Применение цифровой малодозной рентгенографии для диагностики постменопаузальной остеопении

Ю.О. Строчкова, В.Я. Лаптев — д.м.н., проф., Н.А. Горбунов — к.м.н.

Проведен анализ информативности метода цифровой малодозной рентгенографии для количественной оценки костной ткани с целью диагностики постменопаузального остеопороза. Определена плотность костной ткани в фалангах левой кисти и дистальном эпифизе левой лучевой кости у женщин в возрасте от 20 до 79 лет. Получены достоверные различия костной плотности в периферическом скелете у женщин различных возрастных групп, а также между костной плотностью ногтевых фаланг кисти и дистального эпифиза лучевой кости. Полученные значения и их различия в возрастных группах соответствует данным литературы и сравнимы с результатами измерений на двуэнергетическом рентгеновском абсорбциометре. Установлено, что цифровую малодозную рентгенографию можно применять для определения плотности костной ткани в периферическом скелете при скрининговых обследованиях женщин и для динамических наблюдений за пациентами.

Остеопороз (ОП) является самым распространенным и самым значимым метаболическим заболеванием скелета. Клиническое значение ОП заключается в возникновении переломов различных отделов скелета, в том числе бессимптомных безболевых переломов тел позвонков [4]. С учетом эпидемиологии ОП подсчитано, что врач любой специальности встречает в своей ежедневной практике не менее двух пациентов с ОП, при этом распознается из них не более 10%, имеющих клинические осложнения ОП — переломы [5].

Риск обусловленных остсопорозом переломов у 50-летних женщин составляет 75%. Даже при учете только традиционно ассоциируемых с ОП переломов (шейки бедра, позвоночника и дистальных отделов костей предплечья) этот риск составляет около 40%, а у 50-летних мужчин — около 13%. У женщин в возрасте 85 лет 95% переломов шейки бедра, 80% переломов запястья и 60% переломов других отделов скелета обусловлены наличием ОП. В возрастной группе 65-84 года эта величина составляет 90, 70 и 50% соответственно [5].

Заболеваемость ОП среди женщин в 4-7 раз больше, чем у мужчин. В 60 лет у женщин переломы лучевой кости наблюдают в 7 раз чаще по сравнению с мужчинами, переломы тел позвонков — в 8 раз, переломы шейки бедра — в 2-4 раза [4].

Смертность от различных осложнений при обусловленном остеопорозом переломе шейки бедра у лиц старше 60 лет составляет 15-20%. Для женщин этот показатель практически равен показателю смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и в шесть раз выше, чем при злокачественных новообразованиях молочной железы [9].

Стратегическое отношение к ОП заключается в определении субъектов «высокого риска», у которых возникновение обусловленных остеопорозом переломов может быть предотвращено своевременным превентивным лечением [5].

Установлено, что основной причиной повышения частоты возникновения переломов у лиц старше 45 лет являются метаболические изменения скелета, приводящие к возникновению ОП. Для женщин этой возрастной группы наиболее распространенной причиной метаболических нарушений, обусловливающей возникновение ОП, является изменение секреции эстрогенов в ире- и постменопаузе [6].

Влияние эстрогенов на обмен веществ в костной ткани подтверждается следующими обстоятельствами:
• 6-7-кратное преобладание женщин среди больных пресенильным ОП;
• быстрая и значительная потеря костной ткани у женщин с искусственной менопаузой;
• частое развитие ОП на фоне гипогонадизма;
• уменьшение постменопаузальной потери костной ткани и обусловленных остеопорозом переломов на фоне широкого применения эстрогенных препаратов.

Из-за снижения или отсутствия эстрогенов кость становится более чувствительной к паратгормону. Благодаря этому для поддержания гомеостаза кальция необходимо меньшее количество паратгормона, что ведет к уменьшению его продукции и, тем самым, к меньшей реабсорбции кальция в почечных канальцах. Повышенное ночное выделение кальция типично для постменопаузального ОП.

Ряд авторов предполагают влияние эстрогенов па кальцитонин в виде увеличения продукции кальцитонина или повышения чувствительности к нему.

Обсуждается уменьшенное связывание эстрогенов у женщин с постменопаузальным ОП, так как не найдено каких-либо различий в концентрации гормонов в крови у женщин в постменопаузе с ОП и без него, но обнаружилось уменьшенное связывание эстрадиола в клетках слизистой оболочки влагалища у больных ОП. Подчеркивается, что до сих пор в костях не обнаружено никаких рецепторов к эстрогенам.

