II KRAKOWSKIE SYMPOZJUM „Osteoporoza w życiu, praktyce i teorii'

Kraków, Nowohuckie Centrum Kultury

30 września 1995 "Osteoporoza w praktyce" 1 października 1995

"Osteoporoza - teoria"

adres: Klimka Ortopedii CMUJ ul. Kopernika 19 a 31 501 Kraków tel/fax 214-046 tel. 188-860 Rejestracja do badań densytometrycznych: 188-822

konto:

Polska Fundacja Osteoporozy Oddział

Krakowski 31-455 Kraków, ul.

Ułanów 29a BPH. SA VI Oddz

323431-19451-132-3

2

KOMITET NAUKOWY Dr hab. med. Alicja Barwik-Schramm Oddział Reumatologii Szpitala im. J. Dietla Dr hab. med. Edward Czerwiński Katedra i Klinika Ortopedii CMUJ Prof. dr hab. med. Rudolf Kilmek Instytut Ginekologii i Położnictwa CMUJ Prof. dr hab. med. Roman Lorenc Zakład Biochemii i Medycyny Doświadczalnej Centrum Zdrowia Dziecka, Warszawa Dr hab. Eugeniusz Rokita Instytut Fizyki UJ Dr med. Andrzej Sawicki Oddział Chorób Wewnętrznych Szpital Chirurgii Urazowej, Warszawa Prof. dr hab. med. Jacek Sieradzki Klinika Chorób Metabolicznych CMUJ

3

SPIS TREŚCI P. E. Belchetz MODERN TREATMENT OF OSTEOPOROSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

J. Bucka, E. Czerwiński, R.T. Kukiełka ZMIANY GĘSTOŚCI MINERALNEJ W DYSTALNYM ODCINKU KOŚCI PROMIE- NIOWEJ W PRZEBIEGU REUMATOIDALNEGO ZAPALENIA STAWÓW . . . . . . . . . 7

D. Chlebna-Sokół OSTEOPOROZA W WIEKU ROZWOJOWYM-WYBRANE ZAGADNIENIA . . . . . . . .8

E. Czerwiński DIAGNOSTYKA RADIOLOGICZNA I DENSYTOMETRYCZNA OSTEOPOROZY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

E. Czerwiński, J. Friedlein, R.T. Kukiełka OCENA GĘSTOŚCI MINERALNEJ W DALSZYM ODCINKU KOŚCI PROMIENIOWEJ U BYŁYCH PRACOWNIKÓW HUTY ALUMINIUM . . . . . . . . . . . . 12

E.Czerwinski, W.Golda, R.T.Kukielka ZABURZENIA GĘSTOŚCI MINERALNEJ DALSZEGO ODCINKA KOŚCI PROMIENIOWEJ PO ZŁAMANIU TYPU COLLESA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

E. Czerwiński, K. Hubner, L. Wojnar, M. Bajer KOMPUTEROWA ANALIZA OBRAZU RADIOLOGICZNEGO KOŚCI . . . . . . . . . . . .14

J. Dziedzic PRZEGLĄD LEKÓW STOSOWANYCH W LECZENIU OSTEOPOROZY . . . . . . . . . 16

A. Dziedzlc-Gocławska ZASTOSOWANIE TECHNIKI ELEKTRONOWEGO REZONANSU MAGNETYCZNE- GO DO OZNACZANIA KRYSTALICZNOŚCI TKANEK SZKIELETOWYCH . . . . . . . 17

B. Frańczuk REHABILITACJA W OSTEOPOROZIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 M.Garlicki, R.T.Kukielka, E.Czerwinski, F.Orchowski, T.Myrdko, A.Dziatkowiak OCENA GĘSTOŚCI KOŚCI U PACJENTÓW PO HTX NA PODSTAWIE BADANIA DENSYTOMETRYCZNEGO KOŚCI PRZEDRAMIENIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

K. Hoszowski KLINIKA OSTEOPOROZY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4

R. Klimek PROFILAKTYKA I LECZENIE OKRESU POMENOPAUZALNEGO . . . . . . . . . . . . . 21

P. Korczyk, K. Hoszowski, R. Bieńkowska, A. Tatajko, R. Lorenc TRUDNOŚCI W INTERPRETACJI BADANIA DENSYTOMETRYCZNEGO . . . . . . . 23

R.T.Kukletka, E. Czerwiński OCENA GĘSTOŚCI MINERAŁÓW KOŚCI U MIESZKAŃCÓW KRAKOWA NA PODSTAWIE BADANIA DENSYTOMETRYCZNEGO KOŚCI PRZEDRAMIENIA . . .24

R. S.Lorenc PRZYDATNOŚĆ BADAŃ DENSYTOMETRYCZNYCH, ILOŚCIOWEJ TOMOGRAFII KOMPUTEROWEJ ORAZ TECHNIK ULTRADŹWIĘKOWYCH W DIAGNOSTYCE I MONITOROWANIU LECZENIA OSTEOPOROZY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

S. Maj OSTEOPOROZA JAKO MOŻLIWA PRZYCZYNA ZŁAMAŃ W ŚWIETLE DANYCH EPIDEMIOLOGICZNYCH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

S. Mazurkiewicz METODY BADANIA WtASNOŚCI MECHANICZNYCH TKANKI KOSTNEJ . . . . . . . 27

M. Pawlikowski OSTEOPOROZA JAKO EFEKT ZMIAN MINERALOGICZNYCH W KOŚCIACH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

E.F.J. Ring NEW PERSPECTIVES IN BONE DENSITOMETRY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

E. Rokita ASPEKTY FIZYCZNE DIAGNOSTYKI TKANKI KOSTNEJ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

A.Sawicki BADANIA HISTOMORFOMETRYCZNE NIEODWAPNIONYCH WYCINKÓW KOŚCI W OSTEOPOROZIE . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .33

A.Sawicki ETIOPATOGENEZA OSTEOPOROZY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

J. Sieradzki DIAGNOSTYKA RÓŻNICOWA OSTEOPOROZY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

I.Trznadel-Morawska, P.OIszanlecki, J.Sieradzki PRZEWAGA METODY ULTRASONOGRAFICZNEJ NAD RADIOLOGICZNĄ W OCENIE GĘSTOŚCI KOŚCI W CUKRZYCY. . . . . . . . . . . . . . 36

5

MODERN TREATMENT OF OSTEOPOROSIS P. E. Belchetz Department of Endocrinology, The General Infirmary at Leeds, UK

The pharmacological treatment of osteoporosis has expanded in recent years greatly. The approach in an individual patient varies according to the age and sex of the pa-tient and also whether the desire to prevent fractures in a person considered at risk, usually as assessed by measurement of bone density, or treatment of established disease with one or mare fractures already having occurred.

The great majority of patients with osteoporosis are post-menopausal women and patients with major risk factors such as small stature, light, weight, family history of osteoporosis and particularly premature menopause (before the age of 45), prolonged periods of amenorrhoea or a history of anorexia nervosa concomitant medical condi-tions such as malabsorption, thyrotoxicosis, Cushing's syndrome or more commonly corticosteroid therapy should be enquired about. There is increasing confidence in the use of bone densitometry by DEXA to predict which of these patients are particularly susceptible to fractures. In such women, hormone replacement therapy has been shown not only to prevent progressive bone loss through Its anti-resorptive activity but it may also increase bone density and has also bean shown to reduce the incidence of fractures in women treated with oestrogen. If a patient has an intact uterus, proge-stogen is required as well to avoid endometrial carcinoma. Progestogens arc usually given cyclically for 12 days each month although regimens are being developed which either use continuous combined oestrogen/progestogen, synthetic steroid such as Tibolone or variants involving the administration of progestogen once every three months instead of once a month, HRT with or without progestogen is probably bene-ficial for the cardiovascular system as well. There appears to be a small increase in risk of breast cancer after 10 years of use. The approximate dose of oestrogen requ-ired to prevent bone loss is Oestrogen 0.625mg daily, far Oestradiol Valerate 2mg daily and 50mcg transdermal patch changed twice weekly. The role of dietary calcium has been disputed in the past but now is recognised as an important factor. It is recommended that promenopausal women or women on oestrogen therapy take in total 1g of calcium daily and postmenopausal women not on oestrogen 1.5g of calcium daily. This may require pharmacological supplementation as many women do not take this amount of calcium in their normal diet.

