PRACE KAZUISTYCZNE Adv. Clin. Exp. Med. 2003, 12, 5, 677 684 ISSN 1230 025X IRENA BATYCKA UGORSKA, ZDZISŁAWA BEM Wartość badań MR w trudnych diagnostycznie przypadkach zmian kostnych The Value of MRI in Difficult Cases of Bone Diseases Pracownia Tomografii Komputerowej Katedry i Zakładu Radiologii AM we Wrocławiu Streszczenie Wprowadzenie. Wartość MR w diagnostyce guzów kości jest dobrze znana i doceniania. W rozpoznawaniu in nych zmian układu kostno mięśniowego badanie MR jest znacznie rzadziej wykorzystywane, między innymi ze względów ekonomicznych. Codzienna praktyka wskazuje, że można by uniknąć wielu pomyłek diagnostycznych, gdyby odpowiednio wcześnie zostało wykonane badanie MR. Cel pracy. Celem pracy jest analiza porównawcza wyników badań, takich jak: przeglądowe zdjęcia RTG, USG, TK, ze stanem stwierdzonym w MR w tych przypadkach, w których zaistniały rozbieżności w ocenie zmian kostnych. Materiał i metody. Analizując retrospektywnie wyniki badań MR układu kostno mięśniowego, wykonane w cią gu ostatnich dwóch lat, wybrano te przypadki, w których wykryto rozbieżności między rozpoznaniem klinicznym i zmianami stwierdzonymi w badaniach poprzedzających a MR. Chorzy byli badani w Pracowni Tomografii Kom puterowej AM, w Dolnośląskim i Opolskim Ośrodku Diagnostyki Obrazowej we Wrocławiu. Badania były wyko nane aparatem Magnetom Impact 1.0 T firmy Siemens A.G. Rutynowo były stosowane sekwencje SE, w obrazach T1 i T2 zależnych, a w wybranych przypadkach dodatkowo sekwencje ze wzmocnieniem kontrastowym. Wyniki. W wybranej grupie chorych, badanie MR zadecydowało o rozpoznaniu takich zmian, jak: utajone zmia ny urazowe, nieswoiste zapalenie kości, osteochondritis dissecans i torbiele aneurysmatyczne (Adv. Clin. Exp. Med. 2003, 12, 5, 677 684). Słowa kluczowe: układ kostno mięśniowy, urazy, zapalenia, guzy, badanie MR. Abstract The value of MRI in diagnosis of bone tumors is well known and estimated. In other diseases of muskuloskeletal system MR is less often applied, mostly because of economic reasons. In our practice we consider that most of in correct diagnosis could be avoided using MRI. The purpose of this study is to compare plain radiography, ultrasound, scintigraphy and CT with magnetic resonance imaging in difficult cases of bone diseases. Material and Method. Retrospectively we analyzed all MRI of muskuloskeletal system done in our department in past two years and we selected all cases with different clinical and radiological diagnosis. All patients were dia gnosed in CT Department in Wroclaw Medical University. Examinations were performed by Magnetom Impact 1.0 T Siemiens A.G. T2 weighted and unenhanced T1 weighted spin echo images were obtained for all patients. In se lected cases we used contrast enhanced T1 weighted images and fat saturation. Magnetic Resonance Imaging is re cognized as a powerful diagnostic tool and is highly sensitive in the work up of muskuloskeletal diseases. MRI was helpful in diagnosis of occult trauma, ostitis, osteochondritis dissecans and aneurysmatic cysts (Adv. Clin. Exp. Med. 2003, 12, 5, 677 684). Key words: muskuloskeletal system, fractures, inflammation, tumors, MR imaging. Wartość MR w diagnostyce układu kostno mięśniowego jest już uznaną metodą obrazowa nia. Wysoka rozdzielczość poszczególnych tka nek, a także możliwość wielopłaszczyznowego obrazowania pozwalają uzyskać dokładne infor macje o charakterze i lokalizacji zmian. Możliwa jest także ocena stopnia zaawansowania i dynami ka procesu w kolejnych badaniach. Metoda MR jest badaniem nieinwazyjnym, ciągle jednak trud no dostępnym ze względów ekonomicznych. Zdjęcie rentgenowskie pozostaje pierwszą pro cedurą diagnostyczną w badaniu układu kostno sta
