Osteoporosi: La diagnosi integrata

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1 Osteoporosi: La diagnosi integrata Silvia Maffei Fondazione CNR-Regione Toscana G. Monasterio Pisa

2 DIAGNOSI INTEGRATA EPIDEMIOLOGIA SINTOMATOLOGIA DIAGNOSTICA DI LABORATORIO DEFINIZIONE TERAPIA FATTORI DI RISCHIO ETIO-PATOGENESI DIAGNOSTICA STRUMENTALE

3 TECNICHE DENSITOMETRICHE La quantificazione della massa ossea (densitometria) : -Tecniche basate o sulla attenuazione di raggi X (es.: Dual-Energy X-ray Absorptiometry o DXA, Tomografia Computerizzata Quantitativa o QCT) -diffusione e trasmissione di ultrasuoni (QUS). I siti di misurazione : polso, rachide lombare, femore prossimale, calcagno, falange prossimale della mano, scheletro intero. Il valore diagnostico di queste tecniche si evince esclusivamente dalla comprovata capacità di quantificare il rischio di frattura. Evidenze scientifiche, derivanti da studi prospettici, sulla capacità predittiva del rischio di frattura (accuratezza diagnostica) per le tecniche DXA (rachide lombare, femore prossimale, polso e calcagno) e per le tecniche QUS (falange prossimale della mano, calcagno). Precisione ed accuratezza diagnostica dipendono dalla metodica di esame e dalla strumentazione utilizzata.

4 Quantificazione della massa ossea (DENSITOMETRIA) Determina il contenuto minerale dell osso, inteso come quantità di osso mineralizzato presente nella struttura scheletrica in esame espresso in grammi (BMC: bone mineral content); il dato è comunemente espresso in termini di densità minerale dell osso per unità areale (BMD: bone mineral density) misurata in grammi / cm 2 Le metodiche mineralometriche in realtà rilevano un valore combinato di osso mineralizzato ed altre componenti strutturali (midollo osseo, vasi, nervi..) in questo contenute, per cui sarebbe corretto parlare a rigore di densità minerale apparente, che tuttavia viene convenzionalmente ed universalmente indicata per semplicità come densità minerale dell osso (BMD)

5 Bone Mass Assessment Non-invasive test for measurement of BMD Major technologies Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA) Quantitative Ultrasound (QUS) Quantitative Computerized Tomography (QCT) Many manufacturers Numerous devices Different skeletal sites BMD Values From Different Manufacturers Are Not Comparable Different dual energy methods Different calibration Different detectors Different edge detection software Different regions of interest Always Compare BMD Never Compare T-scores Least Significant Change (typical) L1-L4: 3-4% Total proximal femur: 4-5%

6 DXA Gold-standard for BMD measurement Measures central or axial skeletal sites: spine and hip May measure other sites: total body and forearm Extensive epidemiologic data Correlation with bone strength in-vitro Validated in many clinical trials Widely available (about 15,000 DXA machines in USA) Reproducibility is far better for BMD measurement than for most laboratory tests. Reproducibility expressed by the CV is usually 1 2% at the spine on anteroposterior images and 2 3% at the proximal femur in individuals with normal BMD values

7 I siti di scansione segmentale con la DXA sono: Tutti i pazienti Colonna Vertebrale Lombare L1-L4 per esaminare l andamento della terapia Femore (non dominante) Femore Intero Femore Collo predittivo di rischio di frattura Alcuni Pazienti Avanbraccio (1/3 distale radio) Se non è possibile misurare i distretti Iperparatiroidismo Grandi Obesi Regioni scheletriche differenti hanno picchi di massa ossea diversi in epoche differenti e perdono massa ossea in percentuali diverse

8 La World Health Organization (WHO), basa la diagnosi densitometrica di osteoporosi sulla valutazione della BMD con tecnica (DEXA), comparata a quella media dei soggetti adulti sani dello stesso sesso (picco di massa ossea). La deviazione standard (DS) dal picco medio di massa ossea rappresenta l unita di misura (T-score). T score Il rischio di frattura inizia ad aumentare in maniera esponenziale per T-score inferiori a -2.5 DS, che è la soglia diagnostica per l osteoporosi. Relative Risk for Fracture ,0-4,0-3,0-2,0-1,0 0,0 1,0 Bone Density (T-score)

9 Diagnosi densitometrica DIAGNOSI T SCORE (deviazione standard dalla media delle donne giovani normali) Massa ossea normale T >-1 Osteoporosi lieve (osteopenia) <-1 T >-2,5 Osteoporosi T <-2,5 World Health Organization (WHO),

10 Il valore misurato puo anche essere espresso in raffronto al valore medio di soggetti di pari eta e sesso Z score Low Z-score (less than -2.0) has been suggested by some to increase likelihood of secondary osteoporosis, however... This is not validated in clinical trials High index of suspicion for secondary causes of osteoporosis is recommended for all patients

11 Using T-scores vs. Z-scores T-scores WHO diagnostic classification in postmenopausal women and men age 50 and older WHO classification with T- score cannot be applied to healthy premenopausal women, men under age 50, and children Z-scores For use in reporting BMD in healthy premenopausal women, men under age 50, and children Z-score -2.0 or less is defined as below the expected range for age Z-score above -2.0 is within the expected range for age

12 Diagnosis Caveats T-score -2.5 or less does not always mean osteoporosis Example: osteomalacia Clinical diagnosis of osteoporosis may be made with T-score greater than -2.5 Example: atraumatic vertebral fracture with T-score = -1.9 Low T-score does not identify the cause Medical evaluation should be considered Example: celiac disease with malabsorption

13 La Tomografia computerizzata quantitativa (QCT) Consente di misurare BMC e BMD ed anche la densità vera (g/cm3 di tessuto) a livello di substrutture ossee (ad esempio componente trabecolare o corticale) e l area sezionale. (Maggiore selettività all interno delle ROI) La QCT non ha ancora sufficienti documentazioni in termini di predittività del rischio di frattura perciò il suo utilizzo diagnostico non è giustificato. I vantaggi della QCT sono: - Misura la reale densità ossea, non influenzata dalle dimensioni dell osso, in un determinato volume, risultando quindi una metodica più accurata della DXA nella misura della BMD nei bambini; -la QCT non è influenzata da quei fattori, quali osteofiti e calcificazioni vascolari, che influenzano invece la DXA. Il limite principale della QCT è l elevata dose di radiazioni (50 msv) cui viene sottoposto il paziente.