Treatment of established osteoporosis has been markedly improved by the use of antiresorptive agents particularly bisphosphonates. The first of these was Etidronate Sodium introduced in the United States by Watts and colleagues and by Storm and

6

colleagues in Denmark. Modifications of this regimen (which involves Etidronate Sodium used for two weeks approximately every three months plus calcium supple-mentation to prevent the déminéralisation defect that may be associated with continu-ous high dose Etidronate) include the use of high dose calcium which has been shown to produce more marked and earlier increments in bone mineral density. Newer and more powerful bisphosphonates such as Pamidronate, Tiludronate, Ri-sendronate and more recently Alendronate may provide improvements especially if the bone quality is better without the risk of the mineralisation defect associated with Etidronate. Nevertheless there are concerns that gross and long term reduction in the remodelling frequency may result In ageing and thus mechanically weakening bone although of higher quantity. Another antiresorptive agent which has found favour widely is the use of Salmon Calcitonin. Injections are often associated with side effects which are much less marked with the intranasal formulation. Calcitonin has the additional and separate property of analgesia. It can be used in association with supplemental Calcium as well.

Fluoride preparations have long been known to increase bone mass but in large amounts used in early trials have been associated with major side effects especially on the gut but also causing the production of mechanically poor bone liable to fractu-res. Further efforts are underway to try and maintain the anabolic effects of fluoride without the unwanted side effects.

Anabolic agents are currently of little use although anabolic steroids enjoyed a vogue in the past. 10% of osteoporotic patients are men, of whom approximately 2.5% will by hypogonadal and in whom androgen replacement therapy is beneficial. Hypopitu-itarism may be associated with osteoporosis and growth hormone deficiency especially of childhood origin may be important in this small group of patients.

In the elderly patient who is particularly susceptible to hip fracture, the importance of vitamin D deficiency is recognised as important, These patients are often exposed to little sunlight, take poor diet and not only metabolise vitamin D poorly often due to renal impairment but the calcium absorbing response to vitamin D is diminished in old age. A large multi-centre double blind placebo controlled trial of Calcium and Vitamin D supplementation in elderly patients performed in France indicated a significant reduction in hip fractures and also other non-vertebral fractures.

The prospects for future treatment may follow from basic research into the involvement of interlukins and other cytokines in bone function. All pharmacological treatment should be accompanied by attention to diet, exercise, lifestyle factors such as smoking and alcohol intake and also protection against falls in the elderly.

7

ZMIANY GĘSTOŚCI MINERALNEJ W DYSTALNYM ODCINKU KOŚCI PROMIENIOWEJ W PRZEBIEGU REUMATOIDALNEGO ZAPALENIA STAWÓW Doniesienie wstępne

J. Bucka1, E. Czerwiński2, R.T. Kukiełka2 1 Krakowski Szpital Reumatologii i Rehabilitacji, Kraków Al. Focha 33, 2 Klinika Ortopedii CMUJ

Celem badań była ocena zmian gęstości mineralnej kości u chorych z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Przebadano 50 chorych leczonych w Krakowskim Szpitalu Reumatologii i Rehabilitacji z klasycznym lub pewnym reumatoidalnym zapaleniem stawów wg kryteriów ARA. Wiek chorych wahat się od 21-79 lat, średnio 50 lat. W grupie tej byto 46 - kobiet (92 %) i 4 - mężczyzn (8 %).

Oprócz typowych badań klinicznych u wszystkich wykonano oznaczenie gęstości mineralnej kości promieniowej aparatem Osteometer 100 (Single SXA). Poddano analizom gęstość minerałów w odcinku Distal i Ultradistal kości promieniowej.

Chorych podzielono na cztery grupy wg stopnia zaawansowania zmian radiologicz-nych. W poszczególnych grupach zaawansowania RZS było: 1-16 %, II - 30 %, III -30%, IV - 24 % chorych. Leczenie sterydami stosowano u 20 chorych (40%).

Stwierdzono stopniowe zmniejszanie gęstości minerałów w dalszym odcinku kości promieniowej w grupach o wyższym stopniu zaawansowania RZS. Wyniki analiz wskazują, że u osób z RZS ubytek gęstości mineralnej przebiega szybciej w kości gąbczastej niż korowej.

8

OSTEOPOROZA W WIEKU ROZWOJOWYM - WYBRANE ZAGADNIENIA

D. Chlebna-Sokół Klinika Propedeutyki Pediatrii Instytutu Pediatrii AM w Łodzi

U dzieci i młodzieży występuje przede wszystkim osteoporoza (OP) wtórna, której wielokierunkowa patogeneza jest z reguły możliwa do ustalenia. OP wtórna, najczęściej uogólniona, rozpoznawana bywa w przebiegu takich zaburzeń hormonalnych jak: pierwotna nadczynność przytarczyc, nadczynność tarczycy, kory nadnerczy, przysadki (z nadmiarem hormonu wzrostu) oraz w niedoborach estroge-nów. Inną grupę chorób przebiegających z OP stanowią patologie tkanki łącznej: wrodzone (łamliwość kości, kolagenopatie) i nabyte (reumatoidalne zapalenie sta-wów).

Prawdziwym problemem dla pediatry jest OP jatrogenna występująca na skutek przewlekłego stosowania niektórych leków (glikokortykosteroidy, pochodne hydanto-iny i barbiturany) lub długotrwałego z przyczyn chirurgiczno-ortopedycznych czy też w przewlekłych chorobach ogólnych. Szczególnie nasilona i trudna w leczeniu jest OP w schorzeniach narządów ruchu i ukiadu nerwowego (z porażeniami i niedowładami). Osteoporoza w wieku rozwojowym może spowodować zaburzenia w naturalnym rozwoju kośćca, co prowadzi do zniekształceń w układzie kostnym i powstawania wad postawy. Częstym powikłaniem OP u dzieci i młodzieży jest obniżona wysokość ciała.

9

DIAGNOSTYKA RADIOLOGICZNA IDENSYTOMETRYCZNA OSTEOPOROZY E. Czerwiński Klinika Ortopedii Collegium Medicum UJ, ul. Kopernika 19 a, 31-501 Kraków W diagnostyce osteoporozy podstawowe znaczenie ma badanie densytometryczne i radiologiczne. Dostarczają one bowiem informacji spełniających kryteria definicji osteoporozy jak: obniżona masa kości, zaburzenia jej struktury i obecność złamań. Wprawdzie Abraham Colles (1773-1843) mógł rozpoznawać i skutecznie leczyć złamania przynasady kości promieniowej przed erą badania radiologicznego, to do rozpoznania wczesnego stadium osteoporozy konieczna jest specjalistyczna aparatu-ra. Od historycznego radiogramu ręki małżonki W.K.Roentgena wykonanego 22.12.1995, po dzień dzisiejszy diagnostyka schorzeń kości opiera się na badaniu radiologicznym. Radiogram dokładnie uwidacznia złamania oraz zaburzenie struktury kości ale jest nieprzydatny do oceny masy kości. Dopiero 40% ubytek masy jest zauważalny na radiogramie. Stąd od 1895 po dzień dzisiejszy rozwijają się metody densytometryczne oparte przede wszystkim na ab-sorpcji promieniowania rentgenowskiego. Przyjętym obecnie standardem jest metoda stosująca dwuenergetycznego promieniowanie X (DEXA - Dual Energy X-ray Absorp-tiometry), która wykorzystując znaną od ćwierćwiecza metodę Krokowskiego, pozwala na eliminację tkanek miękkich. Stosowane w Polsce densytometry, w których badanie wykonuje się na przedramieniu zanurzonym w wodzie, należą do poprzedniej gene-racji aparatów (SXA- Single Energy X-ray Absorptiometry). Obecnie dostępne są dwa typy densytometrów: tzw. obwodowy, pozwalający określić gęstość mineratów w przynasadzie kości promieniowej oraz aparat typu "whole-body", określający gęstość minerałów w dowolnym miejscu szkieletu. Z racji kosztów aparatury oraz czasu badania densytometry "obwodowe" używane są do badań przesiewowych, natomiast ocenę zawartości minerałów w kręgosłupie oraz szyjce kości udowej stosuje się precyzując rozpoznania oraz monitorując leczenie. Producenci aparatów deklarują niezwykle wysoką powtarzalność 1-3% (precision) oraz dokładność 5-10% (accuracy) wyników. Są to jednakże liczby wynikające z pomiarów na fantomach. Rzadko stosowana weryfikacja wyników densytometrycz-nych z rzeczywistą zawartością minerałów oznaczaną metodami bezpośrednimi, daje znacznie niższą dokładność. Rozbieżności te wynikają ze zmiennej geometrii kości oraz ich niejednorodnej struktury wewnętrznej. Densytometria kręgosłupa oparta jest na badaniu w projekcji AP, a więc na wynik badania skfada się absorpcja promienio-wania przez: trzony kręgowe, łuki, dyski kręgowe, wyrostki stawowe, wyrostki ościste.

