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Knochenerkrankungen<br />
Matthias Bollow<br />
<strong>Institut</strong> <strong>für</strong> f r <strong>Radiologie</strong><br />
Augusta-Kranken<br />
Augusta Kranken-Anstalt Anstalt Bochum<br />
www.radiologie-ruhrgebiet.de<br />
www.radiologie ruhrgebiet.de<br />
Krankheitsmuster am knöchernen kn chernen Schädel Sch del
Skelettentwicklung
direkte desmale Ossifikation (Os parietale)<br />
parietale
indirekte chondrale Ossifikation (Röhrenknochen)<br />
(R hrenknochen)
8 w 13 w 16 m 25 m<br />
11 m 16 w<br />
chondrale<br />
Ossifikation<br />
Röhren hren-<br />
knochen
Skeletterkrankungen<br />
• Osteoporose<br />
(Prof. Thomas Link: University of California at San Francisco)<br />
• Vitamin-D-Mangel-Osteopathien<br />
• Parathormonabhängige<br />
Osteopathien
Osteoporose<br />
normale Knochendichte<br />
Definition nach der National <strong>Institut</strong>es of Health<br />
(NIH)-Konsensuskonferenz 2000<br />
„erhöhtes Frakturrisiko, bedingt durch reduzierte<br />
Knochenmasse und verminderte Knochenqualität“<br />
Fisch-<br />
Keil-<br />
Platt-<br />
oστέον „Knochen“ πώρος<br />
„Tuffstein“<br />
COPD vor Cortison unter Cortison (1 Jahr)<br />
5 %
postmenopausale Osteoporose (80%)<br />
- WK-Frakturen häufig asymptomatisch<br />
- Inzidenz von WK-Frakturen 15-30% bei<br />
postmenopausalen Frauen<br />
- 20% der Frauen erleiden in den nächsten<br />
12 Monaten eine erneute Wirbelkörperfraktur*<br />
*Genant et al. J Bone Miner Res 1993; 8: 1137-1148
Vertebroplastie BWK 7 (instabile Fx): Fx):<br />
transartikulärer<br />
transartikul rer Zugang
20-25%<br />
25-40%<br />
>40%<br />
Spinal Fracture<br />
Index<br />
Genant et al. J Bone Miner Res 1993; 8: 1137-1148<br />
Grad 1<br />
Grad 2<br />
Grad 3
Differentialdiagnose<br />
postraumatische<br />
Deformierung /<br />
osteoporotische<br />
Sinterung<br />
Kennzeichen:<br />
- Größerer Durchmesser<br />
des WK im Vergleich<br />
zu angrenzenden WK<br />
- Reparationsosteophyten<br />
Link et al. Eur Radiol 2005; 15: 1521-1532
Differentialdiagnose<br />
osteoporotische /<br />
maligne Fraktur<br />
Differenzierung:<br />
Morphologische Kriterien<br />
- Einsenkung dorsale<br />
Wirbelkörperabschnitte<br />
- Destruktion Pedikel, Kortikalis<br />
- Regionärer Weichteilanteil
Differentialdiagnose<br />
Benigne<br />
• posteriore Fragmente können<br />
sich in den Spinalkanal vorwölben<br />
• erhaltenes T1-gew. Signal<br />
Maligne<br />
• konvexe posteriore Kortex<br />
und epidurale RF<br />
• niedrige T1-gew. SI fokal oder diffus<br />
• Pedikel niedrige T1-gew. SI
Osteoporotische Frakturen<br />
T1-gew fs T2-gew
T1-gew fs-T2-gew<br />
Benigne Frakturen<br />
Klinik: Mammakarzinom<br />
T1-gew +Gd
Maligne Frakturen<br />
T1-gew fs-T2-gew<br />
Plasmozytom
Plasmozytom BWK 6
Quantitative Meßverfahren<br />
Me verfahren<br />
• Osteodensitometrie<br />
zentral - QCT (quantitative CT)<br />
peripher - pQCT<br />
- DXA (Dual-Energy-X-Ray-Absorptiometry)<br />
- periphere DXA<br />
• Quantitativer Ultraschall
WHO<br />
BMD<br />
1994<br />
DXA<br />
DXA<br />
Strahlenquelle<br />
Detektor<br />
Dual-Energy-X-Ray-Absorptiometry
• niedrige kV (30-50 keV)<br />
Röntgenabsorption<br />
• hohe kV (>70 keV)<br />
Röntgenabsorption<br />
DXA - Technik<br />
DXA<br />
automatische<br />
Kantenerkennung<br />
L1 - L4<br />
Abweichung vom Mittelwert eines<br />
Weichteilkomponente<br />
wird automatisch subtrahiert<br />
gesunden Normalkollektives von<br />
30-35 Jahren (Peak bone mass)<br />
Berechnung<br />
der Flächendichte<br />
I o<br />
Abweichung vom Mittelwert eines<br />
altersentsprechenden Kollektives<br />
I
ROIs<br />
Schenkelhals<br />
Intertrochanterregion<br />
T-Score Z-Score<br />
BMD<br />
Absolutwert<br />
