Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» 2 (18) 2015

Статья опубликована на с. 71-77

Введение

Остеопороз — наиболее распространенное системное заболевание скелета, характеризующееся низкой костной массой и микроструктурными повреждениями костной ткани, которые приводят к повышению хрупкости кости и, соответственно, увеличению риска переломов [1]. По данным В.В. Поворознюка (2000), в последние десятилетия проблема остеопороза приобрела особенное значение вследствие двух тесно связанных демографических процессов — резкого увеличения в популяции пожилых людей и количества женщин в постменопаузальном периоде жизни [2]. Приблизительно у каждой третьей женщины после 65 лет случается, как минимум, один перелом костей [3]. При остеопорозе позвоночника клинические проявления связаны с болью в спине и соответствующими функциональными нарушениями, которые существенно влияют на качество жизни [4, 5], поэтому клинически важно понимать влияние остеопороза на морфологию позвоночника и его функцию. Хотя зависимость между старением и морфологией позвоночника достаточно хорошо изучена, однако при этом относительно мало исследованы вопросы влияния остеопороза на такие анатомические образования, как межпозвоночный диск (МПД) [7–9]. Так, в работе M.C. Lau и соавт. (1998) было показано, что около 50 % мужчин и 65 % женщин в возрасте старше 70 лет имеют сниженную высоту тел позвонков более чем на 2 стандартных отклонения по сравнению с молодыми здоровыми субъектами [6]. Одними из ведущих причин этого факта являются уменьшение количества горизонтальных костных трабекул в губчатом веществе тела позвонка и потеря костной массы тел позвонков с последующим снижением высоты межпозвоночных дисков [6, 7]. Это предположение было опровергнуто L. Twomey и J. Taylor (1985), которые у трупов пожилых пациентов обнаружили неодинаковую высоту межпозвоночных дисков [8, 9]. Приведенные выше исследования дают полезную информацию о влиянии старения на морфологию позвоночника, однако при этом не исследовались различия этих морфологических особенностей у пациентов с различной минеральной костной плотностью (МКП). J.M. Pouilles и соавт. (1993) выяснили, что наиболее интенсивная потеря МКП происходит в поясничном отделе позвоночника (ПОП), что сопровождается общим снижением высоты тел позвонков, особенно их переднего края, которое нарастает с возрастом и более выражено у постменопаузальных женщин по сравнению с пременопаузальными [10, 11].

Цель исследования — изучение изменений тел позвонков, межпозвоночных дисков и их площадей в поясничном отделе позвоночника при уменьшении минеральной плотности костной ткани с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Материал и методы исследования

Обследован 81 пациент с различной МКП тел позвонков поясничного отдела позвоночника. Конт–рольную группу составили 20 пациентов (І группа) без признаков остеопороза, остеопения диагностирована у 33 больных (ІІ группа) и остеопороз — у 28 (ІІІ группа) (по данным двухэнергетической рентгеновской денситометрии (ДРД)). Среди них было 69 женщин и 12 мужчин (средний возраст контрольной группы — 49,6 ± 7,6 года; больных с остеопенией — 56,5 ± 9,8 года и остеопорозом — 66,0 ± 9,4 года). Большая часть пациенток женского пола обследовалась по поводу первичного постменопаузального остеопороза (97,7 %) и одна (34 года) — по поводу вторичного — медикаментозного. У мужчин первичный идиопатический остеопороз имел место у 50,0 %, у остальных — вторичный медикаментозный. Все они обследовались по поводу болевого синдрома в ПОП в течение последних 2–4 месяцев. При этом были исключены клинические и рентгенологические (по данным обзорных рентгенограмм и магнитно-резонансной томографии) проявления метастатического поражения, предыдущие операции на ПОП и посттравматические деформации тел позвонков.

Всем пациентам (81) были проведены ДРД и МРТ ПОП. ДРД — на аппарате Lunar PRODIGY Primo (analysis version: 11.40) производства GE Healthcare, по стандартному протоколу с определением остеопороза по классификации Всемирной организации здравоохранения (1994). При этом средние показатели МКП (г/см²) в телах L1-L4 составили: у здоровых — 1,232 ± 0,060; при остеопении — 1,032 ± 0,070; при остеопорозе — 0,757 ± 0,080. Средние показатели Т-критерия в группе контроля — 1,27 ± 0,71; во ІІ группе с остеопенией — –1,40 ± 0,11; в ІІІ группе с остеопорозом — –3,09 ± 1,73. Разница в МКП между I и II группами составила 16,2 % (р < 0,05), между I и III группами — 25 % (p < 0,01).