678 I. BATYCKA UGORSKA, Z. BEM wowego, ale w miarę możliwości, następną powin no być badanie metodą rezonansu magnetycznego. Umożliwi to szybkie postawienie właściwego roz poznania i uniknięcia pomyłek diagnostycznych. Celem pracy jest analiza porównawcza wyni ków badań, takich jak: zdjęcie RTG, USG, TK z obrazami MR oraz analiza przyczyn rozbieżno ści w poszczególnych metodach diagnostycznych. Materiał i metody Analiza materiału dotyczy chorych badanych w Pracowni Tomografii Komputerowej Akademii Medycznej, w Dolnośląskim i Opolskim Ośrodku Diagnostyki Obrazowej we Wrocławiu. Badania wykonano aparatem Magnetom Impact firmy Sie miens A.G. Stosowano sekwencje SE, obrazy T1 i T2 zależne. W wybranych przypadkach także se kwencje GE Flash 2D, STIR oraz obrazy FAT SAT z supresją tkanki tłuszczowej. Badania wykonywano w płaszczyznach poprzecznych, czołowych i strzał kowych, a także w wybranych przypadkach po do żylnym podaniu środka cieniującego. Stosowano cewkę do badania całego ciała lub cewkę kolanową. Uzyskiwane obrazy porównywano z badania mi poprzedzającymi, zdjęciem rentgenowskim, USG, TK, a także ze scyntygrafią kości. W pracy uwzględniono przypadki, w których badanie MR w zasadniczy sposób wpłynęło na ostateczne rozpoznanie lub zmieniło całkowicie wstępne rozpoznanie. Zbadano 42 chorych w wieku 13 59 lat. W grupie badanych było 23 kobiety i 19 męż czyzn. Ze względu na rozpoznanie, materiał moż na podzielić na trzy zasadnicze grupy: urazy, zmiany zapalne układu kostno stawowego i tka nek miękkich, procesy rozrostowe. We wszystkich przypadkach przed badaniem MR pacjenci mieli wykonywane zdjęcie RTG. Bada nia TK, a zwłaszcza USG znacznie rzadziej poprze dzały badanie MR (tylko w 55 65%). Najrzadziej wykonywane było badanie scyntygraficzne (10%). Wyniki Urazy W przypadku zmian urazowych układu kost no stawowego pacjenci byli kierowani do badania MR, gdy występowała wyraźna dyskrepancja ob jawów klinicznych ze zdjęciem RTG lub, gdy zbyt długi okres utrzymywały się dolegliwości związa nych z przebytym urazem. Przypadek 1. Chory F. Ł., lat 21, sportowiec uprawiający biegi maratońskie, zgłosił się do bada nia MR z powodu utrzymującego się od ponad 10 miesięcy bólu lewego podudzia. Na zdjęciu rent genowskim w obrębie warstwy korowej kości pi szczelowej lewej było widoczne ognisko osteoskle rotyczne o nieregularnym kształcie, uwypuklające zarys kości w tym miejscu (ryc. 1). W badaniu TK podejrzewano złamanie kości piszczelowej lewej (ryc. 2). Badanie MR pozwoliło na rozpoznanie przewlekłego złamania z wyraźną szczeliną przeło mu z towarzyszącym odczynem zapalnym w obrę bie tkanek miękkich (w badaniu po dożylnym poda niu środka cieniującego) i obecnością nawarstwień okostnowych w miejscu złamania. Przerwana była także warstwa korowa na tym poziomie (ryc. 3). Przypadek 2. Chory G. M., lat 59, przebył przed 4 tygodniami uraz okolicy prawego stawu kolanowego. Zdjęcie rentgenowskie nie wykazało złamania (ryc. 4). Badanie MR uwidoczniło wielo odłamowe złamanie głowy kości strzałkowej pra Ryc. 1. Zgęszczenie struktury kostnej kości piszczelo wej lewej uwypuklające zarys tej kości Fig. 1. Osteosclerotic lesion in left tibia Ryc. 2. Przewlekłe złamanie kości piszczelowej ba danie TK Fig. 2. Stress fracture of left tibia CT imaging