10

Każda z tych anatomicznych części kręgosłupa ma odmienną strukturę wewnętrzną o odmiennej zawartości minerałów. Wyniki badania densytometrycznego - BMD (Bone Mineral Density) określane są w jednostkach masy na powierzchnię (g/cm2), ponieważ taka jest metoda pomiaru. Jedynie badanie z zastosowaniem tomografii komputerowej QCT (Quantitative Com-puter Tomography) daje wynik zgodny z zasadami fizyki, a więc g/cm3. Celem ułatwienia interpretacji wyników oprócz wartości bezwzględnej BMD porównuje się je do badań w grupie kontrolnej. Określa się w ten sposób procent ubytku masy oraz krotność odchylenia standardowego w stosunku do normy. Powszechnie stosuje się dwa wskaźniki: Z-score porównanie wyników do osób zdrowych w tym samym prze-dziale wiekowym oraz T-score - porównanie do grupy kontrolnej w wieku 35-40 lat, kiedy populacja osiąga tzw. masę szczytową. Wskaźniki te są podstawą klasyfikacji gęstości minerałów kości WHO z 1994 jako: prawidłowa T-score do -1.0, osteopenia (niewielki ubytek) -1.0 do -2.5, osteoporoza poniżej - 2.5, ciężką osteoporozę T-score poniżej -2.5 oraz złamania nieurazowe. Standardowe badanie radiologiczne jest niezbędne zarówno dla stwierdzenia złamań, zwłaszcza kręgosłupa jak i diagnostyki różnicowej. Złamania kręgosłupa występują zwykle w odcinku kręgosłupa Th5-L1, najczęściej Th11-L2. Ponad 30% z nich jest bezobjawowa, a pozostałe występują po minimalnych obciążeniach, jak np. podczas siadania. Ponieważ wiele z nich postępuje stopniowo powodują narastające sklinowacenie trzonu kręgowego, przyjęto, że złamanie rozpoznaje się, jeżeli ob-niżenie wynosi ponad 20% wysokości kręgu prawidłowego. Najbardziej obiektywną ocenę daje pomiar wysokości trzonów kręgowych Th4 - L5 w odcinku przednim, środkowym i tylnym trzonu, a następnie obliczanie ilościowych wskaźników deformacji. Do pomiarów nadają się jedynie radiogramy wykonane zgodnie z podstawowymi zasadami techniki radiologicznej. Wykonujemy zatem zawsze radiogram w bocznej projekcji osobno odcinka piersiowego i lędźwiowego kręgosłupa, uzupełniając go projekcją AP, jeśli chcemy uzyskać informacje o ewentualnych zmianach zwyrodnie-niowych czy dyskopatycznych. Ocena zaniku struktury kostnej w kręgosłupie jest mało wiarygodna. Można analizo-wać zaburzenia struktury na radiogramach szyjki kości udowej określając nawet odpowiednie wskaźniki (Singha), które znalazły praktyczne zastosowanie. Możemy też na podstawie radiogramu szyjki ocenić stan zagrożenia złamaniem. Najdogodniejszym miejscem do oceny struktury kostnej jest przynasada kości promieniowej, ze względu na niewielką grubość tkanek miękkich jak i regularną budowę anatomiczną. Strukturę kości na tych radiogramach możemy łatwo zmierzyć metodami komputerowej analizy obrazu. Inne radiogramy wykonujemy zależnie od wskazań lekarskich nie zapominając o możliwości innych schorzeń jak: zmiany zwyrodnieniowe, reumatoidalne zapalenie

11

stawów, nadczynność przytarczyc, zespół Sudecka, szpiczak mnogi, nowotwory przerzutowe i inne zmiany. Uzupełnieniem do badania radiologicznego i densytometrycznego jest metoda ultra-sonograficzna. Pomiary tą metodą określają jakościowo nowe parametry materiałowe kości, które pozwalają określić ryzyko złamania. W najbliższej przyszłości należy oczekiwać pojawienia się nowych metod badań densytometrycznych. które będą równie łatwe do wykonania, ale oznaczą zawartość minerałów w objętości kości.

12

OCENA GĘSTOŚCI MINERALNEJ W DALSZYM ODCINKU KOŚCI PROMIENIOWEJ U BYIYCH PRACOWNIKÓW HUTY ALUMINIUM Doniesienie wstępne

E. Czerwiński, J. Friedlein, R.T. Kukiełka Klinika Ortopedii Collegium Medicum UJ, Kraków ul. Kopernika 19a Fluor powoduje zwiększenie masy kości poprzez stymulacje procesów osteogenezy. Efekt ten wykorzystuje się w leczeniu osteporozy. Narażenie na przewlekle zatrucie związkami fluoru w hutach aluminium, może powodować fluorozę przemysłową, charakteryzującej się zwiększoną zawartością minerałów w tkance kostnej. Wiadomym jest, że po zaprzestaniu ekspozycji fluor jest stopniowo eliminowany z kośćca. Ponieważ jest prawdopodobne, że podobny proces zachodzi u pacjentów z osteopo-rozą po przerwaniu terapii fluorem, podjęliśmy próbę oceny gęstości mineralnej kości u bytych pracowników huty. Do badań wybrano 169 osobową grupę mężczyzn w wieku średnio 50.0 lat, którzy pracowali w Hucie Aluminium Skawina przed jej zamknięciem (1981 rok), przez co-najmniej 5 lat (średnio 12.9 lat). Grupę kontrolną stanowiło 29 mężczyzn w tym samym przedziale wiekowym nie narażonych na związki fluoru. U wszystkich wykonano badanie densytometryczne dystalnego odcinka przedramienia aparatem Osteometer 100. Analizom poddano wyniki oznaczeń w odcinku distal i ultradistal w obu grupach. Stwierdzono niższą gęstość mineralną kości w odcinku distal i ultradistalnym byłych pracowników Huty w stosunku do grupy osób pracujących bez narażenia na fluor w przedziale wiekowym 40-44 oraz 50-54 lat. Różnice te były większe w zakresie pomiarów gęstości kości gąbczastej.

13

ZABURZENIA GĘSTOŚCI MIENERALNEJ DALSZEGO ODCINKA KOŚCI PROMIENIOWEJ PO ZłAMANIU TYPU COLLESA Doniesienie wstępne

E.Czerwinski, W.Gołda, R.T.Kuklełka Klinika Ortopedii Collegium Medicum UJ, Kraków ul. Kopernika 19a Analizie poddano wyniki badań densytometrycznych kości przedramienia u 206 pa-cjentów w wieku od 21 do 87 średnio 60,0, którzy doznali w przeszłości złamanie nasady dalszej kości promieniowej typu Collesa. Otrzymane wyniki porównano z pomiarami wykonanymi na kończynie zdrowej (niezlamanej) oraz z grupą kontrolą pacjentów, u których na podstawie wywiadu wykluczono złamanie kości przedramie-nia. Stwierdzono podwyższone wartości gęstości mineralnej (BMD) w odcinku ultradistal po stronie złamania w porównaniu do drugiej kończyny. Różnice te zmniejszały się w miarę upływu czasu od złamania.

14

KOMPUTEROWA ANALIZA OBRAZU RADIOLOGICZNEGO KOŚCI E. Czerwiński, K. Hubner, L. Wojnar, M. Bajer Klinika Ortopedii Collegium Medicum UJ, ul. Kopernika 19 a 31 501 Kraków Dzięki absorpcji promieniowania rentgenowskiego przez tkanki twarde, badanie radio-logiczne dobrze uwidacznia obrazy kości i stawów. Są one podstawą decyzji lekar-skich w rozpoznawaniu i leczeniu chorób metabolicznych kości i zmian zwyrodnienio-wych. W praktyce codziennej lekarz oceniający radiogram kwalifikuje analizowany obraz jako prawidłowy lub patologiczny opierając się na własnym doświadczeniu. Jest to opis ilościowy obarczony dużym błędem subiektywnej analizy. Jedyną możliwością obiektywizacji analiz jest ilościowa ocena danej cechy. O ile niektóre cechy obrazu kości jak np grubość warstwy korowej są łatwe do zmierzenie przy pomocy zwykłej suwmiarki, to struktura kości pozostawała długi czas niemierzalna. Opisy natomiast zaburzeń struktury w takich schorzeniach jak osteporoza, osteomalacja, nadczynność przytarczyc, choroba Sudecka są enigmatyczne. W niniejszym doniesieniu chcielibyśmy przedstawić w jaki sposób, wykorzystując metody komputerowej analizy obrazu można ilościowo ocenić zarówno strukturę kości, jak i zobiektywizować pomiar szpary stawowej. Założeniem badań była komputerowa analiza obrazów radiologicznych. W tym celu radiogramy zapisywaliśmy w formie cyfrowej przy pomocy kamery TV (CCD) lub skannera, które byiy obsługiwane przez komputer IBM PC lub analizator obrazu Quantimed-570. Zapisu dokonywaliśmy z rozdzielczością 0.096mm/piksel, w 256 stopniowej skali szarości w formie typowych plików obrazowych (tif) przekształcając je w niektórych seriach na format ASCI. Opracowaliśmy następnie odpowiednie programy wykonujące analizę struktury kości, jak i pomiar szerokości szpary stawowej. ANALIZA STRUKTURY KOŚCI Do badań wybrano radiogramy dalszej przynasady kości promieniowej wykonane w typowej pracowni radiologicznej. Analizowano obszar kości gąbczastej o wymiarach 11.2 x 11.2 mm przestrzegając orientacji obrazu w stosunku do osi kończyny. Obraz struktury kostnej analizowano dwoma jakościowo różnymi programami. Program Trabecula działa w środowisku typowego komputera IBM PC (DOS). Algorytm programu naśladuje spostrzeganie struktury kostnej na radiogramie przez oko ludzkie. Przyjmuje on, że podstawowym elementem struktury kostnej na radiogramie jest beleczka radiologiczna, której definicję określono na podstawie wieloletnich analiz