МРТ проводилась на низкопольных аппаратах с напряженностью магнитного поля 0,2 и 0,36 Тс (AIRIS Mate фирмы Hitachi, Япония, и I-Open 0,36 производства КНР) в 3 проекциях с получением Т1- и Т2-взвешенных изображений (ВИ) и изображений с подавлением сигнала от жировой ткани (STIR) по стандартному протоколу. При МРТ-морфометрии на срединных сагиттальных Т1-ВИ изучались передние, задние и средние высоты тел позвонков и межпозвоночных дисков (от L1 до L5) согласно рекомендациям G. Guglielmi и соавт. (2011) для измерений по боковым спондилограммам [12]. У 7 пациентов при расчете задней высоты межпозвоночных дисков последнюю определяли как разницу между высотами 2 смежных позвонков из-за выраженной дегенерации диска (V степень по классификации C.W. Pfirrmann и соавт., 2001) [13]. Наряду с этим для уточнения данных о нарушении МКП в ПОП рассчитывался также центральный индекс Барнетта — Нордина (ИБН) — отношение средней высоты тела позвонка к высоте его передней поверхности (рис. 1).

Кроме этого, были рассчитаны площади межпозвоночных дисков с использованием программы обработки МРТ-изображений eFilm (MERGE Healthcare, 2005), допустимая погрешность измерений составила 1 мм.

Статистическая обработка полученных данных выполнена с использованием компьютерных программ пакета Statistica (StatSoft Statistica V. 6.0).

Результаты и их обсуждение

Известно, что у здоровых пациентов размеры тел позвонков в диапазоне Th4-L4 имеют некоторые закономерности. Так, размеры переднего, среднего и заднего отделов тел равны друг другу, высота каждого нижерасположенного позвонка на 1–2 мм больше, чем у тела, находящегося выше [14]. Кроме этого, если различия в высоте передней и задней поверхностей тел позвонков и встречаются, то они не превышают 1 мм, и эти соотношения являются доказательством отсутствия остеопении [15, 16]. По мнению Г.Е. Труфанова и соавт. (2007), возрастная остеопения характеризуется разрежением структуры тел позвонков без каких-либо изменений их формы и размеров межпозвоночных дисков [17].

В наших исследованиях в группе сравнения уже отмечалось несоответствие некоторых размеров тел позвонков приведенным выше положениям (табл. 1).

В I группе отмечено уменьшение средней и задней высоты тел соответственно на 3 и 2 мм, что, на наш взгляд, было обусловлено инволютивными и дегенеративно-дистрофическими изменениями в виде различных степеней дегенерации межпозвоночных дисков, которые были обнаружены у всех 20 обследованных, начиная от III степени (20 %) и заканчивая V степенью (45 %) (табл. 3, см. ниже). Индекс Барнетта — Нордина у пациентов I группы составлял 0,86, и при ДРД у этих пациентов не было выявлено данных в пользу остеопении.

При остеопении отмечено уменьшение высоты тел позвонков: передней — на 3,9 %, средней — на 9,7 %, при неизмененной задней высоте (р > 0,05). При анализе изменений при остеопорозе установлено, что передняя высота тел уменьшилась на 2,3 % (р > 0,05), средняя высота — на 12,3 % и задняя высота увеличилась (3,8 %) по сравнению со здоровыми лицами (р < 0,05).

Таким образом, при снижении МКП тел позвонков передняя высота тел позвонков практически не изменилась, лишь слегка снижаясь при остеопении. Средняя высота тел позвонков снижалась при уменьшении МКП, достигая максимального снижения при остеопорозе, в отличие от данных, полученных Y.Z. Griffith и соавт. (2009), утверждавших, что передняя высота тел позвонков в ПОП немного больше у пациентов с остеопорозом.

Результаты МРТ-морфометрических исследований при изучении ИБН показали, что остеопения сопровождалась его уменьшением на 5,7 % (0,83), а остеопороз (0,79) — на 10,2 %, достоверно свидетельствуя о снижении средней высоты тел позвонков при снижении МКП. Полученные данные о показателях ИБН согласуются с данными исследований последних лет, в которых указывается, что величина этого индекса в пределах 0,81 свидетельствует об остеопорозе [15], однако эти выводы были сделаны на основании лишь только МРТ-морфометрии, без учета данных ДРД.

Таким образом, тела позвонков при уменьшении МКП становятся двояковогнутыми, что согласуется с ранее полученными результатами рентгенологических исследований [1–3, 18].

Результаты проведенных морфометрических измерений высоты межпозвоночных дисков при нарушении МКП приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2, средние показатели передней высоты МПД у пациентов с разной МКП существенно не увеличились: при остеопении она увеличилась на 3,4 %, а при остеопорозе — на 4,5 %.

Средняя высота МПД при остеопении по сравнению с пациентами группы сравнения была больше на 18,4 % (р < 0,05), а при остеопорозе она была существенно увеличена — на 29,1 % (р < 0,01), почти на треть высоты МПД здорового пациента.

