Уважаемые коллеги! Вашему вниманию предоставляется статья д.м.н, ведущего научного сотрудника ГУ Института Ревматологии РАМН Александра Викторовича Смирнова по рентгенодиагностике остеопороза.

Рентгенологическая диагностика остеопороза при ревматических заболеваниях - А.В. Смирнов

Остеопороз представляет собой особую разновидность перестройки костной структуры, сопровождающейся ее разрежением, уменьшением количества костной ткани в единице объема кости и, следовательно, увеличением костномозговых пространств.
Общепринятой классификацией остеопороза в настоящее время является подразделение его на первичную и вторичную формы. Первичный остеопороз – самостоятельное заболевание, которое развивается в любом возрасте, однако наиболее часто он встречается у женщин старше 50 лет в постменопаузальном периоде. Вторичный остеопороз в большинстве случаев является симптомом других заболеваний или следствием проводимого лечения.

Ревматические болезни относятся к той группе заболеваний, течение которых часто осложняется развитием вторичного остеопороза скелета. В настоящее время проблема остеопороза рассматривается как одна из актуальных в современной ревматологии. Воспалительные аутоиммунные заболевания часто сопровождаются нарушением метаболизма костной ткани, что приводит к развитию околосуставного и распространенного остеопороза. Околосуставной остеопороз относится к рентгенологическим симптомам, отражающим локальные патологические изменения в определенном суставе. Обострение воспалительного процесса в суставе приводит к увеличению околосуставного остеопороза и повышению рентгенологической прозрачности костной ткани. Снижение воспалительной активности или период суставной ремиссии вызывает обратный эффект. Различные костные структуры уплотняются, при этом можно видеть нормализацию минеральной плотности костной ткани (МПКТ) на рентгенограммах. Если сустав был значительно изменен и деформирован, в этом случае восстановления нормальной структуры костей не происходит, а развивается субхондральный остеосклероз костной ткани. Более редко, чем околосуставной остеопороз, при ревматических заболеваниях может развиваться генерализованный (распространенный) остеопороз. При распространенном остеопорозе нарушение обмена кальция происходит системно во всех костях скелета и не имеет непосредственного отношения к суставам. Помимо основного рентгенологического симптома остеопороза – повышения рентгенопрозрачности костей, определяющегося в основном в губчатой (трабекулярной) костной ткани, – при распространенном остеопорозе можно видеть истончение кортикальной костной ткани в диафизах коротких и длинных трубчатых костей.

Рис. 1. Серия рентгенограмм 2-й пястной кости с прямым увеличением изображения. Слева – нормальная толщина кортикальной кости (пястный индекс – ПИ – 0,73); в центре – истончение кортикальной кости, костномозговой канал расширен, (ПИ = 0,40); справа – резкое истончение кортикальной кости, костномозговой канал резко расширен (ПИ = 0,20).

Рис. 2. Прицельные рентгенограммы проксимального отдела бедренной кости. Слева – трабекулярная структура костной ткани в шейке не изменена; справа – повышена рентгенопрозрачность костной ткани, обеднение трабекулярного рисунка в шейке, прослеживаются только пучки трабекул, расположенные по силовым линиям проксимального отдела бедренной кости.

Рис. 3. Рентгенограммы грудного отдела позвоночника в боковой проекции. Слева – вертикальная исчерченность тел позвонков, форма тел не изменена; справа – подчеркнутость контуров (“рамочная структура”) тел позвонков без деформационных изменений.

Рис. 4. Рентгенограммы поясничного отдела позвоночника в боковой проекции. Слева – подчеркнутость тел позвонков, остеопоротическая деформация тела LIV позвонка по типу “рыбьего”; справа – передняя клиновидная деформация тела L I, вторичный остеохондроз и спондилез ThXII–LI.

Рис. 5. Рентгенограммы грудного отдела позвоночника в боковой проекции. Слева – множественные передние клиновидные деформации тел позвонков, симптом “клавиш”, усиление кифоза; справа - множественные компрессионные переломы тел позвонков, кифотическое искривление позвоночника, формирование “круглой” спины.