Trochanter- in g/cm<br />
region<br />
2<br />
Ward<br />
Triangel
DXA<br />
LWS ap und proximales Femur<br />
• Sehr niedrige<br />
Expositions-Dosis 1-5 μSv<br />
• Niedriger Präzisionsfehler (Reproduzierbarkeit)<br />
1% (LWS)<br />
1,5-3% (Femur)<br />
Vorteile
DXA<br />
LWS ap und proximales Femur<br />
• Eingeschränkte Beurteilbarkeit ohne konvent. Röntgenaufnahmen<br />
• Bestimmung von kortikalem und trabekulärem Knochen<br />
• Flächendichte wird durch die Knochengrösse bestimmt<br />
Nachteile
osteopen normal<br />
=<br />
100 mg/cm 3<br />
gleiche<br />
Flächen BMD<br />
mit DXA<br />
in g/cm 2<br />
Volumetrische BMD<br />
gemessen mit QCT<br />
140 mg/cm 3
• Aortenverkalkung<br />
• Metallclips<br />
DXA<br />
falsch erhöhte erh hte BMD<br />
• degenerative Veränderungen: Spondylosis deformans,<br />
Spondylarthrosis deformans, Morbus Baastrup<br />
• Skoliose<br />
• Frakturen<br />
• Morbus Paget Nachteile
Fraktur<br />
Degeneration<br />
Vertebroplastie
Morbus Paget
Bauchnabel-Piercing<br />
Bauchnabel Piercing
Falsch erniedrigte BMD
Laminektomie
Artefakte
KM im Darm 2 Tage später sp ter<br />
L1-L4 T-score nahm ab von -1.9 zu -2.5
DXA - Artefakte
DXA<br />
proximales Femur<br />
• niedrigere Präzision (1,5-3%), abhängig<br />
von ROI´s<br />
• Lagerung ist sehr wichtig<br />
• Messfehler durch Arthrose, Frakturen,<br />
Metastasen, Verkalkungen<br />
Nachteile
DXA - Artefakte
QCT-BMD QCT BMD<br />
Single energy QCT<br />
• Scout view<br />
• axiale Aufnahmen<br />
• Knochendichtemessung<br />
120-80 mg/ml = Osteopenie<br />
< 80 mg/ml = Osteoporose<br />
Analog zu WHO-Kriterien<br />
*Felsenberg D. Radiologe 1999<br />
LWK 1-3 1<br />
oval<br />
Bestimmung<br />
in mg<br />
Ca-Hydroxyl-<br />
Apatit/ml<br />
Pacman
QCT<br />
• Separate Messung von trabekulärer und kortikaler BMD<br />
• Volumetrische Messung<br />
• Weniger Artefakte, insbesondere geringerer Einfluss degenerativer<br />
Veränderungen auf die BMD<br />
• Höhere Accuracy (Zutreffen des Wertes) als DXA<br />
Vorteile
QCT<br />
• Sensitiv <strong>für</strong> BMD-Änderungen insbesondere bei perimenopausalen Frauen<br />
• In Querschnittsstudien besser geeignet, um Frauen mit und ohne<br />
osteoporotische Frakturen zu differenzieren<br />
Odds Ratio<br />
QCT: 3.67<br />
DXA lateral: 2.0<br />
DXA ap: 1.54<br />
Yu et al. Osteoporos Int 1995; 5:433-439<br />
Bergot et al. Calcif Tissue Int 2002; 68: 74-82<br />
Vorteile
QCT<br />
• Präzision (Reproduzierbarkeit) abhängig von MTRA und<br />
technischer Ausstattung: Präzisionsfehler 1,5- 4%<br />
• Software mit automatischer Schichtselektion und ROI<br />
Plazierung verbessert Präzision<br />
• Im Vergleich zur DXA mit ca. 1-5 μSv<br />
relativ hohe Expositionsdosis: ca. 30 μSv<br />
(Natürliche Strahlenexposition: 2400μSv)<br />
Nachteile
Quantitativer Ultraschall<br />
des Kalkaneus<br />
Wasserbad oder Gel<br />
Transmitter Receiver
Quantitativer Ultraschall<br />
Parameter: US-Geschwindigkeit und US-Abschwächung<br />
SOS Absorption BUA<br />
time<br />
speed of sound (SOS)<br />
Ferse<br />
gesund<br />
osteoporotisch<br />
Transmitter Receiver<br />
Wasserbad<br />
frequency<br />
broadband ultrasound attenuation (BUA)<br />
Kalkaneus
Skeletterkrankungen<br />
• Osteoporose<br />
• Vitamin-D-Mangel<br />
Vitamin Mangel-Osteopathien<br />
Osteopathien<br />
• Parathormonabhängige<br />
Osteopathien
Vitamin D-Metabolismus<br />
Metabolismus<br />
Störungen des Vitamin D-Metabolismus<br />
Gastrointestinale Malabsorption: M. Crohn, Zoeliakie, Sprue<br />
Lebererkrankungen<br />
Nierenerkrankungen<br />
Bestimmte Medikamente (Phenytoin)<br />
Vitamin-D resistente Rachitis<br />
Vitaminmangel (Mangelernährung, Sonnendefizienz)
Rachitis und Osteomalazie<br />
• Störung des Vitamin-D-Metabolismus<br />