15

krzywych mikrodensytometrycznych. Program działa na zasadzie automatu rozpo-znając na kolejnych krzywych mikrodensytometrycznych beleczki radiologiczne. Następnie generuje mapę beleczek i oblicza ich charakterystykę w postaci szeregu parametrów jak: liczba beleczek w linii, szerokość beleczki, wysokość, pole, gęstość. Program OUANTITRAB został złożony z procedur analizatora obrazu Ouantimet 570. Na program Ctuantitrab składały się następujące po sobie procedury: wstępne prze-twarzanie obrazu, wstępne analizy obrazu, wykrywanie elementów struktury, oblicza-nie parametrów struktury. Program wykrywa obszary bezbeleczkowe i opisuje je w postaci następujących parametrów: liczba, pole, obwód, rzut poziomy, rzut pionowy, długość i anizotropię. Nasze dotychczasowe doświadczenia obejmują analizy następujących obrazów radio-logicznych: przynasada kości promieniowej (287), pięta (boczna projekcja - 37), szyjki kości udowej (12), makroradiogramy wycinków kostnych (15), makroradiogramy zwierząt eksperymentalnych (48), żuchwy (86), wszczepy zębowe (21). Wyniki zostały dotychczas wykorzystane w ocenie zmian fluorowych, osteoporotycznych, w chirurgii szczękowej oraz w badaniach eksperymentalnych. POMIAR SZEROKOŚCI SZPARY STAWOWEJ Do badań wybrano radiogramy stawów kolanowych. Procedury programu zostaty wybrane z biblioteki pakietu Visilog. Zapisany obraz stawu byt poddany procedurom normalizacji, wyrównania i filtrowania celem usunięcia szumów. Pomiar szerokości szpary był dokonany poprzez określenie liczby kroków procedury erozji koniecznych do zamknięcia stawu. Metoda pozwala na uzyskanie wysokiej precyzji pomiaru (0,2 mm) w porównaniu do pomiaru ręcznego (0.6 mm). Programy Trabecula i Ouantitrab umożliwiają obiektywną i ilościową ocenę struktury kostnej na radiogramie. Komputerowy pomiar szpary stawowej daje blisko 3 krotnie wyższą precyzję pomiaru. Komputerowa analiza obrazu radiologicznego kości umożliwia obiektywizację oceny zmian patologicznych.

16

PRZEGLĄD LEKÓW STOSOWANYCH W LECZENIU OSTEOPOROZY J. Dziedzic Krakowski Szpital Reumatologii i Rehabilitacji, Kraków Al. Focha 33 Przedstawiono przegląd leków stosowanych w leczeniu osteoporozy, usystematyzo-wany według grup w kolejności: 1) Preparaty wapnia 2) Preparaty witaminy D3 3) Preparaty fluoru 4) Preparaty kalcytoniny 5) Bifosfoniany 6) Hormony 7) Preparaty fosforu 8) Leki anaboliczne 9) Diuretyki 10) Inne. Obok nazwy postaci leków podano również cenę opakowania i rodzaj odpłatności, aby zwrócić uwagę na koszt leczenia, bowiem w większości są to leki pelnoplatne. W przeglądzie umieszczono tylko te leki, które są dopuszczone do obrotu na polskim rynku leków.

17

ZASTOSOWANIE TECHNIKI ELEKTRONOWEGO REZONANSU MAGNETYCZNEGO DO OZNACZANIA KRYSTALICZNOSCI TKA-NEK SZKIELETOWYCH

A. Dziedzic-Gocławska

Zaktad Transplantologii, ul. Chałubińskiego 5, Warszawa (brak streszczenia)

18

REHABILITACJA W OSTEOPOROZIE

B. Frańczuk

Krakowskie Centrum Rehabilitacji, Kraków, ul.Modrzewiowa 20 Rehabilitacja jest jednym z elementów terapeutycznych stosowanych w leczeniu osteoporozy i należy podkreślić, że nie można z niej zrezygnować stosując jedynie leczenie farmakologiczne. Istotą zagadnienia jest, w poszczególnych postaciach osteoporozy, zapewnienie pacjentowi aktywności fizycznej, utrzymanie właściwej siły mięśniowej, zapewnienie racjonalnego ruchu całego ciata. Zabiegi rehabilitacyjne mają na celu, poprzez zwięk-szenie aktywności ruchowej, Ułatwienie penetracji leków do tkanki kostnej poprzez poprawę ukrwienia jak również wzmocnienie mięśni będących integralnym elementem układu kostno - stawowego. Zabiegi rehabilitacyjne stosowane w osteoporozie powinny być prowadzone i kontro-lowane przez wykwalifikowanych fizjoterapeutów w przygotowanych do tego celu Ośrodkach. Ćwiczenia przez nich prowadzone dzielą się na aerobowe (tlenowe) oraz anaerobowe (beztlenowe) i uzupełniane są w miarę konieczności o zajęcia poprawiające koordy-nację, zmysł równowagi, silę mięśniową. W ostatecznym jednak efekcie ich głównym zadaniem jest poprawa struktury kostnej. Poszczególne etapy ćwiczeń są ściśle określone i można je podzielić na takie grupy jak - ćwiczenia rozgrzewające przed właściwymi zajęciami, ćwiczenia poprawiające zakres ruchomości i rozciągające, ćwiczenia mające na celu wzmocnienie kości, ćwiczenia wzmacniające gorset mięśniowy, ćwiczenia rozluźniające. Podkreślić należy, że tylko systematyczna terapia w ostateczności przyniesie zakładany efekt terapeutyczny. Poprzedzona szczegółowymi badaniami wydolności organizmu każdorazowo musi być ustalona do każdego przypadku indywidualnie. Nie przeszkadza to jednak, aby zajęcia terapeutyczne były organizowane w większych grupach. Stwarza to pacjentowi większą motywację do ćwiczeń niż w samotności. Rehabilitacja w osteoporozie musi być oparta o jednoczesne podawanie środków farmakologicznych z okresowymi kontrolami stanu ogólnego oraz obrazem struktury kostnej. W miarę uzyskiwania wyników tych badań, zajęcia muszą być korygowane.

19

OCENA GĘSTOŚCI KOŚCI U PACJENTÓW PO HTx NA PODSTA-WIE BADANIA DENSYTOMETRYCZNEGO KOŚCI PRZEDRAMIENIA M.Garlicki, R.T.Kukiełka, E.Czerwiński, F.Orchowski, T.Myrdko, A.Dziatkowiak Klinika Chirurgii Serca i Naczyń IK Collegium Medicum UJ, ul. Prądnicka 80 Kraków Klinika Ortopedii Collegium Medicum UJ, ul. Kopernika 19A Kraków Od 1988r do IX 1995r w W Klinice Chirurgii Serca i Naczyń w Krakowie wykonano 130 przeszczepów serca (HTx) z dobrym odległym wynikiem u 72% pacjentów. Zde-cydowaną większość chorych oczekujących na przeszczep serca stanowią pacjenci z krańcową postacią Choroby Niedokrwiennej Serca (ChNS) lll°,IV° NYHA, żadziej innego rodzaju kardiomiopatie. 94% pacjentów przed zabiegiem HTx prowadziło siedząco-leżący tryb życia, 4% pacjentów prowadziło w miarę aktywny tryb życia, 2%> pacjentów oczekiwało na zabieg w szpitalach na oddziale IT. Pacjenci po HTx prowadzeni są wg. trójlekowego (CsA,AzA,Cs) lub dwulekowego (CsA.Cs) modelu leczenia.Średni czas oczekiwania chorych na zabieg HTx w Krakowie wynosi od 5-6 miesięcy. W wyniku specyficznego trybu życia przed HTx oraz leczenia po HTx zauważono problem spadku masy kostnej u tych pacjentów. Badaniem objęto ,39chorych po HTx w tym .9...kobiet (w wieku od 35..do.56.. lat średni wiek.44..) i 30 mężczyzn (w wieku od.24.do.67..lat średni wiek.48.5.) oraz .10chorych przed HTx w tym 2.kobiety . Wyniki badań porównano z odpowiednimi grupami wiekowymi populacji krakowskiej. Badania gęstości kości dokonano aparatem DTX 100 oceniając strukturę kości beleczkowej. Analizie poddano przy użyciu arkusza kalkulacyjnego excel 4.0 wpfyw różnych czynników ryzyka tj: 1)(stosowane leki (l.sterydowe, I. p-zakrzepowe) 2)tryb życia 3)wiek 4)pleć. Stosowanie leków :p-zakrzepowych , sterydowych, p-tarczycowych, cukrzyca, bierny (leżący, siedząco-leżący) tryb życia, wiek, płeć stanowią istotny czynnik predyspo-nujący do rozwoju osteoporozy i wystąpienia jej konsekwencji.