Рентгенологический метод оценки снижения МПКТ не утратил своего значения до настоящего времени. Связано это с тем, что рентгенография костей остается единственным методом исследования, позволяющим оценивать анатомические особенности костей и структуру костной ткани. Одним из недостатков рентгенографии в диагностике остеопороза является низкая чувствительность по отношению к уровню минерализации костной ткани. На рентгенограммах скелета первые симптомы снижения МПКТ появляются тогда, когда потеря кальция костями достигает значительных величин – 20–40%. Напротив, рентгеновские денситометры относятся к очень чувствительным приборам, которые потерю костной массы улавливают на самом раннем этапе развития остеопороза. В то же время метод рентгеновской денситометрии, относящийся к количественным, с помощью которых можно точно измерять количество гидроксиапатита кальция в костях, не позволяет оценить структуру, а также истинную форму и размеры костей. Учитывая эти данные можно говорить, что эти 2 лучевых метода диагностики, стандартной рентгенографии и рентгеновской денситометрии, являются взаимодополняющими. Использование их в сочетании дает значительно больше объективной информации по оценке остеопороза и его осложнений и позволяет выяснить причину снижения МПКТ и провести при необходимости дифференциальный диагноз между различными патологическими процессами в костях.

Рентгенологические признаки перестройки губчатой и кортикальной костной ткани при остеопорозе

Основным рентгенологическим симптомом разрежения костной структуры является повышение рентгенологической прозрачности костной ткани, но этот рентгенологический симптом неспецифичен и очень жестко зависим от технических условий рентгенографии кости, условий проявления и качества рентгеновской пленки, выбора правильной проекции при рентгенографии определенной кости.
При первичном и вторичном остеопорозе при ревматических заболеваниях в первую очередь нарушается динамическое равновесие обмена кальция в костях с преобладанием резорбции костной ткани над костеобразованием, приводящей к отрицательному костному балансу. В этом случае изменяется только количественное содержание кальция на единицу объема кости, без качественного нарушения структуры костной ткани, при этом размеры кости остаются без изменений.

В кортикальной костной ткани коротких и длинных трубчатых костей остеопороз проявляется уменьшением толщины кортикальной кости и расширением костномозговых пространств. Для первичного постменопаузального остеопороза и вторичного остеопороза при ревматических заболеваниях характерна эндостальная и субэндостальная резорбция, когда замещение костной ткани идет за счет заполнения резорбционных лакун жировой тканью костного мозга, а не первичной грубоволокнистой соединительной тканью и остеоидом, в связи с резким угнетением функции остеобластов. Встречается и интракортикальная резорбция. На рентгенограммах эти изменения характеризуются появлением линейных теней просветлений в центральных отделах и субэндостальных отделах кортикальной кости. При этом не должна выявляться периостальная и субпериостальная костная резорбция, характерная для вторичного остеопороза (остеодистрофии), которая встречается при некоторых эндокринных заболеваниях и хронической почечной недостаточности, а также для остеомаляции, связанной с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, и при нарушениях обмена витамина D. Спонгиозирование кортикального слоя кости и изменение характерной внутренней архитектоники кости являются типичными проявлениями остеопороза кортикальной кости.
На измерении толщины кортикальной кости в области диафизов 2-й пястной и бедренной костей основывается количественный метод определения кортикального индекса, что является объективным показателем распространенности остеопороза. Определение кортикального индекса осуществляется следующим образом: в центральном отделе 2-й пястной кости или на 10 см ниже основания малого вертела бедренной кости измеряется общий диаметр диафиза кости и ширина костномозгового канала. Разница между этими 2 показателями соответствует суммарной толщине кортикальной кости. Кортикальный индекс равен отношению суммарной толщины кортикальной кости к общему диаметру диафизов костей. За норму принимается пястный индекс, равный 0,43 (43%) и более, и бедренный индекс – 0,54 (54%) и более. Если кортикальный индекс меньше этих величин, в этом случае можно говорить об истончении кортикальной кости (рис. 1).