Wartość badań MR w trudnych diagnostycznie przypadkach zmian kostnych 679 Ryc. 3. Obrazy T1 za leżne w projekcji czoło wej przewlekłe złama nie kości piszczelowej lewej z obecnością na warstwień okostnowych Fig. 3. T1 weighted image in coronal plane, stress fracture of left tibia with periosteal layers Ryc. 4. Zjęcie RTG nie wykazano złamania w obrę bie części kostnych stawu kolanowego prawego Fig. 4. Plain film normal knee wej oraz dużą ilość płynu w obrębie stawu kolano wego po tej stronie (ryc. 5a, b). Zmiany zapalne Badanie MR jest wykonywane głównie u cho rych, u których stwierdza się długotrwały ból, a w badaniach wcześniej przeprowadzonych nie wykazano zmian. Przypadek 3. Chora D. P., lat 27, z rozpozna niem ostrej białaczki, leczona przed 8 laty alloge nicznym przeszczepem szpiku. Jest w bardzo do brym stanie ogólnym, skarży się jedynie na ból pra wego podudzia trwający od 1,5 roku. Wielokrotnie była konsultowana ortopedycznie, ale nikt nie zale cił wykonania badania MR. Na zdjęciu rentgenow skim widać jedynie zgrubienie warstwy korowej ko ści piszczelowej. Ze wstępnym rozpoznaniem oste oid osteoma lekarz ortopeda zalecił wykonanie MR. W badaniu MR w obrazach T1 zależnych wy kazano obszar obniżonego sygnału i pogrubienie warstwy korowej. Zmiana ta wykazywała wysoki sygnał w obrazach T2 zależnych, a także naciek przykostny ulegający wzmocnieniu sygnału po do żylnym podaniu środka cieniującego. Zmiana mia ła charakter zapalny ostitis (ryc. 6). Przypadek 4. Chora K. K., lat 45. Pacjentka cierpiąca na uporczywe bóle podudzia lewego. U chorej wykonano zdjęcie RTG, scyntygrafię, TK, USG z biopsją cienkoigłową, ale mimo to po zostawały wątpliwości diagnostyczne, dlatego zle cono badanie MR. Badanie MR wykazało w okolicy środkowej i dolnej części trzonu kości piszczelowej lewej ob niżenie sygnału w obrazach T1 zależnych szpiku kostnego w postaci nacieku. Widoczne było także naciekanie tkanek miękkich położonych wzdłuż
680 I. BATYCKA UGORSKA, Z. BEM a Ryc. 5. Wieloodłamowe złamanie głowy kości strzałkowej prawej: a w obrazach T1 zależnych, b w obrazach T2 zależnych w projekcjach strzałkowych Fig. 5. Fracture of the head of fibula: a T1 weighted image, b T2 weighted image, sagittal plane b bocznej powierzchni kości piszczelowej. Podob nie jak na zdjęciu RTG było widoczne ognisko osteolityczne w obrębie warstwy korowej kości. Obraz MR odpowiadał zmianie zapalnej typu osti tis hematogenes (ryc. 7a, b). Procesy rozrostowe W tych przypadkach badanie MR jest wykony wane do uściślenia rozpoznania postawionego na Ryc. 6. Zapalenie kości, obszar obniżonego sygnału w obrazach T1 zależnych z widocznym naciekiem przykostnym badanie po podaniu środka cieniujące go w projekcji czołowej Fig. 6. Ostitis with periosteal infiltration, decreased si gnal, T1 weighted enhanced image in coronal plane podstawie badań wykonywanych wcześniej oraz do oceny rozległości procesu i ewentualnego monito rowania przebiegu leczenia. Przypadek 5. Chory L. J., lat 49. Od kilku ty godni pacjent uskarżał się na bóle stawu kolano wego lewego. W badaniu RTG było widoczne nie regularne ognisko osteolityczne w obrębie przyna sady dalszej kości udowej lewej. W badaniu MR widoczne nieregularne ognisko obniżonego sy gnału w obrazach T1 zależnych oraz ogniska hi po i hiperintensywne w