В постменопаузе сохраняется некоторая продукция эстрогенов в яичниках с постоянной тенденцией к убыванию. Однако образование эстрогенов в этом периоде происходит главным образом посредством периферического конвертирования из андростендиола в жировой ткани коры надпочечников. У женщин с ожирением этот процесс более интенсивен. Этим, возможно, объясняется то, что женщины, страдающие ОП, часто худощавы, хрупкого телосложения. Индивидуальными различиями в образовании эстрогенов в коре над почечников можно объяснить также различную степень ОП у женщин в постменопаузе.

Ряд авторов, тем не менее, отрицает влияние менопаузы на возникновение ОП. Они обнаружили у женщин равномерное снижение плотности костной ткани с возрастом без повышения скорости ее потери в постменопаузальном периоде. К 60 годам жизни костная потеря достигает примерно 30%, причем ОП поражает преимущественно женщин из-за меньшей на 10-15% исходной массы костной ткани [4].

Установлено, что влияние эстрогенов на костную ткань обнаруживают в первую очередь в периферическом скелете (фаланги кистей, дистальные эпифизы трубчатый костей, пяточная кость) [5].

Выявленные факты об уровне заболеваемости и смертности, связанном с ОП, привели к повышению усилий, направленных на поиск новых методов лечения и профилактики обусловленных остеопорозом переломов, а также к быстрому развитию технологий для неинвазивного определения скелетного статуса.

В настоящее время для количественной оценки костной массы в периферическом и аксиальном скелете используют однофотонную и двухфотонную абсорбциометрию, одноэнергетическую и двуэнергетическую рентгеноабсорбциометрию, количественную компьютерную томографию, широкополосное ослабление ультразвука, количественный магнитный резонанс, микрокомпьютерную томографию с высоким разрешением [7]. В исследовательской стадии находятся метод конечного анализа элемента, комптоновское рассеивание и нейтронный анализ активации [6].

Наибольшее распространение для определения скелетного статуса получили двуэнергетические рентгеновские денситометры, которые используют для измерения минеральной плотности как костей осевого скелета (поясничные позвонки, проксимальный отдел бедренной кости), так и периферических участков. Принцип работы двуэнергетического рентгеновского денситометра заключается в раздельном измерении энергии рентгеновского излучения при прохождении его через тело пациента. Часть ослабления рентгеновского излучения связана с костной тканью, а часть с мягкими тканями. Для этого используют пучок рентгеновского излучения, спектр которого имеет два пиковых значения в различных энергетических диапазонах. Различие в ослаблении для двух энергий позволяет путем специального математического анализа оценить массу костного минерала и мягких тканей в исследуемой области [2]. Средняя суммарная радиационная доза двуэнергетической рентгеновской абсорбциометрии составляет 25,67 мЗв [8].

В настоящее время практически все население подвергается облучению средней дозой 1,2-1,5 мЗв/год (120-150 мбэр/год) за счет исследований с использованием рентгеновского излучения, что повышает естественный радиационный фон на 120-150%. По различным литературным источникам [1,3], вклад медицинского облучения населения в антропогенное увеличение популяционной дозы колеблется в пределах от 20 до 40%. Поэтому задача лучевой диагностики состоит в том, чтобы польза от проводимого исследования была несомненно выше неблагоприятного воздействия ионизирующего излучения. Применение методики цифровой рентгенографии позволяет уменьшить популяционную дозу без потери информативности медицинской визуализации [3].

Помимо снижения популяцией ной дозы преимуществом интерактивной цифровой рентгенографии является возможность количественной оценки плотности исследованного объекта путем измерения на полученном изображении.

Таблица 1. Факторы, влияющие на уровень эстрогенов (в процентах к числу обследованных)

Целью нашего исследования явилось определение возможности применения цифровой интерактивной рентгенографии для количественной оценки плотности костной ткани при использовании малодозного цифрового рентгеновского аппарата.

Нами обследовано 156 женщин в возрасте от 20 до 79 лет, средний возраст 47,8±10,3 лет. Из них в постменонаузе находились 57 женщин, что составило 36,5% от общего количества обследованных. Для максимального исключения влияния конституциональных особенностей для исследования выбирали женщин с телосложением, близким к нормостеническому. Все женщины были госпитализированы в различные отделения стационара, но не имели выявленных причин для возникновения вторичного ОП.