В нашей практике оценка пястного индекса была проведена больным с ревматоидным артритом (РА) и системной красной волчанкой (СКВ) в различных возрастных группах. Для более точного измерения суммарной толщины кортикальной кости был использован метод рентгенографии костей с прямым увеличением изображения. При сравнительной оценке пястного индекса с результатами денситометрического исследования МПКТ в поясничном отделе позвоночника, в проксимальном отделе бедренной кости и в костях предплечья у больных РА отмечена заметная достоверная корреляция между этими показателями. Наиболее тесной была взаимосвязь пястного индекса с МПКТ в дистальных отделах костей предплечья (r=0,69) и в шейке бедренной кости (r=0,60) у больных РА в постменопаузальном периоде. В поясничном отделе позвоночника связь с пястным индексом была менее тесной (r=0,47). У больных СКВ и РА, у которых оценка пястного индекса была проведена в основном у женщин с сохраненным менструальным циклом, связь с МПКТ в костях предплечья была слабой и недостоверной (r=0,35). Во всех остальных отделах скелета корреляционная зависимость не определялась (r<0,3).

Индекс Сингха относится к полуколичественным методам оценки снижения МПКТ и основывается на оценке трабекулярного рисунка проксимального отдела бедренной кости (истончение, прерывание контуров или полное рассасывание трабекул, уменьшение количества трабекул на единицу площади кости). Классификация по Сингху подразделяет изменения в проксимальном отделе бедренной кости на 6 степеней (6, 5, 4-я степень относится к норме; изменения 3, 2 и 1-й степени являются признаками остеопороза). Остеопороз проксимального отдела бедра 3-й степени по данным рентгенографии тазобедренного сустава характеризуется резким отсутствием трабекул в центральной части проксимального отдела бедренной кости, истончением и уменьшением количества трабекул в основании большого вертела, верхнего отдела шейки бедренной кости и нижней части бедренной головки. При 1-й степени остеопороза на рентгенограмме видны отдельные трабекулы в основании бедренной головки (рис. 2).

Стандартная рентгенография и рентгеноморфометрия позвоночника в диагностике остеопороза

Позвоночник является одним из обязательных отделов скелета, где проводится оценка МПКТ на основе рентгенологического исследования. Известно, что тела позвонков в основном состоят из губчатой костной ткани и именно она первой подвергается деминерализации, что связано с более активными процессами ремоделирования костной структуры при сравнении с кортикальной костью. Разрежение трабекулярной костной структуры выявляется (развивается) в том случае, когда появляется истончение и/или уменьшение количества костных трабекул на единицу площади кости. Первыми рассасыванию подвергаются наименее нагруженные трабекулы. В телах позвонков это горизонтально расположенные трабекулы, за счет чего на определенном этапе развития остеопороза появляется типичный рентгенологический симптом – "вертикальная исчерченность" тел позвонков (рис. 3). Дальнейшее рассасывание трабекул, в том числе и вертикально расположенных, а также кортикальной кости, покрывающей тела позвонков, приводит к появлению другого рентгенологического симптома – "рамочной структуры" тела позвонка (рис. 4). На рентгенограммах позвонков этот симптом характеризуется истончением кортикального слоя и резкой подчеркнутостью контуров тел позвонков при отсутствии губчатой структуры внутри тела позвонка. Тела позвонков определяются на рентгенограммах в виде "рамки". На этой стадии развития остеопороза начинают определяться наиболее достоверные, но поздние признаки остеопороза позвоночника в виде патологических деформаций и/или переломов тел позвонков, частота которых возрастает со снижением костной массы. Деформационные изменения наиболее точно и объективно могут быть выявлены и оценены при рентгеноморфометрическом исследовании на боковых рентгенограммах грудного (ThIV–ThXII) и поясничного (LI–LIV) отделов позвоночника, выполненных с соблюдением ряда требований:

• обязательным выпрямлением сколиотического искривления позвоночника специальными поролоновыми валиками так, чтобы линия, проведенная по остистым отросткам тел позвонков, шла параллельно столу;
• с использованием при рентгенографии грудного отдела позвоночника специального режима дыхания; снимок поясничного отдела делается при задержке дыхания;
• желательно использование рентгеновских кассет со специальными выравнивающими экранами для рентгенографии позвоночника.

