CC BY
877
Практична медицина / Practical Medicine
[ЮЛЬ.
СУСТАВЫ.
позвоночник
УДК616.073.75 — 711:003
Ш
МЯГКОВ С.А.
ГУ «Запорожская медицинская академия последипломного образования МЗ Украины»
МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ КОНВЕРСИИ КОСТНОГО МОЗГА ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА
Резюме. В работе представлены данные о возрастной конверсии костного мозга поясничного отдела позвоночника на основании изучения магнитно-резонансных томограмм, полученных на низкопольном магнитно-резонансном томографе, у 60 пациентов в возрасте от 21 года до 76 лет. Среди пациентов было выделено 6 возрастных групп: 21-30, 31-40, 41-50, 51-60, 61-70 и старше 70 лет. В результате проведенных исследований были выявлены основные закономерности распределения желтого костного мозга в позвонках в виде 5 вариантов. При анализе конверсионных изменений костного мозга в поясничном отделе позвоночника выявлены некоторые закономерности в виде отсутствия I варианта у пациентов после 50 лет и IV варианта у молодых лиц, превалирования V варианта конверсии у лиц старше 60 лет.
Ключевые слова: костный мозг, конверсия, МРТ.
Введение
Данные о возрастных закономерностях строения красного и желтого костного мозга (ККМ, ЖКМ) очень важны при изучении и интерпретации магнитно-резонансных томограмм. Магнитно-резонансная томография (МРТ) стала активно применяться при многочисленных патологических состояниях костного мозга [1—5]. В работах J.B. Vogler, W.A. Murphy (1988) и B.C. Vande Berg et al. (1998) были впервые представлены сигнальные характеристики нормального костного мозга [1, 2]. МРТ-изо-бражение нормального костного мозга позвоночника в основном зависит от соответствующей пропорции кро-веобразующих клеток и адипоцитов внутри мозгового вещества тел позвонков [3].
На МРТ обычно определяются два типа костного мозга — активный, функционирующий ККМ и неактивный — ЖКМ. Последний из-за большого содержания жировой ткани имеет интенсивность МР-сигнала, аналогичную подкожному жиру. Значительным подспорьем при описании состояния костного мозга при МРТ-иссле-довании является общеизвестный феномен возрастного, прогрессивного превращения красного КМ в желтый — так называемая конверсия КМ. В единичных работах, посвященных изучению закономерностей конверсии КМ в костях осевого скелета, при работе на высокопольных
томографах было выделено несколько вариантов данных изменений (в том числе и в позвоночнике [6]), которые были уточнены в 2010—2011 годах [7, 8].
Цель работы — определение и систематизация признаков конверсии костного мозга поясничного отдела позвоночника с помощью низкопольных магнитно-резонансных томографов.
Материал и методы исследования
Были изучены 60 МРТ поясничного отдела позвоночника (ПОП) у пациентов в возрасте от 21 года до 76 лет. Среди этих пациентов выделено 6 возрастных групп (21—30, 31—40, 41—50, 51—60, 61—70 и старше 70 лет), в каждой из групп было по 5 женщин и 5 мужчин. Из исследования были исключены пациенты с диагностированными болезнями ККМ, местными поражениями, включая опухоли и компрессионные переломы, а также больные после лучевой и химиотерапии. МРТ проводили на низкопольных аппаратах с напряженностью магнитного поля 0,2 и 0,36 Тс (AIRIS Mate фирмы Hitachi и I-Open 0,36 производства КНР) в 3 проекциях с получением Т1- и Т2-взвешенных изображений (ВИ) и изо-
© Мягков С.А., 2013 © «Боль. Суставы. Позвоночник», 2013 © Заславский А.Ю., 2013
бражений с подавлением сигнала от жировой ткани (STIR) по стандартному протоколу, дополненному Т1-ВИ изображениями с короткими TR — 80 и TE — 8,2 мс. Тщательному анализу подвергались сагиттальные изображения с толщиной среза 5 мм. При оценке исследований определялись типы изменений сигнальных характеристик в костном мозге ПОП, а затем определялась частота каждого варианта для каждой возрастной группы.
Результаты исследования и их обсуждение
В результате проведенных исследований были выявлены основные закономерности распределения желтого костного мозга в позвоночнике в виде 5 вариантов, которые представлены на рис. 1.