obrazach T2 zależnych. Obraz typowy dla enchondroma (ryc. 8a, b). Przypadek 6. Chora A. K., lat 19. Przed kilko ma miesiącami pacjentka skręciła staw kolanowy. Od tego czasu występowały niewielkie dolegliwo ści. Wykonane zdjęcie RTG zostało ocenione jako prawidłowe. Retrospektywnie można jednak dopa trzyć się niewielkich zmian w bliższej części kości strzałkowej. Po 8 miesiącach zdjęcie powtórzono, zmiana znacznie się powiększyła. Zalecono wyko nanie badania MR, podejrzewając zmianę rozro stową kości strzałkowej. W badaniu MR uwidocz niono ognisko powodujące rozdęcie kości, otoczo ne nieprzerwaną warstwą korową o niskim, niejed norodnym sygnale w obrazach T1 zależnych. W obrazach T2 zależnych były widoczne poziomy płynu i przegrody łącznotkanowe. Obraz typowy dla torbieli tętniakowatej [1] (ryc. 9a c). Omówienie Badanie MR nie zastępuje, lecz uzupełnia konwencjonalną radiografię w rozpoznawaniu procesu chorobowego oraz w ocenie jego rozle
Wartość badań MR w trudnych diagnostycznie przypadkach zmian kostnych 681 a Ryc. 7. Zmiana naciekowa typu ostitis hematogenes w obrębie szpiku kostnego kości piszczelowej lewej: a w obra zach T1 zależnych po podaniu środka cieniującego w projekcji czołowej, b obrazy T1 zależne w projekcji po przecznej z widocznym ogniskiem osteolitycznym w warstwie korowej kości i naciekaniem tkanek miękkich Fig. 7. Ostitis hematogenes in left tibia: a T1 weighted enhanced image in coronal plane, b T2 weighted enhan ced image in axial plane with osteolitic focus and infiltration of the muscles b a Ryc. 8. Enchondroma, ogniska hipo i heprintensywne, nieulegające wzmocnieniu po podaniu środka cieniującego, projekcja strzałkowa: a w obrazach T1 zależnych, b w obrazach T2 zależnych Fig. 8. Enchondroma, hipo and hiperintensive lesion, sagittal plane: a T1 weighted image, b T2 weighted image b głości i towarzyszących powikłań. Badaniem MR można trafnie rozpoznać nawet nieznaczne zmia ny w obrębie szpiku kostnego. W przypadku zmian pourazowych rola tego badania sprowadza się do: a) wykrywania utajonych złamań przewlek łych, złamań kostno chrzęstnych i stłuczeń kości (przypadek 1). W obrazach T2 zależnych stłuczenie kości trabecular injury obrzęk i krwawienie do szpiku wykazują podwyższony sygnał. Sygnał w obra zach T1 zależnych jest natomiast wyraźnie osła biony [2]. Złamania korowe lub linijne szpary za łamania w obrębie całej kości mają niski sygnał w porównaniu z prawidłowym szpikiem w obra zach T1 i T2 zależnych [3, 4]; b) ocena procesu gojenia złamań. W badaniu MR nie jest ona jednoznaczna. Zrost włóknisty wykazuje niski sygnał zarówno w obrazach T1, jak i T2 zależnych i nie różni się od prawidłowe
682 I. BATYCKA UGORSKA, Z. BEM a b c Ryc. 9. Torbiel tętniakowata nasady i przynasady bliż szej kości strzałkowej lewej powodująca pogrubienie kości i scieńczenie warstwy korowej, widoczne prze grody łącznotkankowe: a w obrazach T1 zależnych, projekcja strzałkowa, b projekcja poprzeczna, c w obrazach T2 zależnych z widocznymi poziomami płynu Fig. 9. Aneurysmal bone cyst of left fibula with thic kening of the bone: a T1 weighted image, sagittal plane, b axial plane, c T2 weighted image with le vels of the fluid go kostnego zrostu, dlatego badanie MR nie może być wykorzystane. W przypadku zrostu opóźnio nego lub obecności stawu rzekomego, gdy poja wia się płyn w obrębie szpary złamania, MR po zwala na ustalenie właściwego rozpoznania [5, 6]; c) wykrycie następstw