Морфометрический анализ деформаций тел позвонков состоит из измерения высоты (H в мм) всех тел позвонков в переднем (Hп), среднем (Hс) и заднем (Hз) отделах и последующего вычисления индексов тел позвонков:

• переднезаднего индекса (Hп/Hз) – как отношение передней высоты тела позвонка к его задней высоте;
• среднезаднего индекса (Hс/Hз) – как отношение средней высоты тела позвонка к его задней высоте;
• заднезаднего индекса (Hз/Hз1 или Hз/Hз2) – как отношение задней высоты тела исследуемого позвонка к задним высотам вышележащего и нижележащего тел позвонков.

Для диагностики деформаций тел позвонков используются несколько методов оценки индексов тел позвонков: метод Истелла (R.Eastell, 1991), метод Макклоски (McClosky, 1991) и метод Генанта (H.Genant, 1993). Метод Истелла и Макклоски основан на сравнении полученных у пациентов индексов тел позвонков со справочными уровнями (средних величин и стандартных отклонений, представленных в виде таблиц) индексов тел позвонков у здоровых людей. При отсутствии нормативных баз данных и средних норм используют полуколичественный метод оценки деформаций тел позвонков по Генанту. Все методы исследования основываются на измерениях высот тел позвонков и вычислениях позвоночных индексов.

По классификации степени деформации тел позвонков по Генанту выделяются нормальный недеформированный позвонок или сомнительный позвонок (степень 0 – индекс тела позвонка 0,8 и более). Слабая деформация тела позвонка (степень 1) определяется в том случае, если снижение высоты переднего, среднего и/или заднего отдела позвонка составляет 21–24% (индекс тела позвонка равен 0,76–0,79) и площадь поверхности тела позвонка уменьшается на 10–20% (см. рис. 4). Деформация тела позвонка определяется как умеренная (степень 2 – индексы тела позвонка находятся в пределах от 0,61 до 0,75), при этом уменьшение высоты любого отдела составляет 25–39%, а площадь тела позвонка уменьшается на 20–40%. Тяжелая (степень 3) деформации позвонка соответствует снижению высоты и площади поверхности тела позвонка более чем на 40% – индекс тела позвонка равен 0,6 и менее (рис. 5).
Для остеопороза позвоночника свойственны характерные деформации, сопровождающиеся определенным и закономерным снижением высот тел позвонков:

• передняя клиновидная деформация – наибольшее уменьшение передней высоты, в меньшей степени средней высоты и неизмененной задней высоте тела позвонка (характерна для грудного отдела позвоночника);
• задняя клиновидная деформация – наибольшее снижение задней высоты, в меньшей степени выраженности средней высоты и небольшое или отсутствие снижения передней высоты тела позвонка (встречается реже, чем передняя клиновидная деформация, характерна также для грудного отдела позвоночника);
• односторонняя вогнутая деформация тела позвонка (пролапс верхней или нижней опорной площадки внутрь тела позвонка) – уменьшена средняя высота и небольшое снижение или отсутствие снижения передней и задней высоты исследуемого тела позвонка (характерна для грудного и поясничного отделов позвоночника, может сочетаться с клиновидными деформациями тел позвонков);
• двояковогнутая деформация или деформация тела позвонка по типу "рыбьего" – значительно уменьшена средняя высота и небольшое снижение или отсутствие снижения передней и задней высоты исследуемого тела позвонка (чаще встречается в поясничном отделе позвоночника);
• компрессионная деформация – равномерное или неравномерное снижение всех высот тела позвонка (чаще обнаруживается в грудном отделе позвоночника);
• деформация переднего края тела позвонка – изолированное снижение передней высоты при нормальных значениях средней и задней высоты для остеопороза позвоночника не характерна, а более свойственна для остеохондроза грудного и поясничного отделов позвоночника.