При I варианте (центральном) тело позвонка имело одинаково низкую интенсивность, кроме линейных, неравномерных участков высокой интенсивности размерами больше 3 мм и расположенных вдоль базивертебраль-ной вены (выше и ниже) за счет участков ЖКМ. ККМ при этом располагается по периферии тела позвонка (рис. 2).
II вариант конверсии костного мозга (периферический) характеризовался участками высокой интенсивности сигнала лентообразной и треугольной формы ЖКМ, расположенными в периферических отделах тел позвонков под обеими замыкательными пластинками (рис. 3). Этот вариант может быть вызван механическими повре-
ждениями, которые обычно менее интенсивны в грудном отделе из-за стабилизирующего эффекта грудной клетки, а также могут ассоциироваться с дегенерацией соседних межпозвонковых дисков [1, 7].
При III варианте (диффузно-мелкоочаговом, или типа «пестрого узора») конверсии костного мозга определялись мелкие, диффузно расположенные точечные участки высокой интенсивности сигнала (от 1 до 3 мм) за счет вкраплений ЖКМ (рис. 4).
IV вариант (диффузно-очаговый) характеризовался немногочисленными, как правило, округло-овальной формы очагами высокой интенсивности сигнала, местами сливного характера, с нечеткими, неровными контурами при размерах последних от 10 до 40 мм с преимущественной ориентацией вдоль базивертебральной вены (рис. 5).
Нами было отмечено, что при диагностике крупноочаговой перестройки структуры тел позвонков в поясничном отделе позвоночника заподозрить конверсию костного мозга иногда помогают и качественные рентгенограммы данного отдела, произведенные с помощью цифровой рентгенографии (в качестве примера приводим наблюдение, представленное на рис. 6).
Кроме этого, нами также выделен еще один вариант — сосудистый, который представлен базивертебральной веной, колбовидно расширяющейся в центре тела позвонка, вдоль которой расположены линейные, тонкие (2— 3 мм) участки ЖКК.
Рисунок 1. Схематическое изображение вариантов конверсии костного мозга в поясничном отделе позвоночника. Слева направо: центральный, периферический, диффузно-мелкоочаговый, диффузно-крупноочаговый, сосудистый
' + I I £
U Í1 iu ti:
Íh>J. LS.í [ООН
i 8<
А
0.2Т AIRtS-WTE
jfct T1 SAG .C'GADCVST
llm: 4'7 ' Sag: LS.3 (CCIj
f. Mag* Ш
Ib
IT\0 fR <000 ГС ISO
m№'! (hp
^ I
Jflw &
fi*
ЛСМ LOPÍO 0.36T CMrtaun L.S./FV W iOIOCS1010655 L*Scm
TR: 80,0 ТЕ: 8.2 Tl: 0.0 FA: 70
11:51:3® AD: 02?" NBC: 1
THK: lOOwrr/lO.Onnw vat- ют v
Km
Рисунок2. МРТ Т1-ВИ поясничного отдела позвоночника в сагиттальной плоскости пациентки 42 лет ^ — пре- и Б — постконтрастное изображения), выполненное при импульсной последовательности спиновое эхо (СЭ). С — МРТ 50-летней пациентки при использовании импульсной последовательности градиентное эхо: I вариант конверсии
костного мозга
0.2Т AIRIS-MATE 2011001614 04 TI SAG S& 4f\0 Im: 3/7 Sag- L01 (001) Si flfc 'kte^^fli HITACHI j Oímseflkí Tamafa > №£M14FSep620 Aoc 2011 Sep 16 f AÍC Tm 10 13 14 960
f > Г 2SÍKW
1 # V
А* iftf ** ъ1
T\
Рисунок 3. МРТ Т1-ВИ поясничного отдела позвоночника в сагиттальной плоскости разных пациентов со II вариантом
(периферическим) конверсии костного мозга
0.2Т AIRIS-MATE Е* «¡2102811 р4Т1 SAO So №5 -Jm:3/7
S&a Rl3»(G3fl
Am '<■
HITACHI Ganja ила ¿ Dec 07 F (>:tA39 I ACC
j 2012 Oct 26 '' I Tm 10 27 12JÍ0
224 if 1 JO
ETO TR 4000 ТЕ 25 0
QDiLExBodyiM) >1 6 0Й*Я Osp KTDCMVLm ОСМ/ИО
W.&713 L 3356
Ж * J
Si
L \ {
~ I,
OFOV 350* 35.0<m
Рисунок4. МРТ Т1-ВИ поясничного отдела позвоночника в сагиттальной плоскости и увеличенное изображение тел позвонков L2-L5 40-летней пациентки с III вариантом конверсии КМ
Рисунок 5. МРТ Т1-ВИ и STIR-изображение (подавление сигнала от жировой ткани) поясничного отдела позвоночника в сагиттальной плоскости 44-летнего пациента с IVвариантом конверсии КМ
Рисунок 6. Боковая спондилограмма, МРТ Т1-ВИ и STIR-изображение поясничного отдела позвоночника в сагиттальной
плоскости 45-летней пациентки с IV вариантом конверсии Примечание: на рентгенограмме в теле L2 определяется округлой формы участок кистоподобной перестройки структуры до 14 мм в диаметре, который визуализируется на МРТ в виде интенсивного сигнала круглой формы (Т1-ВИ), а на 2 изображениях с подавлением сигнала от жировой ткани данный участок имеет гипоинтенсивные
характеристики сигнала (стрелки).