20

KLINIKA OSTEOPOROZY K. Hoszowski II Oddział Wewnętrzny Szpitala Kolejowego w Warszawie ul. Brzeska 12,03-737 Warszawa Osteoporoza (OP) jest schorzeniem które prezentuje heterogenną grupę objawów klinicznych w których kluczową przyczynową rolę odgrywa zmniejszona ilość masy kostnej o prawidłowym składzie, ale zaburzonej mikroarchitekturze. OP staje się dopiero istotna klinicznie w momencie kiedy dochodzi do ziamań kości pod wpływem niewielkiego urazu lub nawet bez niego. Wystąpienie złamań osteopo-rotycznych poprzedzone jest długim bezobjawowym okresem utraty masy kostnej, dlatego OP nazywa się cichym złodziejem kości. Osoby obojga płci tracą masę kostną z upływem wieku, jednak kobiety ze względu na przyspieszoną utratę kości po menopauzie przedstawiają sobą duży problem terapeutyczny. Najwcześniej bo już pomiędzy 50-60 rokiem życia występują złamania przedramienia. Ten typ złamania pojawia się ok 7 krotnie częściej u kobiet. Złamania trzonów kręgów dotyczą odcinka piersiowego i lędźwiowego kręgosłupa i pojawiają się w 10-15 lat po menopauzie. Bezobjawowy przebieg tych ztaman jest bardzo częsty i sięga 80%. Tylko 10-20% chorych jest hospitalizowanych z powodu objawów bólowych. Ostre objawy bólowe ustępują w ciągu kilku tygodni w wyniku lub nawet bez terapii przeciwbólowej, Kyfoza i utrata wzrostu pojawiają się na przestrzeni kilkunastu lat. Złamania części proksy-malnej kości udowej pojawiają sie znacznie później zwykle powyżej 70 roku życia i niosą ze sobą 8-10% śmiertelność szpitalną i ok 20% śmiertelność w ciągu 1 roku po złamaniu. U osób po 80 roku życia powrót do sprawności fizycznej z przed okresu złamania wynosi tylko ok 50%. Diagnostyka OP pierwotnej polega na wykluczeniu wszystkich możliwych wtórnych przyczyn tego schorzenia apowodowanych przez różne endokrynopatie, niektóre leki, pewne schorzenia nowotworowe, którym towarzyszy uogólniona utrata masy kostnej. W diagnostyce klinicznej OP oprócz wywiadu chorobowego, badania fizykalnego i badań laboratoryjnych dokonuje się badań radiologicznych kości oraz badania densytometrycznego przy pomocy którego można stwierdzić obecność osteopenii czyli niskiej wartości gęstości masy kostnej.

21

PROFILAKTYKA I LECZENIE OKRESU POMENOPAUZALNEGO

R. Klimek

Instytut Ginekologii i Położnictwa, Collegium Medicum UJ, ul. Kopernika 23 Kraków

Etiopatogeneza zaburzeń wieku pomenopauzalnego ma często związek z wydarze-niami, problemami czy niedoborami występującymi we wcześniejszych okresach życia kobiety, np. ochronny wpływ ciąży przed rakiem sutka, występowanie osteoporozy u kobiet z anorexia nervosa, czy zaburzenia owulacji poporodowe lub po stosowaniu doustnej antykoncepcji. Stresy życia rodzinnego, niedobory pokarmowe, nadmierne ćwiczenia fizyczne połączone z intensywnym odchudzaniem się, mają również związek z brakiem owulacji. Obecnie stwierdza się obniżenie dolnej granicy wieku rozpoczęcia doustnej antykoncepcji, szczególnie u kobiet, które stosują ją w sposób przedłużony lub rozpoczynają już przed pierwszą donoszoną ciążą. Tylko 25 do 35% kobiet w wieku okołomenopauzalnym jest zagrożonych wystąpieniem zaburzeń me-nopauzalnych, a pomimo to wielu lekarzy leczy wszystkie pacjentki w ten sam sposób. Kobiety w krajach wysoko uprzemysłowionych 1/3 swego życia przeżywają po okresie prokreacji. Jakość życia w tym czasie winna mieć duże znaczenie również dla lekarzy, którzy zbyt wolno reagują na nowe wyzwania. Ponadto zasady stosowania hor-monalnej terapii substytucyjnej wprowadzane przez współzawodniczące firmy farma-ceutyczne wprowadzają sporo zamieszania. Obawa przed jatrogennym wywołaniem raka piersi lub raka trzonu macicy jest przyczyną czasem całkowitego zaniechania aktywnej terapii zastępczej. Z drugiej jednak strony, terapia "bierna" wiąże się z takimi zagrożeniami, jak osteoporoza czy choroba niedokrwienna serca na tle hypoestroge-nizmu. Tak więc, skuteczne zapobieganie dolegliwościom okołomenopauzalnym winno rozpocząć się jak najwcześniej w życiu kobiety. Należy pamiętać, że choć menopauza przyśpiesza osteoporozę u kobiet, to nie jest jej bezpośrednią przyczyną, gdyż proces ten rozpoczyna się na długo przed okresem pomenopauzalnym i może być przyśpieszony przez jatrogenne działanie lekarskie (chemioterapia, napromienianie, oophorectomia). Program promujący naturalne porody i laktację, odpowiednie spożycie wapnia i odżywienie, rozsądny sposób uprawiania sportu u młodych kobiet, jest bardziej oszczędny ekonomicznie niż powszechne badania przesiewowe i terapia mające na celu wykrycie i zapobieganie wczesnej osteoporozie u kobiet w wieku okołomenopauzalnym. Co więcej, fizycznie atrakcyjne kobiety w starszym wieku postrzegają się jako zdrowsze, bardziej zadowolone z życia, pogodniejsze, lepiej dostosowujące się do otoczenia.

22

Złamania na tle osteoporozy poprzedzone są kilkoma dekadami stopniowej utraty masy kostnej i zatarciu architektury kości, bez sygnałów ostrzegawczych. Istotne jest aby szczytowa masa kostna była osiągana w jak najpóźniejszym wieku. Tak więc diagnozowanie pacjentek o podwyższonym ryzyku winno rozpocząć się od zebrania dokładnego wywiadu, ponieważ potencjalne czynniki ryzyka dla osteopenil i osteopo-rozy mogą być również czynnikami ryzyka dla Innych chorób lub ogólnego złego stanu zdrowia, jak np., palenie tytoniu, nadużywanie alkoholu, niedobór estrogenów, cykle bezowulacyjne, siedzący tryb życia, a także niektóre leki, jak przeciwdrgawko-we, furosemid lub tetracykliny. Lekarze i kobiety powinni zrozumieć, że prawidłowe poziomy hormonów w czasie cyklu są konieczne, by uzyskać optymalną szczytową masę kostną u młodych kobiet, oraz wolniejszą jej utratę w okresie pomenopauzalnym. U kobiet z już istniejącymi, przewlekłymi podwzgórzowymi zaburzeniami miesiączkowania, nie jest zasadne odtwarzanie normalnych cykli przy pomocy doustnej antykoncepcji, skoro wywiera ona dalszą supresję na podwzgórze. Jedyną alternatywą jest cykliczna terapia pro-gesteronowa. o ile możliwe z użyciem hormonów podwzgórzowych. Prospektywne badania obejmujące dietę, ćwiczenia fizyczne, cykle hormonalne, oraz badania den-sytometryczne kręgosłupa wykazały, że nie tylko regularne miesiączki, ale również regularne owulacje są konieczne do zapobiegania zbyt szybkiej utracie masy kostnej. Tylko zrozumienie patofizjologii zaburzeń neurohormonalnych, oraz konieczności utrzymania funkcji rozrodczych, pozwoli lekarzom i pacjentkom zapobiegać zaburze-niom pomenopauzalnym już w okresie pokwitaniowym i przedmenopauzalnym.