Причины возможного снижения костной плотности, определяемые ВОЗ как факторы риска развития ОП, распределились следующим образом:

- курение в анамнезе в течение не менее 5 лет — 0,6% обследованных;
- курение в течение последних 3 лет не менее 0,5 пачки сигарет в день — 7,1%;
- регулярный прием крепких спиртных напитков — 1,9%;
- хронические заболевания желудочно-кишечного тракта — 13,5%;
- заболевания печени и желчевыводящих путей — 12,7%;
- хронические заболевания почек — 7,1%;
- туберкулез (по данным анамнеза или наличие кальцинатов на цифрорентгенограмме органов грудной клетки) — 1,3%;
- заболевания внутренних половых органов — 3,0%;
- заболевания сердечно-сосудистой системы — 6,4%;
- операции в течение последних 1,5 лет — 5,1%;
- травмы костно-суставной системы в анамнезе — 1,9%;
- хронические заболевания в семейном анамнезе — 21,8%;
- наличие переломов в семейном анамнезе — 3,2%.

При этом максимальное среднее количество факторов риска в расчете на одного обследованного
определяли в возрастной группе 40-49 лет (0,91) и старше 60 лет (0,92).

В таблице 1 представлены факторы, имеющие положительное и отрицательное влияние или являющиеся следствием уровня эстрогенов у обследованных женщин.

Исследование проведено на цифровой рентгеновской установке. Измерение костной плотности (КП) выполняли на цифровой рентгенограмме левой кисти в ногтевых фалангах и дистальном эпифизе лучевой кости (ДЭЛК). В каждой измеряемой зоне выделяли область, захватывающую максимальное количество трабекулярной костной ткани. Затем с помощью специальной компьютерной программы вычисляли коэффициент костной плотности (ККП) для каждой зоны, прямо пропорциональный величине ослабления рентгеновского излучения при прохождении через ткани исследуемой области, выраженный в условных единицах плотности (УЕП). Для ногтевых фаланг кисти вычисляли среднее значение.

Для удобства сравнения результатов ККП выражен также в процентах по отношению к возрастной группе от 20 до 29 лет. То есть КП у женщин 20-29 лет принята за пиковую костную плотность.

Согласно рекомендациям ВОЗ в пределах нормы находятся значения минеральной плотности кости (МПК), отклоняющиеся менее чем на 10% от нормальной пиковой минеральной плотности в измеряемом участке, т.е. от типичного значения для того возраста, в котором МПК в данном участке скелета достигает максимума. Значения МПК менее 90%, но более 75% от пиковой минеральной плотности классифицируются ВОЗ как остеопения. Значения МПК менее 75% от пиковой классифицируются как ОП. Максимальная МПК в различных участках скелета достигается в возрасте от 25 до 35 лет [2].

Результаты нашего исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2.  Коэффициент костной плотности у женщин различных возрастных групп (УЕП, %)

ККП в ногтевых фалангах кисти существенно ниже (в среднем на 70,4±28,8 УЕП), чем в дистальном эпифизе лучевой кости (р<0,001), что объясняется меньшим массивом костной ткани, и, следовательно, меньшим ослаблением рентгеновского излучения при прохождении через исследуемую область.

Потеря КП от пиковой костной плотности составила в возрастной группе 60-69 лет 18,71% для фаланг кисти и 19,17% для ДЭЛК; в возрастной группе 70-79 лет — 24,27 и 25,69% соответственно.

Таким образом, у женщин 50-59 лет КП в периферическом скелете по сравнению с пиковой снизилась на 13,8%, а у женщин 60-69 лет — на 18,9%. Согласно рекомендациям ВОЗ, такая потеря костной массы находится в пределах возрастной нормы.

Средняя скорость снижения КП у женщин начиная с 30-летнего возраста, выраженная в процентах в год, представлена в таблице 3.

Таблица 3. Скорость снижения костной плотности с возрастом (УЕП в год, проценты в год).

Средняя скорость снижения КП в ногтевых фалангах кости составила 0,49±0,23% в год, в ДЭЛК - 0,52±0,23% в год.

По полученным нами данным высокая скорость потери костной массы, близкая к скорости потери КП в старшей возрастной группе, наблюдается у женщин 40-49 дет. Вероятной причиной этого является большое количество общих факторов риска у женщин этой группы (0,91 на одного обследованного), а также факторов, отрицательно влияющих на уровень эстрогенов, или являющихся следствием их нарушенной продукции (1,1 на одного обследованного).