Рисунок 7. МРТ Т1-ВИ поясничного отдела позвоночника в сагиттальной плоскости и увеличенное изображение
тел позвонков 13-14 75-летнего пациента с V вариантом конверсии и данные ДХА, подтверждающие наличие остеопении
Этот вариант визуализировался преимущественно у пациентов старших возрастных категорий. Эти изменения, как показали наши исследования, сопровождаются остеопорозом (остеопенией), что было доказано с помощью двухэнергетической абсорбционной денситометрии (ДХА) (рис. 7).
Частота различных вариантов конверсии костного мозга в зависимости от возраста представлена в табл. 1.
Как видно из табл. 1, I вариант конверсии максимально был представлен в возрастной категории 21—30 лет и отсутствовал у лиц старше 50 лет.
Частота II варианта увеличивалась с возрастом, отражая постепенное увеличение замещения красного костного мозга желтым по периферическому варианту, достигая максимальных его проявлений у лиц до 70 лет.
III вариант конверсии отражал замещение красного костного мозга желтым с максимальным его превалированием у лиц в возрасте 31—40 лет.
Частота IV варианта отмечена в возрастных категориях 31—70 лет с наибольшими проявлениями данного варианта у пациентов на пятом и шестом десятилетии и при отсутствии у молодых лиц (до 30 лет).
V вариант не выявлен на изображениях ПОП у пациентов до 50 лет, но был наиболее ярко представлен у пациентов после 60 лет, соответственно от 40 до 60 %.
В нескольких случаях (16,6 %) была отмечена комбинация нескольких вариантов — II и III или II и IV.
Таким образом, полученные нами данные согласуются с результатами изучения закономерностей конверсии ККМ в позвоночнике при работе на высокопольных томографах [6—8], а выделенный нами V вариант конвер-
Таблица 1. Варианты конверсии костного мозга поясничного отдела позвоночника в зависимости от возраста, %
Варианты конверсии КМ 21-30 (n = 10) 31-40 (n = 10) 41-50 (n = 10) 51-60 (n = 10) 61-70 (n = 10) > 70 (n = 10)
I вариант (центральный) 8 (13,3; 80*) 2 (3,3; 20*) 1 (1,7; 10*) Не выявлен Не выявлен Не выявлен
II вариант (периферический) 1 (1,7; 10*) 2 (3,3; 20*) 3 (5; 30*) 2 (3,3; 20*) 4 (6,7; 40*) 2 (3,3; 20*)
III вариант (диффузно-мелко- очаговый 1 (1,7; 10*) 4 (6,7; 40*) 2 (3,3; 20*) 2 (3,3; 20*) 1 (1,7; 10*) 1 (1,7; 10*)
IV вариант (диффузно-круп- ноочаговый) Не выявлен 2 (3,3; 20*) 4 (6,7; 40*) 4 (6,7; 40*) 1 (1,7; 10*) 1 (1,7; 10*)
V вариант (сосудистый) Не выявлен Не выявлен Не выявлен 2 (3,3; 20*) 4 (6,7; 40*) 6 (10; 60*)
Примечание: * — процент
сии отражает дальнейшее замещение ККМ желтым КМ и в какой-то степени может свидетельствовать о развитии остеопороза.
Выводы
1. МРТ-изображения нормального костного мозга в телах позвонков поясничного отдела позвоночника демонстрируют разнообразную его картину за счет очагового или диффузного распределения желтого и красного костного мозга.