23

TRUDNOŚCI W INTERPRETACJI BADANIA DENSYTOMETRYCZNEGO

P. Korczyk1, K. Hoszowski1, R. Bieńkowska1, A. Tałajko2, R. Lorenc2 1 II Oddział Wewnętrzny Szpitala Kolejowego w Warszawie 2 Zakład Biochemii i Medycyny Doświadczalnej Centrum Zdrowia Dziecka w Warszawie. Adres do korespondencji: II Oddział Wewnętrzny, Szpital Kolejowy, ul.Brzeska 12, 03-737 Warszawa Celem pracy było przedstawienie ogólnych zasad oraz najczęściej występujących przyczyn trudności właściwej oceny badania densytometrycznego. W ocenie badania densytometrycznego posługujemy się: wartościami bezwzględnymi gęstości kości których jednostki i wielkości różnią się w zależności od stosowanej metody oraz odniesieniem do wartości średniej szczytowej masy kostnej (t-score) lub średniej dla grupy wiekowej (Z-score). T-score i Z-score wyrażone w odchyleniach standartowych (lub w procentach) są podstawowym sposobem klinicznej interpretacji badania densytometrycznego przez każdego lekarza niezależnie od stosowanej techniki. Przyjęto, że za rozpoznaniem osteoporozy przemawia T-score poniżej -2.5, natomiast T-score poniżej -1 może sugerować zagrożenie osteoporozą (osteopenię) jednak wymaga oceny łącznie z innymi danymi o pacjencie (zwłaszcza wiek). Z-score ma znacznie mniejszą przydatność w rozpoznawaniu osteoporozy. Przydatność poszczególnych technik densytometrycznych zależy m.in. od wieku pacjenta i przeby-tych ztamań. U osoby młodej zwłaszcza kobiety w przypadku metody DEXA większą przydatność ma badanie w obrębie kręgosłupa lędźwiowego podczas gdy u osoby po 65 roku życia preferujemy wykonanie pomiaru w zakresie szyjki kości udowej. Przebyte złamania w miejscu pomiaru (zwłaszcza złamania kompresyjne kręgów) oraz zmiany zwyrodnieniowe i skrzywienie kręgosłupa mogą w istotny sposób zmienić wyniki badania densytometrycznego i muszą być brane pod uwagę podczas jego interpretacji. Praca zawiera przykłady wyników badań densytometrycznych ilustrujące opisane zasady i trudności.

24

OCENA GĘSTOŚCI MINERAŁÓW KOŚCI U MIESZKAŃCÓW KRAKOWA NA PODSTAWIE BADANIA DENSYTOMETRYCZNEGO KOŚCI PRZEDRAMIENIA

Doniesienie wstępne

R.T.Kukiełka, E. Czerwiński

Klinika Ortopedii Collegium Medicum UJ, Kraków ul. Kopernika 19a Osteoporoza jest uznana jako choroba cywilizacyjna, dotycząca wielkich aglomeracji miejskich. Występuje u 10% społeczeństwa i u ok. 30 % kobiet po 50 roku życia. Istnieją podejrzenia, że skażenie naturalnego środowiska może zwiększać ryzyko występowania osteoporozy. Podjęliśmy zatem próbę oceny częstości występowania osteoporozy w Krakowie. Do oceny wybraliśmy dzielnicę Śródmieście, którą zamieszkuje ok. 100.000 osób. Przy użyciu generatora losowego Informatycznego Ośrodka Badań Urzędu Woje-wódzkiego w Krakowie, losowo wybraliśmy 1000 populację osób w wieku ponad 40 lat i mieszkających w Śródmieściu co najmniej od 40 lat (ww. kryteria spełniało ok. 1600 osób). Do badania zgłosiło się 325 osób, w tym 232 kobiet oraz 93 mężczyzn. U wszystkich osób przeprowadzono wywiad według kwestionariusza zawierającego pytania zarówno o zmiany patologiczne w układzie kostno-stawowym, jak i czynniki ryzyka osteoporozy. Następnie wykonano badanie densytometryczne przedramienia niedominującego (w przypadku złamania badano przedramię dominujące - 5 kobiet i 6 mężczyzn) przy użyciu apataru Osteometer DTX 100. Za kryterium osteoporozy przyjęto za WHO z 1994 (1) poziom T-score poniżej -2.5. Wobec braku odpowiedniej polskiej grupy kontrolnej dane porównaliśmy do badań WHO, dotyczących częstości występowania osteoporozy u kobiet rasy białej. W poszczególnych przedziałach wiekowych stwierdzono następującą częstość osteoporozy u kobiet:

wiek badanych 40-49 50-59 60-69 70-79

liczba 137 72 16 8

osteoporoza 3 (2.2%) 7 (9.7%) 5 (31.3%) 5 (62.5%)

osteoporoza (dane WHO) 0.0%

14.8% 21.6% 38.5%

Wyniki naszych badań wskazują, że częstość osteoporozy u mieszkańców Krakowa jest wyższa niż w badaniach przeprowadzonych przez WHO. World Health Organisation, Assessment of fracture risk and its application to screening for menopausal osteoporosis. WHO technical report series. Geneva, 1994.

25

PRZYDATNOŚĆ BADAŃ DENSYTOMETRYCZNYCH, ILOŚCIOWEJ TOMOGRAFII KOMPUTEROWEJ ORAZ TECHNIK ULTRADŹWIĘKOWYCH W DIAGNOSTYCE I MONITOROWANIU LECZENIA OSTEOPOROZY

R. S. Lorenc

Zakład Biochemii i Medycyny Doświadczalnej Centrum Zdrowia Dziecka, Warszawa Metody densytometryczne charakteryzują się wysoką czułością i specyficznością a nowe generacje wprowadzonych densytometrów odznaczają się także wysokiej jakości wynikami w zakresie powtarzalności i odtwarzalności prowadzonych oznaczeń. Są one wysoko użyteczne i znajdują coraz szersze zastosowanie w pracy klinicznej. Badania densytometryczne opierają się na interpretacji tzw, rzutu płaskiego na płaszczyznę a uzyskane wartości "gęstości" densytometrycznej oceniane są w g/cm2. Ograniczenia technik densytometrycznych przezwyciężają pojawiające nowe opcje diagnostyczne związane z zastosowaniem ultradźwięków i technik tomografii kompu-terowej. W tym pierwszym przypadku zaistniała możliwość uzyskania nieinwazyjnej informacji odnośnie ryzyka złamań i jakości tkanki kostnej, w tym drugim odporności mechanicznej kości. Prowadzone szeroko badania z ich zastosowaniem rokują, że wyjdą one wkrótce z fazy eksperymentu klinicznego i znajdą szerokie zastosowanie w praktyce klinicznej.

26

OSTEOPOROZA JAKO MOŻLIWA PRZYCZYNA ZŁAMAŃ W ŚWIETLE DANYCH EPIDEMIOLOGICZNYCH

S. Maj

Okręgowy Szpital Kolejowy ul.Panewnicka 65 Katowice Adres do korespondencji: Os.Dywizjonu 303 8/9 31-873 Kraków W pracy przedstawiono wybrane dane epidemiologiczne dotyczące złamań po-wstałych w wyniku upadku na tym samym poziomie, leczonych w szpitalach jednego województwa (katowickiego), w wybranych oddziałach (urazowo - ortopedycznych, urazowych i chirurgicznych), w ciągu jednego roku (1994). Dane pochodziły z bazy danych "Karta Statystyczna" funkcjonującej w oparciu o sieć komputerową łączącą szpitale i zawierającej informacje o wszystkich osobach leczonych szpitalnie. Z powo-du ww. złamań leczono w badanym okresie, na terenie całego województwa, 4836 osób, w tym: 1005 - ze złamaniem kości piszczelowej i strzałkowej, 922 - ze złamaniem kości udowej (z wyjątkiem złamania szyjki udowej), 664 - ze złamaniem szyjki kości udowej, 615 - ze złamaniem kostek podudzia, 547 - ze złamaniem kości promieniowej i łokciowej, 417 - ze złamaniem kości ramiennej, 110 - ze złamaniem obojczyka i 101 - ze złamaniem kręgosłupa bez uszkodzenia rdzenia kręgowego. Grupy chorych z innymi złamaniami były mniej liczne (<100). Następnie, ograniczając się do najliczniejszych, wymienionych wyżej grup, przedsta-wiono częstość poszczególnych złamań (osobno u kobiet i u mężczyzn) w kolejnych dziesięcioletnich grupach wiekowych. Poszukując złamań, które mogły powstać w wyniku osteoporozy pominięto wszystkie istniejące zależności (pomiędzy rodzajem złamania a wiekiem lub płcią chorych) poza tymi, które dotyczyły osób powyżej 50 roku życia. Stwierdzono zwiększanie się zagrożenia złamaniami wraz z wiekiem w przypadku: złamań szyjki lub innych części kości udowej (u kobiet i mężczyzn), złamań kości ramiennej (u kobiet i mężczyzn), złamań kości promieniowej i łokciowej (u kobiet), złamań kości podudzia (u kobiet) oraz złamań kręgosłupa bez uszkodzenia rdzenia kręgowego (u kobiet i mężczyzn). Zależności takiej nie stwierdzono w przypadku złamań kości promieniowej i łokciowej (u mężczyzn), złamań kości podudzia (u mężczyzn) oraz w pozostałych wybranych grupach.