Диагноз перелома позвоночника не вызывает затруднений при выраженных клиновидных, вдавленных или компрессионных изменениях. Проблема возникает там, где существующие изменения находятся на границе нормы и патологии, так как переломы тел позвонков при остеопорозе редко развиваются остро, как при травме. Для остеопороза более характерны медленно прогрессирующие деформации тел позвонков на протяжении длительного периода времени. Поэтому диагноз остеопоротического перелома тела позвонка в отдельных случаях может быть затруднительным. Оценка формы тела позвонка при диагностике перелома может быть связана с субъективной ошибкой исследователя. Серьезное значение при этом надо придавать опыту чтения рентгенограмм с различными поражениями позвоночника, качеству полученных рентгенограмм и вторичных заболеваний позвоночника. Для оценки изменений тел позвонков при остеопорозе предпочтительно использовать термин "деформация" тела позвонка. В то же время, если при рентгенологическом исследовании позвоночника выявляются типичные для перелома тел позвонков симптомы и соответствующая клиническая картина перелома, можно пользоваться термином "остеопоротический перелом" тела позвонка. При остеопорозе, как правило, рентгенологические признаки перелома могут соседствовать с аналогичного характера, но менее выраженными деформациями тел позвонков. Измененные позвонки часто чередуются с малоизмененными или неизмененными позвонками (симптом "клавиш") или располагаются среди тел позвонков с близкими по значению линейными размерами их передних краев (симптом "выравнивания"). Для остеопоротических переломов не характерно значительное снижение всех высот тел позвонков ("плоский позвонок").

Все случаи выявленных остеопоротических переломов или деформаций требуют определенной дифференциальной диагностики, поскольку не только первичный и вторичный остеопороз, но и другие заболевания могут сопровождаться сходными деформационными изменениями тел позвонков. Наибольшее значение среди них имеют последствия старой травмы позвоночника, деформирующий спондилез, остеохондроз, болезнь Шейерманна–Мау, спондилиты различного генеза, первичные и вторичные доброкачественные или злокачественные опухолевые поражения тел позвонков, врожденные дисплазии скелета, остеомаляция и некоторые другие заболевания позвоночника.
Остеопоротические деформации могут быть обнаружены на фоне выраженных вторичных дистрофических изменений позвоночника в виде остеохондроза и спондилеза, хотя для остеопороза не характерны выраженные репаративные процессы из-за резко сниженной функции остеобластов. При остеопорозе никогда не наблюдается деструктивных изменений или выраженных сужений межпозвонковых дисков. При однократном обследовании позвоночника, в отдельных случаях, нельзя в точности дать оценку той или иной деформации. Лучшим способом в этом случае является проведение повторного, контрольного исследования, при котором бы наблюдалось дальнейшее прогрессирование деформаций. При подозрении на опухолевое поражение позвоночника необходимо дополнительное обследование пациента с обязательным проведением компьютерной томографии и сканирования скелета. Рентгенологические симптомы остеопороза могут выявляться на фоне других заболеваний позвоночника, при этом симптомы основного заболевания и остеопороза сочетаются, что необходимо учитывать при чтении рентгенограмм.

Схема лучевой диагностики первичного и вторичного остеопороза должна включать на первом этапе скрининговое денситометрическое обследование лиц, относящихся к группе риска, в первую очередь это относится к женщинам в постменопаузальном периоде. При этом достаточно использования ультразвуковой или рентгеновской (для периферических отделов скелета) денситометрии. У выделенной из этой группы пациентов со значительным снижением МПКТ (ниже -2,0 стандартных отклонений от пиковой костной массы) целесообразно использовать стандартное денситометрическое исследование поясничного отдела позвоночника в прямой проекции и проксимального отдела бедренной кости. По показаниям можно добавить денситометрию поясничного отдела позвоночника в прямой и боковой проекциях или использовать программу "все тело" для более точной оценки МПКТ скелета. Как завершающую часть диагностики используют рентгеновскую морфометрию позвоночника. При мониторинге с целью контроля динамики изменений в костях и оценки результатов лечения необходимы прежде всего повторные денситометрические исследования, а рентгенография позвоночника показана при подозрении на осложнения остеопороза или в случаях необходимости уточнения диагноза. При отсутствии денситометров для объективной оценки остеопороза можно использовать количественные и полуколичественные рентгенологические методы диагностики, описанные в данной статье. Но, учитывая, что первые рентгенологические симптомы появляются при значительной потере костной массы, предпочтение, особенно на ранних этапах развития остеопороза, должно быть отдано двухэнергетической рентгеновской денситометрии поясничного отдела позвоночника и проксимального отдела бедренной кости как наиболее современному, неинвазивному, достоверному методу исследования МПКТ.