urazów tkanek mięk kich. Rozerwanie mięśni i ścięgien powoduje podwyższenie sygnału w obrazach T1 zależnych i brak prawidłowego sygnału w obrębie tych struk tur. Także zmiany urazowe łąkotek w obrębie sta wu kolanowego powodują linijne podwyższenie sygnału T1. W tych przypadkach MR jest bada niem z wyboru i przewyższa badanie TK. Badanie MR jest uznawane za doskonałą meto dę rozpoznawania ostrych stanów zapalnych ukła du kostno mięśniowego (przypadki 3, 4). Pozwala na uzyskanie jednoznacznych obrazów zmian na ciekowych w obrębie szpiku kostnego oraz zmie nionych zapalnie otaczających tkanek w obrazach T2 zależnych, a także w obrazach T1 zależnych po dożylnym podaniu środka cieniującego [7]. Ograniczeniem metody są obrazy pooperacyjne, gdy procesy naprawcze i zmiany włókniste tak sa mo ulegają wzmocnieniu sygnału, nawet do 12 miesięcy po przeprowadzonym zabiegu. Utrudnie niem są także artefakty spowodowane obecnością nawet najmniejszych drobin metalicznych po usu niętych wszczepach ortopedycznych. Artefakty są najbardziej widoczne w obrazach T2 zależnych i czasem w celu ich zmniejszenia stosuje się se kwencje w obrazach T1 zależnych z saturacją tkanki tłuszczowej po podaniu środka cieniującego [8]. Stosowanie środka cieniującego w przypadku podejrzenia zmian zapalnych jest konieczne. Nieprawidłowa tkanka zapalna ulega silnemu wzmocnieniu kontrastowemu. Łatwiejsze jest tak że w zmianach przewlekłych odróżnienie zmian bliznowatych od ognisk zapalnych. Środek cieniu
Wartość badań MR w trudnych diagnostycznie przypadkach zmian kostnych 683 jący pozwala również wyodrębnić obecność ropnia z obrysu rozlanych zmian zapalnych i obrzęku [9]. Przewaga TK nad MR jest niewątpliwa w oce nie obecności martwaków zarówno w obrębie warstwy korowej, jak i w jamie szpikowej. Możli wa jest identyfikacja nawet małych oddzielonych fragmentów kostnych. Także uwidocznienie prze tok kostnych i uszkodzenie warstwy korowej jest możliwe właściwie tylko w badaniu TK [10]. Kontrola i ocena gojenia się zmian zapalnych jest możliwa jedynie za pomocą badania MR, która jednoznacznie uwidacznia ustąpienie zmian naciekowych szpiku kostnego. W guzach kości badanie MR uzupełnia zdjęcie rentgenowskie, pozwala ocenić rozległość nacieku w obrębie szpiku i tkanek miękkich. W obrazach T1 zależnych większość guzów wykazuje niski sygnał, a wysoki w obrazach T2 zależnych [11, 12]. Wszystkie zmiany rozrostowe bada się po po daniu środka cieniującego. Różnicowanie i ocena tkankowego charakteru zmiany jest w badaniu MR trudna, jedynie guzy zawierające tkankę tłuszczo wą wykazują wysoki sygnał w obrazach T1 zależ nych i mogą być jednoznacznie określone [13, 14]. Należy jednak pamiętać, że krwawienie do guza też wykazuje podwyższony sygnał T1, a określe nie łagodności lub złośliwości guza nie może być oparte jedynie na badaniu MR [15]. Zdaniem Ma et al. [16] tylko w 55% przypadków można prawi dłowo określić stopień złośliwości guza. MR umożliwia natomiast ocenę rozległości zmiany, ale należy stosować tu środek cieniujący, by odróżnić zmiany naciekowe od wewnątrzszpikowego obrzę ku [2]. MR jest bardzo dokładną metodą, w odróż nieniu od TK, w uwidocznieniu stosunku guza do chrząstki wzrostowej i nasady. Możliwe jest także wykazanie, tzw. skip metastases skokowych we wnątrzkostnych ognisk przerzutowych poza miej scem pierwotnym, ale w tej samej kości. Jedynie MR pozwala na określenie objętości guza i ewentualną obecność