• Verminderte oder fehlende<br />
Mineralisation der Knochenmatrix<br />
• Bildung abnormer Mengen von Osteoid
1. Verbreiterung der Epi- /Apophysenfugen<br />
2. becherförmige Metaphysenauftreibung<br />
3. Diaphysendeformierung<br />
4. verwaschene Spongiosazeichnung<br />
5. Looser-Pseudofrakturen<br />
Radiologische Zeichen der Rachitis
Reversibilität Reversibilit t der Rachitis unter Vitamin-D-Substitution<br />
Vitamin Substitution<br />
• Verbreiterung der Epi-/Apophysenfugen<br />
• Becherförmige Metaphysenauftreibung<br />
• Diaphysendeformierung<br />
• Verwaschene Spongiosazeichnung<br />
• Looser´ Pseudofrakturen<br />
3 Monate nach Vit. D-Substitution
Differenzialdiagnose Kindesmißhandlung<br />
Kindesmi handlung<br />
1. metaphysäre Frakturen<br />
2. periostale Appositionen
Radiologische<br />
Zeichen der<br />
Osteomalazie<br />
1. Demineralisation<br />
2. Reduktionen der<br />
Spongiosa (WS) und<br />
Trabekel (Röhrenknochen)<br />
3. verwaschene Zeichnung<br />
4. unscharfe Kompakta<br />
5. bilaterale Looser´<br />
Pseudofrakturen<br />
Vergleich:<br />
Norm
Vitamin-D Vitamin 3-resistente resistente Osteomalazie und onkogene Osteomalazie<br />
Vitamin-D 3-resistente Formen der Osteomalazie bei familiärer renaler tubulärer Insuffizienz oder seltener auch im Verlauf mesenchymaler Tumoren<br />
Vitamin-D3-resistente Rachitits:<br />
X-chromosomal dominant vererbliche,<br />
chronisch hypophosphatämische Osteopathie<br />
Bildmaterial von Prof. T. M. Link, San Francisco
Skeletterkrankungen<br />
• Osteoporose<br />
• Vitamin-D-Mangel-Osteopathien<br />
• Parathormonabhängige<br />
Parathormonabh ngige Osteopathien<br />
Parathormon<br />
Calcitonin
Hyperparathyreoidismus mit Ostitis fibrosa (Geflechtknochen)<br />
dissezierende Fibroosteoklasie mit lakunärer<br />
Knochenresorption der verschmälerten Spongiosa und<br />
Ersatz der Markräume durch zellreiches Faserstroma<br />
Hypokalzämie und Mangel an 1,25-(OH)2 Vitamin D3<br />
stimulieren die PTH- Sekretion (Nebenschildrüsenhyperplasie)<br />
PTH aktiviert Osteoklasten und Osteoblasten, der Knochen-<br />
umbau wird gesteigert. Osteoblasten bilden Geflechtknorpel<br />
(fehlende Lamellenstruktur), der mangelhaft mineralisiert wird<br />
Markraumfibrose „Ostitis fibrosa“
Röntgenzeichen ntgenzeichen des Hyperparathyreoidismus<br />
dissezierende Fibroosteoklasie mit lakunärer subperiostaler Knochenresorption vor allem an den Mittelphalangen<br />
mit bürstensaumartigen Außenkonturen. Diffuse Dichtezunahmen bei unscharfen trabekulären Strukturen<br />
“Braune Tumoren“: Zystische Knochendestruktionen mit riesenzellreichem, stark vaskularisierten Fasergewebe mit<br />
Blutungen und Hämosiderinablagerungen = Osteodystrophia fibrosa cystica generalisata von Recklinghausen
Nebenschilddrüsen-Adenom<br />
Primärer Prim rer Hyperparathyreoidismus<br />
„Braune Tumoren“: Osteodystrophia (Ostitis) fibrosa cystica generalisata von Recklinghausen
Renale Osteopathie und sekundärer sekund rer Hyperparathyreoidismus
Rugger Jersey-Spine<br />
Jersey Spine
Röntgenzeichen ntgenzeichen der renalen Osteopathie<br />
Häufiger ufiger osteosklerotische Veränderungen Ver nderungen (ca. 20%) als beim primären prim ren Hyperparathyreoidismus<br />
Häufiger ufiger Verkalkungen von periartikulären<br />
periartikul ren Weichteilen und Gefäß Gefäßen<br />
en<br />
Braune Tumoren sind seltener als beim primären prim ren Hyperparathyreoidismus
Matthias Bollow<br />
Augusta-Kranken<br />
Augusta Kranken-Anstalt Anstalt Bochum<br />
Klinik <strong>für</strong> f r diagnostische und interventionelle<br />
<strong>Radiologie</strong> und Nuklearmedizin<br />
www.radiologie-ruhrgebiet.de<br />
www.radiologie ruhrgebiet.de
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