27

METODY BADANIA WłASNOŚCI MECHANICZNYCH TKANKI KOSTNEJ

S. Mazurkiewicz

Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Krakowska, Al. Jana Pawła II 19a, 31-864 Kraków, System szkieletowy, składający się u dorosłego człowieka z 206 elementów kostnych ma za zadanie, z mechanicznego punktu widzenia, przenoszenie sił i momentów jakie występują podczas normalnego funkcjonowania człowieka. Zakłócenie tych funkcji manifestuje się zmianami własności mechanicznych tkanki kostnej, zatem ich ocena może być pożytecznym deskryptorem stanów chorobowych czy patologicznych. Metodyka badań własności mechanicznych tkanki biologicznej, w tym również kości -wymaga uwzględnienia specyfiki badanej materii, silnej anizotropii tych własności i wrażliwości na warunki przeprowadzanych badań. Jest to bowiem materiał Teolo-giczny, o wyraźnych lepkosprężystych cechach. Omówiono paradagmat modelu w biomechanice kości z jego specyfiką i uwarunko-waniami. Teoretyczny opis mechaniki kości podają równania konstytutywne na-wiązujące do tzw. funkcjonalnej adaptacji Wolfa wraz z późniejszymi jej modyfikacjami, uwzględniającymi również rolę czynnika chemicznego [1], [2], Jeśli model izotopowy okazuje się niewystarczający, przyjmuje się do opisu strukturę ortotropową (9 stałych niezależnych) czy izotropię poprzeczną (5 stałych). Grupa modeli strukturalnych zakłada, iż kość jest materiałem dwufazowym (faza mineralna i kologenowa) wykorzystując np. liniową regułę mieszanin. Inna koncepcja przyjmuje model ciała sprężystego porowatego o zmieniającej się gęstości, geometrii i macierzy efektywnych modułów sprężystości [3]. Rozwijane są prace nad modelowaniem geometrii i struktury kości metodami MES. Tak opracowane dyskretne modele pozwalają na symulację stanów obciążeń i bada-nia stanów graficznych [4]. Do oceny własności wytrzymałościowych zastosowano prawa mechaniki pękania, uzyskując min. dobre korelacje między wartością wskaźnika korowo-trzonowego WKT a wytrzymałością mechaniczną. Może to być interesująca propozycja przy ocenie zmian chorobowych np, w osteoporozie [5], [6]. Omówiono inne metody stosowane w diagnostyce ortosyntezy jak metoda drgań ultradźwiękowych, pomiary zmian sztywności itp.

28

Przedstawiono przykład badań zmierzających do ochrony okolicy barku przed skut-kami bocznego uderzenia - np. w wypadkach samochodowych. Dokonany przegląd wskazuje, iż badania dotyczące mechaniki kości, rozwijane w ostatnich latach w licznych ośrodkach naukowych, pozwalają na głębsze zrozumienie związku jaki zachodzi pomiędzy jej własnościami wytrzymałościowymi a stanami chorobowymi i zmianami zachodzącymi wraz z wiekiem biologicznym. Literatura 1. Currey J.D., What is bone for? Property - function relationskip in bone, proceed.

ASME Conf. "Mech. Proper! of Bone", Colorado USA 1981. 2. Katz J.L, Composite mat. models for cortical bone, ASME Conf. "Mech. Propert of

Bone", Colorado USA 1981. 3. Zheo Y.H., Tanden G.P., Weng G.J., Elastic moduli for a closs of porons

materials, Acta Mech., Vol. 76,1989. 4. Rusiński E., Jabłoński B., Oryginalny element skończony w modelowaniu kości

długich, Biomechanika'94, Polit. Wrocł. 1994. 5. Mazurkiewicz S., Możliwości stosowania mechaniki pękania do oceny in vitro

własności wytrzymałościowych kości, Biomechanlka'94, Polit. Wrocł. 1994. 6. Skawina A., Mazurkiewicz S., Litak A., Wyczółkowski M„ Wskaźnik korowo-

trzonowy w ocenie wytrzymałości mechanicznej II kości śródręcza, Cfiir., Narz. Ruchu, Ortop. Pol. 1987, L.II.2.

29

OSTEOPOROZA JAKO EFEKT ZMIAN MINERALOGICZNYCH W KOŚCIACH

M. Pawlikowski

Pracownia Biomineralogii, Zakład Mineralogii, Petrografii i Geochemii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Al. Mickiewicza 30,30-059 Kraków Zjawisko osteoporozy czyli niszczenia beleczek kostnych jest efektem poprze-dzających zjawisk mineralizacji kości, czyli ich powstawania. Zjawisko tworzenia beleczek kostnych, a w szczególności mineralizacji kolagenu kostnego prowadzi do zmiany proporcji pomiędzy tkankami biologicznymi a apatytem kostnym na korzyść apatytu. W procesie tym ubywa komórek kostnych a te, które pozostają mają znacznie bardziej utrudniony kontakt z systemem krwionośnym. Sytuacja ta jest związana z wydłużeniem średniej drogi transportu między komórkami a kanałami Haversa. Powoduje to zarówno gorsze odżywianie komórek kostnych, jak i znacznie gorsze odprowadzanie produktów życiowych (głównie C02 i H20) tych komórek do krwi żylniej. Oba zjawiska przyczyniają się do zmiany warunków fizyko-chemicznych w rejonie jamek kostnych. Przejawia się to głównie, dzięki podwyższonej zawartości CO2, spadkiem wartości pH płynów pozakomórkowych do wartości < 6.6. Przy takim spadku pH wykrystalizowany na włóknach kolagenowych apatyt zaczyna się rozpusz-czać. Powoduje to niszczenie wiązań kolagen-apatyt czego skutkiem jest nie tylko rozpuszczanie apatytu lecz także niszczenie włókien kolagenowych, a więc cienienie a następnie zanik beleczek kostnych, jest to obserwowane rentgenologicznie jako zanik struktury gąbczastej lecz także może się przejawiać w cienieniu kości korowej. Zjawisko osteoporozy poprzez osłabienie struktury wewnętrznej jest groźne nie tylko dla kości. W procesie osteoporozy z kości wyprowadzane są duże ilości Ca i P, które mogą dochodzić nawet do 1 kg w przeliczeniu na czyste pierwiastki. Pierwiastki te odkładają się częściowo w tkankach miękkich, naczyniach krwionośnych, chrząstce stawowej i in. sprzyjając mineralizacji czyli kalcyfikacji tkanek. Dlatego też osteoporozę należy uznać za jeden z głównych procesów biologicznych przyczyniających się pośrednio do śmierci organizmu. Stąd też, walka z osteoporozą jest nie tylko walką o zdrowe kości, lecz o zdrowie całego organizmu. Znajomość przebiegu opisanych procesów daje podstawy do leczenia i profilaktyki osteoporozy.

30

NEW PERSPECTIVES IN BONE DENSITOMETRY

E.F.J. Ring Department of Clinical Measurement, Royal National Hospital for Rheumatic Diseases, Bath UK The ability to make accurate measurements of bone mineral content has developed only within the last decade, and that the pattern of bone density through life has been established. Measurement is important, to study the factors which influence peak bone mass, and thereafter, as bone loses mineral. In women, who lose more bone mineral that men, 35% of cortical bone and 50% of trabecular bone can be lost over a lifetime. Osteoporosis studies are dependent on the relationship of bone mass to normal data. MEASUREMENT TECHNIQUES 1. RADIOLOGICAL PHOTOGRAMMETRY Radiological examination of bone has been well established as a clinical procedure. Advanced osteoporosis is obviously visible, but early stages more difficult to observe subjectively. Recent developments in image digitisation now enable clinical investiga-tors to transfer radiographs to a computer, and measure some of the morphological features relating to bone structure. 2. SINGLE PHOTON ABSORPTIOMETRY A procedure for measuring bone density at the forearm is one of the oldest methods available. The subject may be required to place the forearm in a water tank, and gamma rays from an isotope are passed through the distal ulnar and radius. 3. DUAL PHOTON ABSORPTIOMETRY Using a dual energy isotope source, gadolinium 153, better discrimination can be obtained between hard and soft tissues. Therefore, it has been possible to scan the lumbar spine and femoral neck at the hip joint which are surrounded by soft tissues. These systems have almost entirely been replaced by DXA, where improved resolu-tion and shorter scan times have greatly enhanced their clinical use. 4. DUAL ENERGY X-RAY ABSORPTIOMETRY (DXA) The stable X-ray beam is scanned across the patient and Is detected by one of three different methods to generate a quantitative image. Early systems are designed as a linear X-Y scanner, using a pencil beam generated below the patient and a detector system on the tracking arm over the patient. Later technology has replaced the pencil beam of X- rays with a fan beam, which can sweep the patient in a fraction of the time.

