Протонная магнитно-резонансная спектроскопия как альтернативный количественный метод оценки прочности костей

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цели: 1)  исследовать взаимосвязь между количественным содержанием жира и  минеральной плотностью костной ткани, определенными с  помощью локализированной протонной магнитно-резонансной спектроскопии (1Н-МРС) и количественной компьютерно-томографической денситометрии (ККТД) соответственно, в неповрежденных позвонках у  детей после компрессионного перелома; 2)  сравнить значения фракции жира и  минеральной плотности костной ткани (МПКТ) со степенью тяжести компрессионного перелома позвоночника.

Материал и  методы. В  исследовании приняли участие 20  пациентов (средний возраст 11,1±2,1  года) с  травматическим компрессионным переломом позвонка. МПКТ (мг/см3 ) измерялась в позвонках L3, L4 по данным ККТД на аппарате Philips Brilliance  16. Значения содержания жира (СЖ) в той же области определяли количественно по 1H-МР-спектрам (импульсная последовательность STEAM: время эхо=12,8 мс, время повторения=3000 мс, размер вокселя=20×15×10  мм) с  использованием МР-томографа Philips Achieva TX.

Результаты. Корреляционный анализ выявил статистически значимую обратную линейную корреляцию (r=-0,55, p=0,0004) между значениями СЖ и  МПКТ, рассчитанными в  позвонках L3 и L4. Кроме того, у пациентов с компрессионным переломом позвонка тяжелой степени (более 2  переломов) зафиксировано значительное увеличение значений СЖ наряду с  уменьшением МПКТ по сравнению с  аналогичными показателями у пациентов с переломом легкой степени (1–2 перелома позвонков).

Заключение. Выявленная корреляционная зависимость позволяет предположить, что у детей процессы увеличения СЖ в  костном мозге и  снижения МПКТ протекают параллельно. Таким образом, 1H-MРC можно рассматривать в  качестве альтернативы ККТД и  двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Отсутствие лучевой нагрузки на пациента позволяет рекомендовать использование 1Н-МРС для скринингового и динамического контроля, а также для контроля значений МПКТ.

Об авторах

А. С. Иванцова

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ

Email: fake@neicon.ru

Иванцова Анна Сергеевна – младший научный сотрудник, аспирант

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22

Россия

П. Е. Меньщиков

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ;
ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН;
ООО «Филипс» (Здравоохранение)

Автор, ответственный за переписку.
Email: petr.menshchikov@philips.com

Меньщиков Петр Евгеньевич – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела лучевых методов диагностики ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ; младший  научный сотрудник ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН; специалист по поддержке научных проектов ООО «Филипс» (Здравоохранение)

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22; 
119991, г. Москва, ул. Косыгина, 4; 
123022, г. Москва, ул. Сергея Макеева, 13

Россия

У. А. Полякова

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ

Email: fake@neicon.ru

Полякова Ульяна Алексеевна – врач-рентгенолог отдела лучевых методов диагностики 

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22

Россия

А. В. Манжурцев

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ;
ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: fake@neicon.ru

Манжурцев Андрей Валерьевич – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела лучевых методов диагностики ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ; младший  научный сотрудник лаборатории кинетики и механизмов ферментативных и каталитических реакций ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22; 
119334, г. Москва, ул. Косыгина, 4

Россия

М. В. Ублинский

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ;
ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-4627-9874

Ублинский Максим Вадимович – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела лучевых методов диагностики ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ; научный сотрудник ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22; 
119334, г. Москва, ул. Косыгина, 4

Россия

Т. А. Ахадов

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ

Email: fake@neicon.ru

Ахадов Толибджон Абдуллаевич – доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела лучевых методов диагностики

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22

Россия

Д. А. Куприянов

ООО «Филипс» (Здравоохранение)

Email: fake@neicon.ru

Куприянов Дмитрий Алексеевич – кандидат физико-математических наук, старший специалист по поддержке научных проектов

123022, г. Москва, ул. Сергея Макеева, 13

Россия

Н. А. Семенова

ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ;
ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН;
ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: fake@neicon.ru

Семенова Наталия Александровна – доктор биологических наук, главный научный сотрудник ГБУЗ г. Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ; научный сотрудник ФГБУН Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН; главный научный сотрудник ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

119180, г. Москва, ул. Большая Полянка, 22; 
119991, г. Москва, ул. Косыгина, 4; 
119334, г. Москва, ул. Косыгина, 4