2. В поясничном отделе позвоночника при использовании низкопольных МР-томографов констатирован фе-
в каждой возрастной группе.
номен прогрессирующей возрастной конверсии красного костного мозга в желтый.
3. Выявленные 5 вариантов конверсии костного мозга являются нормальным отображением состояния костного мозга в период его инволютивных изменений.
4. При анализе конверсионных изменений костного мозга в поясничном отделе позвоночника выявлены некоторые закономерности в виде отсутствия I варианта у пациентов после 50 лет и IV варианта у молодых лиц; а у лиц старше 60 лет превалирует V вариант конверсии.
Список литературы
1. Vogler J.B., Murphy W.A. Bone marrow imaging / Radiology. — 1988. — V. 168. — P. 679-693.
2. Vande Berg B.C., Malghem J., Lecouvet F.E. et al. Magnetic resonance imaging of the normal bone marrow // Skeletal. Radiol. — 1998. — V. 27. — P. 471-483.
3. Stabler A., Doma A.B., Baur A. et al. Reactive bone marrow changes in infectious spondylitis: quantitative assessment with MR imaging // Radiology. — 2000. — V. 217. — P. 863-868.
4. Bordalo-Rodrigues M., Galant C., Lonneux M. et al. Focal nodular hyperplasia of the hematopoietic marrow simulating vertebral metastasis on FDG positron emission tomography // AJR. — 2003. — V. 180. — P. 669-671.
5. Poulton T.B., Murphy W.D., Duerk J.L. et al. Bone marrow reconversion in adults who are smokers: MR imaging findings // AJR. — 1993. — V. 161. — P. 1217-1221.
6. Ricci C., Cova M., Kang Y.S., Yang A. et al. Normal age-related patterns of cellular and fatty bone marrow distribution in the axial skeleton: MR Imaging Study1 // Radiology. — 1990. — V. 177. — P. 83-87.
7. Poe L.B. Evaluating the varied appearances of normal and abnormal varrow. MRI Web Clinic — December 2010. www.protopracs.com
8. Shah L.M., Hanrahan C. MRI of spinal bone marrov: Part I, techniques and normal age-related appearances // AJR. — 2011. — V. 197. — P. 1298-1308.
Получено 16.10.13 ■
Мягков С.О.
ДЗ «Запор'1зькамедичнаакадем/'яп'клядиппомно! освти МОЗ Украни»
Магштно-резонансна томографiя в дiагностицi конверсм ккткового мозку поперекового вщдму хребта
Резюме. У робот! наведет дат про вжову конверсю кют-кового мозку поперекового вщдшу хребта на шдстав1 вивчен-ня магнггно-резонансних томограм, отриманих на низько-польних магттно-резонансних томографах, у 60 пащентш вжом вщ 21 року до 76 роыв. Серед пащенпв було видшено 6 в1кових груп: 21-30, 31-40, 41-50, 51-60, 61-70 i старше 70 роыв. У результата проведених дослщжень були виявлен основт закономiрноcтi розподшу жовтого кюткового мозку в хребцях у вигляда 5 варiантiв. При аналiзi конверсшних змш ысткового мозку в поперековому вщдт хребта виявлет деяк закономiрноcтi у вигля,щ вщсутносп I варiанту в пащенпв тс-ля 50 роыв i IV варiанту в молодих оаб, превалювання V варь анту конверси в ошб старше 60 роыв.
Kro40Bi слова: шстковий мозок, конверс1я, МРТ.
Myagkov S.A.
State Institution «Zaporizhya Medical Academy of Postgraduate Education of Ministry of Public Health of Ukraine», Zaporizhya, Ukraine
Magnetic Resonance Imaging in the Diagnosis of Bone Marrow Conversion of the Lumbar Spine
Summary. The paper presents data on age conversion of the bone marrow in the lumbar spine by examining magnetic resonance imaging in 60 patients aged from 21 years to 76 years, obtained by low-floor magnetic resonance imaging scanner. Among the patients we allocated 6 age groups: 21— 30, 31-40, 41-50, 51-60, 61-70 and over 70 years old. The studies identified the main patterns of distribution of yellow bone marrow in the vertebrae in the form of 5 variants. When analyzing the conversion changes of bone marrow in the lumbar spine we revealed some regularities in the form of a lack of I variant in patients after 50 years and IV variant in young people, and the prevalence of V variant of conversion in those over 60 years old.
Key words: bone marrow, conversion, MRI.