31

Resolution has also Improved. A useful feature of the later machines is the introduc-tion of a C - arm for the generator and detectors. This enables the system to be rota-ted around the patient, and is particularly useful for making a lateral examination of the lumbar spine. A DXA report usually contains a table of values which in addition will quote the T scores and Z scores for the specific regions measured. These are expressions in relation to a reference population in standard deviation units. The T score relates to a young healthy population and the Z score is expressed in relation to an age and sex matched population. 5. COMPUTED TOMOGRAPHY By calibration with phantoms of known mineral content, Computed Tomography can be adapted to measure bone mineral content in - vivo(QCT). Most applications to date have been restricted to the spine, where separate measures of cortical and trabecular density are obtained. Contour tracking algorithms allow for automatic determination of the regions of interest within the vertebral body and the posterior elements. A much smaller and less expensive dedicated system for peripheral bone densitometry is available (pQCT). This system is easy to use, has a radiation exposure which is extremely low (equivalent to DXA), and measures forearm cortical and trabecular bone in 2 minutes. Short term reproducibility is given as C.V. < 1%. 6. ULTRASONOGRAPHY The possibilities of a truly non invasive technique have attracted much research into the attenuation and velocity of ultrasound through bone as a measure of strength. Most of the commercial systems available provide for measurement at the os calcis. Positional problems have been recognized as a source of lower reproducibility. Two other devices for bone measurement are available using ultrasound. A system which requires the operator to hold a sound head on the mid tibia through a layer of gel, uses the reflected sound signal as an index of bone quality Another system uses a small hand jig to send a signal across individual fingers, the metacarpal joints of the hand, and the distal radius. The units of measurement vary, but most report the speed of sound SOS or the broadband attenuation BUA units. Evidence on what these techniques actually measure is still being studied. While much of the activity in bone densitometry is understandably focused on the middle - aged and elderly, there is a lack of substance in data on the young. Control values for children and younger populations under 25 years are very slowly accumu-lating. This reduces the level of confidence that can be applied to densitometry data in these groups. More work in this area is needed to Improve the value of individual measurements, especially in the years leading to 'peak bone mass', which if low, is considered to be a risk factor to fractures in later life.

32

ASPEKTY FIZYCZNE DIAGNOSTYKI TKANKI KOSTNEJ

E. Rokita

Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński, Reymonta 4,30-059 Kraków Tkanka kostna traktowana jest jako układ dynamiczy, którego funkcje w ustroju mogą być opisane na gruncie modeli fizycznych. Szczegółowo przedstawiono modele symulujące zmiany fazy nieorganicznej tkanki kostnej i jej geometrii (wymiar fraktal-ny, charakterystyka Eulera) wywołane osteoporozą. Omówiono dwa sposoby opisu procesów resorpcji i formowania minerałów. Pierwszy sposób polega na wyznaczeniu bezpośrednim lub pośrednim stałych kinetycznych charakteryzujących proces przebudowy tkanki kostnej. Drugi sposób opisu obejmuje pomiar wybranych parametrów statycznych oraz ich analizę statystyczną. W oparciu o obliczenia modelowe dokonano przeglądu parametrów, które mogą być użyteczne we wczesnym wykrywaniu zmian osteoporotycznych kośćca oraz w ocenie skuteczności terapii w tym schorzeniu. Omawiając techniki diagnostyczne szczególny nacisk położono na metody densyto-metryczne, ultrasonograficzne i ilościową tomografię komputerową. Podano przykłady realizacji aparaturowych w/w metod wraz z opisem zasad działania przyrządów. Przeprowadzono wnikliwą interpretację fizyczną wielkości mierzonych w poszczególnych technikach oraz porównie wyników badań przeprowadzonych przy użyciu różnych metod. Szczegółowo przedyskutowano możliwe źródła błędów pomiarowych oceniając precyzję i dokładność poszczególnych technik. W oparciu o obliczenia modelowe oceniono wpływ wybranych źródeł błędów systematycznych na wynik badania.

33

BADANIA HISTOMORFOMETRYCZNE NIEODWAPNIONYCH WYCINKÓW KOŚCI W OSTEOPOROZIE

A.Sawicki Oddział Chorób Wewnętrznych, Szpital Chirurgii Urazowej, ul.Barska 16/20, Warszawa (brak streszczenia)

34

ETIOPATOGENEZA OSTEOPOROZY

A.Sawicki Oddział Chorób Wewnętrznych, Szpital Chirurgii Urazowej, ul.Barska 16/20, Warszawa (brak streszczenia)

35

DIAGNOSTYKA RÓŻNICOWA OSTEOPOROZY

J. Sieradzki Klinika Chorób Metabolicznych Collegium Medicum UJ, ul.Kopernika 15, Kraków (brak streszczenia)

36

PRZEWAGA METODY ULTRASONOGRAFICZNEJ NAD RADIOLOGICZNĄ W OCENIE GĘSTOŚCI KOŚCI W CUKRZYCY

I.Trznadel-Morawska, P.OIszaniecki, J.Sieradzki

Katedra i Klinika Chorób Metabolicznych Collegium Medicum UJ, Kraków, ul. Kopernika 15 Rola cukrzycy w rozwoju osteoporozy wskazuje na potrzebę badań screeningowych nad osteopenią cukrzycową. Cele badań: 1) ocena wptywu kontroli cukrzycy i późnych powikłań cukrzycy na osteopenię cukrzycową, 2) porównanie użyteczności badania osteopenii: ultrasonograficznej i radiologicznej u pacjentów z cukrzycą. Material i Metody: Zbadano gęstość masy kostnej kości piętowej metodą ultrasono-graficzną (Lunar „Achilles" - Ach) u 34 pacjentów z cukrzycą insulinozależną powyżej 5 lat, leczonych intensywną funkcjonalną insulinoterapia. Gęstość kości w kości pro-mieniowej (D-distal, U-ultradistal) mierzono przy pomocy absorpcjometrii rentgenow-skiej (DTX100). Ze względu na osteoporozę pacjentów podzielono na trzy grupy: gr I (zdrowi)-1<Tscore<1, gr II (pacjenci z ryzykiem)-2<Tscore<-1, gr III (pacjenci z osteoporozą) Tscore <-2. Oceniono również: neuropatie obwodową i autonomiczną (Proscicard), retinopatię, nefropatie (mikroalbuminuria). Wyniki: W grupie pacjentów z cukrzycą >1f lat największa część badanych (50%) miata najniższą gęstość kości wg metody Ach: Metodami D i U wykazano natomiast większą częstość normalnej gęstości kości (42% i 71%). Największą średnią dzienną glikemię (174mg%; p<0,05) znaleziono u pacjentów w gr III wg metody Ach i D. Największą HbA1C (8,2%) znaleziono u pacjentów w gr III wg Ach, w gr II (7,75%) wg D, w gr I (7,61%) wg U. Większość pacjentów z neuropatia (60%, n=10, p<0,05) obwodową, autonomiczną (66,7%, n=9, p<0,05) retinopatią (47%, n=21) nefropatie (47%, n=11) należało do gr III wg Ach, natomiast do gr I lub II wg D i U. Nie znaleziono korelacji pomiędzy metodami radiologicznymi a Ach. Gęstość kości wg metody Ach korelowała z dzienną glikemią (r=0,41, p=0,015) oraz z ilością powikłań cukrzycy (r=0,54;p=0,014). Wnioski: W cukrzycy insulinozależnej istnieje związek między późnymi powikłaniami cukrzycy a najniższą gęstością kości wg Ach, co potwierdza rolę mikroangiopatii w patogenezie osteoporozy. Związek między brakiem właściwej kontroli cukrzycy a większą utratą masy kostnej potwierdza rolę hyperglikemii w patogenezie osteoporozy w cukrzycy. Korelacja klinicznych wskaźników cukrzycy i ilość późnych powikłań z gęstością masy kostnej wg metody Ach wskazuje na użyteczność tej metody w ocenie masy kostnej u pacjentów z cukrzycą.