Rozwój technologii w diagnostyce osteoporozy
Technologia R.E.M.S. (Radiofrequency Echographic Multi-Spectrometry) uznawana jest za najnowocześniejsze rozwiązanie w diagnostyce osteoporozy. Za firmą Echolight, publikujemy krótką historię technik diagnostycznych.
Osteoporoza na wczesnym etapie jej powstawania nie jest obecnie rozpoznawana. Jej pierwszym symptomem jest doświadczenie przez pacjenta złamania niskoenergetycznego. Rozwój osteoporozy u pacjentów nie charakteryzuje się szczególnymi symptomami. Dlatego od wielu lat choroba pozostaje nierozpoznana.
Diagnostyka osteoporozy – wskaźnik BMD
Siła kości zależna jest przede wszystkim od gęstości mineralnej kości (BMD-Bone Mineral Density). Densytometria kości odnosi się do procesu badania gęstości kości w miejscach referencyjnych: odcinku lędźwiowym kręgosłupa i szyjce kości udowej. Niski poziom BMD wskazuje na potencjalne ryzyko złamania.
Zgodnie z wytycznymi Światowej Organizacji Zdrowia, wyniki testów BMD są wykorzystywane do zdiagnozowania osteoporozy. W oparciu o standardowe wskaźniki (T-Score), pacjenci są zaklasyfikowani jako znajdujący się w normie, osteopenii i osteoporozie. BMD służy również określeniu, jakie efekty powinna przynieść terapia medyczna, określa również indywidualne ryzyko złamania w przyszłości.
Techniki diagnostyczne osteoporozy
Główne techniki, które służą zdiagnozowaniu osteoporozy mogą zostać podzielone na dwie kategorie. Pierwsze – oparte na promieniowaniu jonizującym (radiologicznym) oraz inne metody, które tego promieniowania nie wykorzystują. Osteoporoza jest diagnozowana w momencie, gdy BMD osoby jest równe lub przekracza o 2.5 SD pomiaru uznawanego za wzorcowy. Osteopenia jest zdiagnozowana, gdy pomiar znajduje się pomiędzy 1 a 2.5 SD pomiaru standardowego u osoby młodej.
Złoty standard – metoda DXA
Technika stanowiąca obecnie tzw. „złoty standard” nazywana jest absorpcjometrią podwójnej energii promieni RTG (DXA). Podczas badania metodą DXA – rura rentgenowska ustawiona na energię o wartości 80-100 kV – przesyła promieniowanie poprzez kręgosłup i biodro. Następnie, na podstawie programu komputerowego, dostarcza informacje pozwalające na ocenę masy kości wyrażone w g/cm2.
Ograniczenia metody DXA:
- Mała dostępność aparatów. Identyfikacja ryzyka złamania przed jego powstaniem jest praktycznie niemożliwa z powodu ograniczonej dostępności densytometrów (DXA). Są to urządzenia drogie, narażające pacjenta na fale jonizujące. Przeprowadzenie badania metodą DXA wymaga zatrudnienia przeszkolonego technika. Dlatego aparaty diagnostyczne DXA z reguły dostępne są w specjalistycznych centrach. Pomiar gęstości mineralnej kości (BMD) za pomocą absorpcjometrii podwójnej energii RTG (DXA) została uznana za „złoty standard” w diagnostyce osteoporozy ze względu na fakt, że umożliwia badanie kręgów i szyjki kości udowej. Międzynarodowe wytyczne zwykle rekomendują badanie DXA w celu zdiagnozowania osteoporozy tylko w przypadkach osób w wieku 65 lat lub starszych – jeżeli nie pojawiają się inne czynniki ryzyka – co wyklucza wczesne działania profilaktyczne.
- Trudna pozycja ułożenia pacjenta podczas badania. Wynik badania metodą DXA jest silnie uzależniony od pozycji pacjenta. Powinna ona zostać celnie oceniona przez technika i sprawdzona przez lekarza, który następnie zajmować się będzie interpretacją wyniku.
- Czynnik interpretacyjny lekarza. Kolejnym źródłem niedokładności skanu DXA jest ryzyko błędów powstałych na etapie analizy po dokonaniu badania. W zasadnie oprogramowanie DXA dostarcza zwykle identyfikację automatyczną miejsc poddawanych badaniu (ROI) w miejscu docelowym badanej kości. Jednakże technik powinien ręcznie dostosować ustawienia, by uzyskać rzetelny wynik.
Ultrasonografia ilościowa kości (QUS)
Ultrasonografia ilościowa kości (QUS) jest metodą alternatywną, wprowadzoną w celu oceny integralności szkieletu w łatwo dostępnych miejscach peryferyjnych. Obecnie dokonywana jest na kości piętowej (pięta), nadgarstku, kości piszczelowej i kości palców dłoni. W ciągu ostatnich lat wiele badań koncentrowało się na kwestii użycia ultradźwięków w celu zbadania osteoporozy.
Obecnie istnieje powszechna zgoda co do faktu, że użycie ultradźwięków ma znaczącą rolę w ocenie ryzyka złamania osteoporotycznego. Ultrasonografia ilościowa kości (QUS) posiada wiele rzeczywistych przewag ponad metodą DXA, a konkretnie jest to niski koszt, brak wystawienia na promieniowanie jonizujące, niskie wymagania techniczne związane z przeprowadzeniem badania, przenośną formę oraz właściwości dotyczące mikroarchitektury kości wraz z informacją o gęstości mineralnej kości.
Ograniczenia metody QUS:
Omawiana technika ultrasonograficzna została niedawno dodana do zestawu służącego diagnostyce osteoporozy. Jednak główna wada i największa bariera na rynku, która uniemożliwia powszechne użycie kliniczne tej metody jest niemożność przeprowadzenia badania w odcinku lędźwiowym kręgosłupa i kości udowej. Miejsc kluczowych w diagnostyce osteoporozy.
R.E.M.S. – wczesna diagnostyka osteoporozy
Technologia reprezentowana przez system EchoS pokonuje główne ograniczenia metody DXA związane m.in. z ułożeniem pacjenta i manualną segmentacją obrazu. W badaniu za pomocą systemu EchoS ułożenie pacjenta nie ma wpływu na pomiary gęstości mineralnej kości ponieważ nachylenie pomiędzy wpadającym promieniem ultradźwiękowym i kością docelową zależy jedynie od umiejscowienia głowicy.
W systemie EchoS ta czynność wspierana jest po pierwsze przez obraz pojawiający się na ekranie. Po drugie – poprzez całkowicie automatyczną selekcję stosunku sygnału do szumu (signal-to-noise, SNR). Liczba kadrów potrzebnych do prawidłowej diagnozy wynosi zaledwie 1/25 realnie pozyskanych danych. Nadmiar pozyskanych danych wspiera rzetelność, co sprawia, że kalkulacje diagnostyczne oparte są jedynie na prawidłowo pozyskanych danych, podczas gdy klatki obrazu stanowiące „szum” są odrzucane.
Technologia EchoS
Gdy obsługujący urządzenie EchoS nie zobrazuje prawidłowo badanego obszaru, system może zapytać operatora, żeby powtórzył pobór danych. Jednak klatki, które są tzw. „szumem” nigdy nie zostaną użyte, by dostarczyć nierzetelny wynik. W momencie, gdy pobór danych jest kompletny, cały proces staje się całkowicie automatyczny i nie ma źródeł błędów, które mogą wpłynąć negatywnie na reproduktywność poboru danych.
Technologia EchoS została rozwinięta w ten sposób, by brać pod uwagę jedynie miejsca docelowe (ROI) szkieletu osiowego, tkanki i modele przetwarzania danych nie mają wpływu na wyniki diagnostyczne. Na stronie produktowej systemu EchoS zaprezentowane są zestawienie parametrów porównujących technologię DXA i EchoS. Prezentują one w jaki sposób system EchoS (w niektórych przypadkach na wyższym poziomie ważności) dostarcza wysoką powtarzalność i precyzję.