14 MINERALOMETRIA AD ULTRASUONI (QUS) Utilizza ultrasuoni con un range di frequenze tra 200 khz e 1,5 MHz, piu basse rispetto a quelle utilizzate per le comuni ecografie Gli ultrasuoni quantitativi non misurano direttamente la densita o il contenuto minerale dell osso, ma misurano la trasmissione del fascio ultrasonoro attraverso il tessuto o la riflessione delle onde sonore dalla superficie dell osso. -Ha una discreta precisione d'indagine (inferiore rispetto alla DEXA). -Non sono possibili misurazioni della colonna vertebrale e del femore. studi prospettici, confermano la capacità predittiva del rischio di frattura per le tecniche QUS (falange prossimale della mano, calcagno). La mineralometria ad ultrasuoni è utilizzata principalmente per la selezione di pazienti da esaminare con DEXA.

15 Fra gli esami di I livello si possono includere: VES, calcemia, creatinemia, emocromo completo, fosforemia, protidemia frazionata, fosfatasi alcalina totale, 25-OH vitamina D. Gli esami di II livello includono: transaminasi, elettroforesi delle proteine urinarie, tiroide (TSH, FT3, FT4), anticorpi antiendomisio e antitransglutaminasi, paratormone serico, calcio ione, markers specifici di turnover osseo, esami specifici per patologie associate.

16 Calcemia Fosforemia Fosfatasi alcalina VES Oseoporosi post-memop. N N N N Osteoporosi sec. N N N N Mieloma multiplo N N Metastasi ossee N N Iperparatiroidi smo prim. N N Osteomalacia N N N: normale

17 FRAX FRAX is a computer-based algorithm ( that calculates the 10-year probability of a major fracture (hip, clinical spine, humerus or wrist fracture) and the 10-year probability of hip fracture. Fracture risk is calculated from: age, body mass index and dichotomized risk factors: prior fragility fracture, parental history of hip fracture, current tobacco smoking, ever use of long-term oral glucocorticoids, rheumatoid arthritis, other causes of secondary osteoporosis and alcohol consumption. Femoral neck BMD can be optionally input to enhance fracture risk prediction. clinical risk factors in conjunction with BMD and age improves sensitivity of fracture prediction without adverse effects on specificity

18 Dipinto di Ursula Ferrara

19 Dosi assorbite in diverse procedure diagnostiche DEXA 1-5 μsv Rx Torace 0.02 msv Rx Colonna lombare 1.3 msv Rx Colonna dorsale 0.7 msv DXA Accuratezza Corrispondenza del valore stimato con quello vero, cioe lo scarto tra il valore della misura ottenuta e la quantita realmente esistente di contenuto minerale del campione di riferimento Precisione Riproducibilita della misura in controlli seriati nel tempo Reproducibility is far better for BMD measurement than for most laboratory tests. Reproducibility expressed by the CV is usually 1 2% at the spine on anteroposterior images and 2 3% at the proximal femur in individuals with normal BMD values

20 Quantitative Ultrasound (QUS) VANTAGGI SVANTAGGI Metodo non invasivo Velocità di esecuzione Costo contenuto Trasportabile Qualità dell osso Facile Utilizzo Ingombro limitato Diversità di apparecchiature Carenza dati di normalità Difficoltà di standardizzazione Precisione long-term Accuratezza Siti analizzabili Solo misure qualitative

21 Secondo la OMS, nell interpretare i risultati della BMD si conviene di adottare le definizioni seguenti: : 1. La BMD normale è definita come un T-score compreso fra +2,5 e 1,0 (la BMD del paziente è cioè fra 2,5 deviazioni standard (DS) sopra la media di un giovane adulto e 1 DS sotto la media di un giovane adulto) 2. L osteopenia (bassa BMD) è associata ad un T-score compreso tra 1,0 e 2,5 DS. 3. L osteoporosi è caratterizzata da un T-score inferiore a 2,5 DS. 4. Per osteoporosi conclamata si intende un valore di T-score inferiore a 2,5 DS con la contemporanea presenza di una o più fratture da fragilità.

22 Markers di rimodellamento osseo Riassorbimento Idrossiprolinuria idrossilisinuria TRAP (fosfatasi acida tartratoresistente) Piridinoline Neoformazione Fosfatasi alcalina Osteocalcina Peptidi N- e C- terminali del procollagene tipo I

23 Why T-score And Not Z-score for WHO Diagnosis? T-score is related to bone strength T-score is related to fracture risk Using Z-scores would result in many normal patients having fragility fractures, and suggest that osteoporosis does not increase with age

24 Mineralometria ad ultrasuoni Rappresenta l'ultima novità nel panorama delle metodiche densitometriche. Si basa sulla modificazione che un fascio di ultrasuoni, a frequenza relativamente bassa ( MHz), subisce attraversando l'osso (calcagno). Ha una discreta precisione d'indagine (inferiore rispetto alla DEXA). Non sono possibili misurazioni della densità ossea della colonna vertebrale e del femore.