Dra. Ma. Belén Zanchetta

Transcripción

1 Estudio de la Microarquitectura ósea. Nuevos métodos diagnósticos: XTREME CT Dra. Ma. Belén Zanchetta Cátedra de Osteología y Metabolismo Mineral Universidad del Salvador

2 Objetivos Microarquitectura ósea: hueso cortical y trabecular, cambios con la edad y el remodelado. Cómo podemos medir la microarquitectura ósea? Qué es y qué mide la tomografía computada periférica de alta resolución? Experiencia clínica

3 La densitometría (DXA) es el método de elección para estimar el riesgo de fracturas osteoporóticas, realizar el diagnóstico de osteoporosis y evaluar la eficacia del tratamiento

4 Limitaciones de la DXA Muchas fracturas ocurren en mujeres con masa ósea densitométrica normal. Las mejoras densitométricas explican solo una parte de la eficacia antifractura de la mayoría de los tratamientos osteoactivos. Parte de las limitaciones de la técnica pueden adjudicarse a la medición planar ( no volumétrica ) y a su imposibilidad de diferenciar entre el compartimento cortical y trabecular.

5 La Osteoporosis es una enfermedad esquelética sistémica caracterizada por baja masa ósea y deterioro de la microarquitectura con una consecuente disminución de la resistencia ósea.

6 MICROARQUITECTURA OSEA

7 Remodelado Concepto de calidad ósea Masa Ósea Distribución de la Masa Geometría Microarquitectura Resistencia a la Fractura Propiedades Materiales Mineralización Calidad de la Matriz Micro daño

8 Remodelado XTREME- CT Concepto de calidad ósea Masa Ósea Distribución de la Masa Geometría Arquitectura Resistencia a la Fractura Propiedades Materiales Mineralización Calidad de la Matriz Micro daño

9 Una vértebra sana puede soportar hasta 1000 kgs Una vertebra osteoporótica solo 120kgs Normal Osteoporosis Osteoporosis Severa Cortesia Dr. A. Boyde

10 La microarquitectura ósea es la distribución del volumen óseo en el espacio tridimensional

11 El Rol de la Estructura Trabecular 16 X 1 X Resistencia a la compresión de trabeculas conectadas y desconectadas Bell GH et al. Calcif Tissue Res 1: 75-86, 1967

12 Hueso cortical Hueso trabecular Reproducido de Seeman E Advances in Osteoporotic Fracture Management 2:2-8; 2002 y Currey JD J Biomechanics 12: ; 1979

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14 Imágenes de Radio y Tibia Ultra distal usando HR-pQCT

15 Proporción de la masa ósea total Cortical Hueso cortical 80% 20% Trabecular Remodelado 20% 80%

16 Proporción de la masa ósea total Cortical Hueso cortical 80% 20% Trabecular Remodelado 20% 80% Localización Mayor pérdida diáfisis de los huesos largos Predomina después de los 65 años región intertrocantérica del fémur (50%), vertebras (90%) muñeca (25%) Predomina en los primeros 10 a 15 años de la menopausia

17 80% de la masa ósea total 20% del remodelado 20% de la masa ósea total 80% del remodelado

18 El exceso de remodelado produce adelgazamiento y perforación de las trabéculas

19 Remodelado & Hueso trabecular PLATE LIKE viga rectangular ROD LIKE varilla cilíndrica

20 Remodelado & Hueso Cortical Remodelado Normal Exceso de remodelado

21 POROSIDAD (%) La edad aumenta la porosidad cortical 30 Mujeres Edad Bousson V, et al. J Bone Miner Res 2001; 16:

22 Porosidad Cortical VEHICLE OVX 50 mg/kg DMAb Kostenuik P et al. Bone. 2011; doi: /j.bone

23 Porosidad cortical estimada por HR-pQCT

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25 Mean bone loss (mg hydroxyapatite) Luego de la menopausia las mujeres pierden primariamente hueso trabecular, mientras que mas adelante predomina la pérdida de hueso cortical * Distal radius: Cortical loss % 22% * Trabecular loss years years 80 years * p <

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27 29-year-old woman. 67-year-old woman. 90-year-old woman.