Россия

Список литературы

  1. NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis Prevention, Diagnosis, and Therapy. Osteoporosis prevention, diagnosis, and therapy. JAMA. 2001;285(6):785–795. doi: 10.1001/jama.285.6.785.
  2. Wang P, Abdin E, Shafie S, Chong SA, Vaingankar JA, Subramaniam M. Estimation of Prevalence of Osteoporosis Using OSTA and Its Correlation with Sociodemographic Factors, Disability and Comorbidities. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(13):2338. doi: 10.3390/ijerph16132338.
  3. Мальцев СВ, Мансурова ГШ. Снижение минеральной плотности кости у детей и подростков: причины, частота развития, лечение. Вопросы современной педиатрии. 2015;14(5):573–578. doi: 10.15690/vsp.v14i5.1442.
  4. Струков ВИ, Сергеева-Кондраченко МЮ, Струкова-Джоунс ОВ, Галеева РТ, Радченко ЛГ, Гербель МН, Шурыгина ЕБ, Романовская ЛД, Еремина НВ, Вирясова НА. Актуальные проблемы остеопороза: монография. Пенза: Ростра; 2009. 342 с.
  5. Blake GM, Fogelman I. An update on dual-energy x-ray absorptiometry. Semin Nucl Med. 2010;40(1):62–73. doi: 10.1053/j.semnuclmed.2009.08.001.
  6. Adams JE. Quantitative computed tomography. Eur J Radiol. 2009;71(3):415–424. doi: 10.1016/j.ejrad.2009.04.074.
  7. Tavassoli M, Crosby WH. Bone marrow histogenesis: a comparison of fatty and red marrow. Science. 1970;169(3942):291–293. doi: 10.1126/science.169.3942.291.
  8. Gatter K, Brown D. Bone marrow diagnosis: An illustrated guide, 3rd edition. Chichester: Wiley-Blackwell; 2014. 232 p.
  9. Shih TT, Chang CJ, Hsu CY, Wei SY, Su KC, Chung HW. Correlation of bone marrow lipid water content with bone mineral density on the lumbar spine. Spine (Phila Pa 1976). 2004;29(24):2844–2850. doi: 10.1097/01.brs.0000147803.01224.5b.
  10. Karampinos DC, Ruschke S, Gordijenko O, Grande Garcia E, Kooijman H, Burgkart R, Rummeny EJ, Bauer JS, Baum T. Association of MRS-based vertebral bone marrow fat fraction with bone strength in a human in vitro model. J Osteoporos. 2015;2015:152349. doi: 10.1155/2015/152349.
  11. Baum T, Yap SP, Karampinos DC, Nardo L, Kuo D, Burghardt AJ, Masharani UB, Schwartz AV, Li X, Link TM. Does vertebral bone marrow fat content correlate with abdominal adipose tissue, lumbar spine bone mineral density, and blood biomarkers in women with type 2 diabetes mellitus? J Magn Reson Imaging. 2012;35(1): 117–124. doi: 10.1002/jmri.22757.
  12. Lee SH, Yoo HJ, Yu SM, Hong SH, Choi JY, Chae HD. Fat quantification in the vertebral body: comparison of modified dixon technique with single-voxel magnetic resonance spectroscopy. Korean J Radiol. 2019;20(1): 126–133. doi: 10.3348/kjr.2018.0174.
  13. Griffith JF, Yeung DK, Antonio GE, Lee FK, Hong AW, Wong SY, Lau EM, Leung PC. Vertebral bone mineral density, marrow perfusion, and fat content in healthy men and men with osteoporosis: dynamic contrast-enhanced MR imaging and MR spectroscopy. Radiology. 2005;236(3):945–951. doi: 10.1148/radiol.2363041425.
  14. Griffith JF, Yeung DK, Antonio GE, Wong SY, Kwok TC, Woo J, Leung PC. Vertebral marrow fat content and diffusion and perfusion indexes in women with varying bone density: MR evaluation. Radiology. 2006;241(3):831–838. doi: 10.1148/radiol.2413051858.
  15. Dunnill MS, Anderson JA, Whitehead R. Quantitative histological studies on age changes in bone. J Pathol Bacteriol. 1967;94(2):275–291. doi: 10.1002/path.1700940205.
  16. Meunier P, Aaron J, Edouard C, Vignon G. Osteoporosis and the replacement of cell populations of the marrow by adipose tissue. A quantitative study of 84 iliac bone biopsies. Clin Orthop Relat Res. 1971;80:147–154. doi: 10.1097/00003086-197110000-00021.
  17. Fazeli PK, Horowitz MC, MacDougald OA, Scheller EL, Rodeheffer MS, Rosen CJ, Klibanski A. Marrow fat and bone – new perspectives. J Clin Endocrinol Metab. 2013;98(3):935–945. doi: 10.1210/jc.2012-3634.
  18. Gimble JM, Zvonic S, Floyd ZE, Kassem M, Nuttall ME. Playing with bone and fat. J Cell Biochem. 2006;98(2):251–266. doi: 10.1002/jcb.20777.
  19. Duque G. Bone and fat connection in aging bone. Curr Opin Rheumatol. 2008;20(4):429– 434. doi: 10.1097/BOR.0b013e3283025e9c.
  20. Chan BY, Gill KG, Rebsamen SL, Nguyen JC. MR Imaging of Pediatric Bone Marrow. Radiographics. 2016;36(6):1911–1930. doi: 10.1148/rg.2016160056.
  21. Ruschke S, Pokorney A, Baum T, Eggers H, Miller JH, Hu HH, Karampinos DC. Measurement of vertebral bone marrow proton density fat fraction in children using quantitative water-fat MRI. MAGMA. 2017;30(5):449–460. doi: 10.1007/s10334-017-0617-0.
  22. Spector TD, McCloskey EV, Doyle DV, Kanis JA. Prevalence of vertebral fracture in women and the relationship with bone density and symptoms: the Chingford Study. J Bone Miner Res. 1993;8(7):817–822. doi: 10.1002/jbmr.5650080707.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Иванцова А.С., Меньщиков П.Е., Полякова У.А., Манжурцев А.В., Ублинский М.В., Ахадов Т.А., Куприянов Д.А., Семенова Н.А., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах