Е.А. Радиоизотопный метод оценки минерализации кости // Радиология-практика. 2011. № 4. С. 34-40.)

6. Kapishnikov AV, Alekhin EN. Diagnostic possibilities of bone scintigraphy in osteoporotic vertebral changes and assessment of bone remodeling in patients with osteoporosis. The Bulletin of Russian Scientific Center of X-ray Radiology. 2014; (14). URL: http://vestnik. rncrr.ru/vestnik/v14/papers/aliokhin_v14.htm. (25.12.2014). Russian (Ка-пишников А.В., Алехин Э.Н. Возможности сцинтиграфии скелета в диагностике остеопоротических изменений позвонков и оценке ремоделирования костной ткани у больных остеопорозом // Вестник Российского научного центра рентгенорадиологии Минздрава России. 2014. (14). URL: http://vestnik.rncrr.ru/vestnik/v14/ papers/aliokhin_v14.htm. Опубликовано 25 декабря 2014 года.)

7. Win AZ, Aparici CM. Normal SUV Values Measured from NaF18- PET/ CT bone scan studies. PLoS One. 2014; 9 (9): e108429.

8. Cachovan M, Vija AH, Hornegger J, Kuwert T. Quantification of 99mTc-DPD concentration in the lumbar spine with SPECT/CT. EJNMMI Research. 2013; 3 (1): 45.

9. Sveshnikov AA, Astapenkov DS. Threshold values of skeletal mineral density and fracture incidence. Genius of orthopedics. 2010; (2): 85-90. Russian (Свешников А.А., Астапенков Д.С. Пороговые величины минеральной плотности костей скелета и частота переломов // Гений ортопедии. 2010. № 2. С. 85-90.)

Сведения об авторах: Information about authors:

Колпинский Г.И., д.м.н., профессор кафедры лучевой диагностики, Kolpinsky G.I., MD, PhD, professor, chair of radial diagnostics,

лучевой терапии и онкологии, ГБОУ ВПО «Кемеровская государствен- radiotherapy and oncology, Kemerovo State Medical Academy, Kemerovo,

ная медицинская академия» Минздрава России, г. Кемерово, Россия. Russia.

Захаров И.С., к.м.н., доцент кафедры акушерства и гинекологии Zakharov I.S., candidate of medical science, docent, chair of

№ 1 ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская акаде- obstetrics and gynecology #1, Kemerovo State Medical Academy,

мия» Минздрава России, г. Кемерово, Россия. Kemerovo, Russia.

Коков А.Н., к.м.н, заведующий отделением лучевой диагности- Kokov A.N., candidate of medical science, head of department of

ки, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение radial diagnostics, Scientific Research Institute of Complex Problems of

«Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердеч- Cardiovascular Diseases, Kemerovo, Russia.

но-сосудистых заболеваний», г. Кемерово, Россия.

Короткевич А.А., врач-рентгенолог отделения лучевой диагно- Korotkevich A.A., radiologist, department of radial diagnostics,

стики, Федеральное государственное бюджетное научное учрежде- Scientific Research Institute of Complex Problems of Cardiovascular

ние «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сер- Diseases, Kemerovo, Russia.

дечно-сосудистых заболеваний», г. Кемерово, Россия.

Адрес для переписки: Address for correspondence:

Захаров И.С., ул. Ворошилова, 22а, г. Кемерово, Россия, Zakharov I.S., Voroshilova St., 22a, Kemerovo, Russian Federation,

650029 650029

Тел: +7 (3842) 46-51-62 Tel: +7 (3842) 46-51-62

№ 3 [сентябрь] 2015