płynu w przyległym stawie, co jest objawem determinującym metodę leczenia [17]. Regularne kontrolne badania MR są nieodzowne do wykrywania pozostałości guza lub wznowy procesu. Ograniczeniem metody, jak w procesach zapalnych, jest ocena zmian poopera cyjnych, obrzęk i ziarnina zapalna, wzmacniające sygnał po podaniu środka cieniującego do 12 mie sięcy po zabiegu. Podobne trudności spotyka się u pacjentów po radioterapii, ponieważ mogą wy stąpić obrzęki szpiku kostnego oraz ogniska mar twicy i rozpad. Piśmiennictwo [1] Maiya S., Davies A., Evans N., Grimer R. J.: Surface aneurismal bone cysts: a pictorial review. Eur Radiol. 2002, 12, 99 108. [2] Zanetti M., Bruder E., Romero J., Hodler J.: Bone marrow edema pattern in osteoarthritic knees: imaging and histologic findings. Radiology 2000, 215, 835 840. [3] Lee J. K., Yao L.: Stress fractures: MR imaging. Radiology 1988, 169, 217 220. [4] Mink J. H., Deutsch A. L.: Occult cartilage and bone injuries of the knee, detection, classification and assessment with MR imaging. Radiology 1989, 170 (3), 823 829. [5] Bernabeu D., Gorospe L., Marti M., Beringola C.: MRI unveils mystery of occult fractures. Dignostic Imaging Europe, September 2001, 25 32. [6] Grzesiakowska U., Tacikowska M.: Złamania przeciążeniowe zagadnienia różnicowo diagnostyczne, obraz radiologiczny. Pol. Przegl. Radiol. 1996, 61, 4, 336 339. [7] Lang S.: Osteomyelitis. Radiology 1996, 36, 781 785. [8] Recht M., Piraino D., Paletta G.: Accuracy of fat supressed three dimensional spoiled gradient echo FLASH NR imaging in the detection of patellofemoral articular cartilage abnormalities. Radiology 1996, 189, 209 212. [9] Tumeh S. S., Aliabadi P., Weissman B. N., McNeil B. J.: Disease activity in osteomyelitis: role of radiography. Radiology 1987, 165, 781 784. [10] Kaim A., Gross T., von Schuthess G.: Imaging of chronic posttraumatic osteomyelitis. Eur. Radiol. 2002, 12, 1193 1202. [11] Andrysiak R., Królicki L., Wermeński K.: Mięsak kościopochodny a mięsak Ewinga w obrazie MR. Rez. Magn. Med. 1997, 5, 1, 24 27. [12] Bloem J. L., Taminiau A. H. M., Euldeńnk F.: Radiologic staging of primary bone sarcoma: MR imaging, scin tigraphy, angiography and CT correleted with pathologic examination. Radiology 1988, 169, 805 812. [13] Holsher H. C., Bloem J. L., Nooy M. A.: The value of MR imaging in monitoring the effect of chemotherapy on bone sarcomas. AJR 1990, 154, 763 769. [14] Beuckeleer L., Vandevenne J., Schepper A.: MRI provides new hope for bone tumor patients. Dignostic Ima ging Europe, November 1998, 21 26. [15] Vanel D., Lacombe M. J., Couanet D.: Musculoskeletal tumors: follow up with MR imaging after treatment with surgery and radiation therapy. Radiology 1987, 164, 243 245.
684 I. BATYCKA UGORSKA, Z. BEM [16] Ma L. D., Frassica F. J., McCarthy E. F.: Benign and malignant muskuloskeletal masses: MR imaging differen tation with rim to center differential enhancement ratios. Radiology 1997, 202, 739 744. [17] Lang P., Honda G., Roberts T.: Musculoskeletal neoplasm: perineoplastic edema versus tumor on dynamic post contrast MR images with spatial mapping of instantaneous enhancement rates. Radiology 1995, 197, 831 839. Adres do korespondencji: Irena Batycka Ugorska ul. Dygasińskiego 5 51 153 Wrocław Praca wpłynęła do Redakcji: 13.11.2002 r. Po recenzji: 6.12.2002 r. Zaakceptowano do druku: 4.03.2003 r. Received: 13.11.2002 Revised: 6.12.2002 Accepted: 4.03.2003