По данным литературы, потеря костной массы в аксиальном скелете у женщин старше 60 лет по сравнению с пиковой достигает 30%, а скорость потери — около 1% в год. По результатам нашего исследования, средняя потеря КП в периферическом скелете у женщин 60 лет и старше по сравнению с пиковой составляет в среднем 21,96%, а средняя скорость потери - 0,42% в год. Меньшая величина и скорость потери костной массы в периферическом скелете, по нашим данным, чем в аксиальном скелете, по данным литературы, вероятно, объясняется меньшим содержанием трабекулярной костной ткани в фалангах и эпифизе лучевой кости, чем в телах поясничных позвонков.

Этой же причиной, то есть большим содержанием чувствительной к уровню эстрогенов трабскудярной ткани, вероятно, объясняется более высокая скорость потери костной массы в ДЭЛК, чем в фалангах, у женщин старше 70 лет.

Таким образом, в нашем исследовании получены достоверные различия КП у женщин различных возрастных групп, а также между КП ногтевых фаланг левой кисти и дистального эпифиза левой лучевой кости (р<0,001). Полученные значения и их различия в возрастных группах соответствуют данным литературы и сравнимы с результатами измерений на двуэнергетическом рентгеновском абсорбциометре.

Цифровая малодозная рентгенография может быть использована для определения плотности костной ткани в периферическом скелете при скрининговых обследованиях и динамических наблюдениях за пациентами.

С учетом данных литературы и рекомендаций ВОЗ скрининговые обследования следует проводить у женщин 45, 55 и 65 лет [2]. При этом первое измерение позволяет определить исходную костную плотность с учетом наличия факторов риска и конституциональных особенностей. Второе измерение (при наличии результатов первого) позволяет выявить женщин с быстрой потерей костной массы, которые являются основной группой риска возникновения обусловленных остеопорозом переломов и требуют профилактического лечения. Третье измерение позволяет выявить группу риска развития сенильного ОН, также требующую принятия профилактических мер.

Основные преимущества исследования костной плотности на цифровой малодозной рентгенографической установке:
- низкая лучевая нагрузка;
- простота выполнения и низкая стоимость исследования;
- высокая достоверность измерения.

Литература:

1. Блинов Н.Н., Зеликман М.И. Рентгенодиагностическая аппаратура после 2000 года: максимум информативности при минимуме дозовых нагрузок // Мед. радиология. - 1999. - № 1. - С. 6-8.
2. Рахманов А.С., Бакулин А.В. Костная денситометрия в диагностике остеопении // Мед. радиология. - 2000. - № 7. - С. 28-30.
3. Ставицкий Р.В., Лебедев Л.А., Селиверстов Л.А. и др. Оценка эффективной дозы облучения пациентов при рентгенологических исследованиях // Мед. радиология. -1998. - №6. С. 64-71.
4. Франке Ю., Рунге Г. Остеопороз: Перс англ. - М.: Медицина. - 1995. - 395с.
5. Geuscns P. Biochemical Indices and Bone Turnover //J.Bone Miner. Res. - 1998. - Vol. 11. - P. 11-28.
6. Grampp S. el all. Radiological diagnosis of osteoporosis //J. European Radiolog. - 1997. - Vol. 7. - № 2. - P. 11-19.
7. Guglielnii G. et all. Quantitative computed tomography at the axial and peripheral skeleton //J. European Radiolog. - 1997. - Vol. 7 - № 2. - P. 32-42.
8. Njch C.F. et all. Radiation exposure in hone mineral density assesment // Appl. Radiat. Isot. - 1999. - 215 p.
9. Passaricllo R. et all. Bone densitometry in the clinical practice //J. European Radiolog. - 1997. - Vol. 7. - № 2. P. 2-10.

Application of digital low dose radiography for diagnosis of postmenopausal osteopenia
J.O. Strochkova, V.J. Laptev, N.A. Gorbounov
Analysis of the informative value of digital low dose radiography for quantitative bone tissue estimate in diagnosis of postmenopausal osteopenia was performed. Bone tissue density of left hand phalanxes and distal epiphysis of the left radius in 20-79 years old women was determined. Reliable distinctions in bone density of peripheral skeleton between women of different age groups and also between bone density of hand distal phalanxes and radius distal epiphysis were obtained. Received values and their differences in age groups correspond to literary data and comparative with the results of measurements on duo energy X-ray absorptiometer. It was established that digital low dose radiography may be used for determine of bone tissue density in peripheral skeleton for women screening examinations and for patient dynamic control.
 

Статья опубликована на сайте http://www.medolina.ru