28 Cumulative bone loss at distal radius (mg hydroxyapatite) 70% de la pérdida ósea en el esqueleto periférico se debe al hueso cortical years years >80 years Cortical bone loss Trabecular bone loss * 57.5 Remodelling of cortical and trabecular bone 34.3 * 72.1 * p < Zebaze RM et al. Lancet 2010:9727:

29 Relevancia del hueso Cortical 80% del hueso es cortical 80% de las fracturas en mujeres mayores de 65 años son no vertebrales 70% de la pérdida ósea en el esqueleto periférico se debe al hueso cortical Zebaze R. Intracortical remodelling and porosity in the distal radius and post-mortem femurs of women: a cross-sectional study. Lancet 2010;375:

30 Edad y Hueso Cortical Age Umbral de estabilidad Corteza demasiado fina para el diámetro

31 Cómo se puede medir la microarquitectura ósea? Invasivo: Biopsias de cresta ilíaca MicroTC de biopsias.. Resolución 8µm Gold standard, volumétrico, en 3 dimensiones. No invasivo: Tomografía (QCT o HRpQCT) RMN

32 Análisis de elementos finitos (F.E.A., FINITE ELEMENT ANALYSIS) Se asignan propiedades materiales a cada elemento y se aplican fuerzas externas al modelo completo como un todo. 32

33 Rendimiento bajo estrés compresivo (MPa) F.E.A. y análisis de fortaleza vertebral 6 5 S YLD =61.4 QCT 1.56 r 2 =0.78; n= Fuente: Kopperdahl and Keaveny. JOR Densidad QCT (g/cm 3 )

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35 Adquisición y Parámetros En cada adquisición, el sistema realiza 110 cortes paralelos con una resolución de 82 µm, permitiendo una representación 3D de aproximadamente 9 mm en dirección axial. La dosis efectiva es menor a 3 µsv, con un tiempo de adquisición de 3 minutos.

36 Densidad VOLUMÉTRICA Sectores cortical y trabecular por separado Parámetros de microarquitectura Porosidad intracortical Rigidez

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38 Parámetros densitométricos Densidad Volumétrica Total (D100) Densidad Volumétrica Total Densidad cortical (D comp) Densidad trabecular (D trab) D cortical D trabecular

39 Parámetros Estructurales Volumen óseo sobre volumen total (BV/TV) Número, espaciamiento y espesor trabecular Heterogeneidad del tramado trabecular Espesor de la corteza cortical

40 Índices Estructurales Obtención de BV/TV Volumen óseo Si BV/TV 1200 mgha/cm3 100% D trab obtenida x Tb.N Tb. Th Tb.Sp Tb.Sp.SD PARÁMETROS OBTENIDOS ESTRUCTURALES Por ej Dtrab: 63,5 mgha/cm3 63,5. 100/ 1200 : 5,29 % Tb Th: BV/TV/ Tb N Tb Sp: 1-BV/TV/Tb N Espesor Cortical Tb N MEDIDA DIRECTA Tb. Sp SD desvio standard de la separación trabecular Reprod. de Jiang et al. J Bone Miner Res 18: , 2003

41 Reproducibilidad (Obtenida de 3 mediciones en 30 mujeres con dxa normal y de 2 mediciones distintas en 26 mujeres postmenopáusicas con OP) Radio sanas Radio OP Tibia sanas Tibia OP BMD total 0.8 1,23% 0,4% 0.83% BMD cortical BMD trabecular 0.4 % 0.57% 0.2% 0.29% 0.8% 1.65% 0,6% 1.51%

42 Reproducibilidad (Obtenida de 3 mediciones en 30 mujeres con DXA normal y de 2 mediciones distintas en 26 mujeres postmenopáusicas con OP) Radio sanas Radio OP Tibia sanas Tibia OP Tb.N 3.56% 4% 3.39% 3.2% Tb.Th 3.31% 3.6% 2.98% 3.2% Tb.Sp 3.56% 4 % 3.36% 3.3% Tb.Sp.SD 4.43% 4.4% 4.59% 3.2% Ct.Th 2.66% 1.1% 0.82% 0.6% BV/TV 1.65% 0.7% 1.51% 0.5%

43 Limitaciones Mediciones periféricas: Representan al esqueleto central? Alto costo Entrenamiento en el análisis Poca disponibilidad Falta de estándares de normalidad

44 Bone Density, Geometry, Microstructure and Stiffness: Relationships Between Peripheral and Central Skeletal Sites Assessed by DXA, HRpQCT, and cqct in Premenopausal Women X. Sherry Liu, E. Shane,Columbia University y San Francisco, Limitaciones UCLA. JBMR 2010.

45 Bone Density, Geometry, Microstructure and Stiffness:Relationships Between Peripheral and Central Skeletal Sites Assessed bydxa,hrpqct, and cqct in Premenopausal Women

46 Bone Density, Geometry, Microstructure and Stiffness: Relationships Between Peripheral and Central Skeletal Sites Assessed by DXA,HRpQCT, and cqct in Premenopausal Women X. Sherry Liu, E. Shane,Columbia University y San Francisco, Limitaciones UCLA. JBMR Los resultados sugieren que la densidad volumétrica, las variables de microarquitectura y las propiedades mecánicas medidas por HR-pQCT en el radio y en la tibia reflejan la competencia mecánica del esqueleto central