Задняя высота МПД была увеличена на 12,5 % при остеопении (р < 0,05), а при остеопорозе она была несколько сниженной (на 2,8 %). Как видно из представленных данных, при нарушении МКП морфологические изменения МПД сопровождались прогрессирующим увеличением средней их высоты при несущественных изменениях передней и задней высоты. Снижение задней высоты МПД при остеопорозе, по нашему мнению, может быть обусловлено присоединением дегенеративно-дистрофических изменений. Данные о степенях дегенерации МПД представлены в табл. 3.

Так, у больных со сниженной МКП отмечены следующие степени дегенерации МПД: при остеопении — III степень — 14 %, IV — 38 % и V — 48 %; при остеопорозе — 18, 37 и 45 % соответственно, то есть примерно равномерно, особенно на уровне МПД L4-L5 и L5-S1, что согласуется с данными литературы [15–17, 19].

Как видно из табл. 3, при остеопорозе степень дегенерации межпозвоночных дисков примерно такая же, как и в группе контроля, в том числе и последняя степень дегенерации, при которой наблюдается резкое снижение высоты межпозвоночных дисков.

В настоящее время существуют различные точки зрения на проявления дегенерации МПД и состояние костной ткани в телах позвонков. В работах одних авторов представлены данные о том, что остеопоротическая костная ткань защищает МПД от деструктивных нарушений — низкая минеральная плотность тел позвонков, то есть остеопенические и остеопоротические нарушения, ассоциируется со слабо выраженными проявлениями дегенерации диска [20, 21]. Другие исследователи указывают на наличие корреляционной связи МКП тел позвонков и других участков скелета с дегенерацией диска [22]. Y.Z. Griffith и соавт. (2009) не поддерживают ни одной из этих точек зрения, утверждая, что выраженность дегенеративных проявлений в межпозвоночных дисках незначительно отличается у пожилых пациентов с остеопорозом по сравнению с группами пациентов с остеопенией и нормальной МКП тел позвонков [19]. При этом тесную взаимо–связь между остеопорозом и дегенерацией диска авторы видят в нарушении метаболизма замыкательных пластинок вследствие их склерозирования, что сопровождается нарушением метаболизма фиброзного кольца и студенистого ядра. В работе В.А. Радченко и соавт. (2011) также высказано мнение, что остеопоротические нарушения тел позвонков влияют на состояние МПД, что в какой-то степени подтверждают и наши данные, но все же необходимы дальнейшие исследования коррелятивных взаимоотношений между МКП и дегенеративными нарушениями позвоночника [23].

С помощью программы обработки МРТ-изображений eFilm (MERGE Healthcare, 2005) нами были рассчитаны площади межпозвоночных дисков на Т2-ВИ. Как показали результаты исследования, лучшим критерием, свидетельствующим о снижении МКП тел позвонков, является изучение площадей дисков при данной патологии (табл. 4).

Как видно из приведенных данных, при остеопении средняя площадь МПД на 9,2 % превышает площади дисков пациентов без снижения МКП, а при остеопорозе площади дисков увеличены на 20,2 % (р < 0,05).

В процессе исследования данной категории больных было обращено внимание на то, что у больных с установленным остеопорозом/остеопенией по данным ДРД на Т1-ВИ в сагиттальной плоскости отчетливо визуализируются вены Бреше в виде поперечно расположенных полос низкоинтенсивного сигнала с четкими ровными контурами (рис. 2).

Сравнив данные МРТ с данными ДРД при остеопении, мы обнаружили, что у 29 (93,9 %) из этих больных были отчетливо визуализированы вены Бреше на Т1-ВИ, и только у 2 пациентов они не определялись вследствие выраженного замещения (конверсии) красного костного мозга желтым. При остеопорозе эта вена визуализирована у 71,0 % больных (р = 0,029).

Отсутствие визуализации вены basivertebrales при остеопорозе, по нашему мнению, обусловлено выраженными морфологическими изменениями тел позвонков, а именно — снижением средней высоты, увеличением высоты межпозвоночных дисков (рис. 3).

В заключение, подводя итоги проведенного МРТ-морфометрического исследования, можно утверждать, что МПД представляет собой уравновешенную гидростатическую систему, и при нарушении минеральной плотности кости диск обладает большей гидрофильностью. Его студенистое ядро увеличивается за счет большего накопления жидкости, вследствие чего диск приобретает форму двояковыпуклой линзы, раздвигая тела соседних позвонков. Ослабленные остеопенией тела позвонков начинают перестраиваться, их центральные отделы вдавливаются, тогда как периферические остаются более высокими. Это происходит потому, что, во-первых, периферия тел позвонков с ее лимбусом и наружными более плотными стенками, имеющими много толстых вертикальных костных балок, гораздо прочнее, чем центральная часть, и, во-вторых, потому, что несжимаемое увеличивающееся пульпозное ядро в наибольшей мере давит именно на центральные отделы тел позвонков, вследствие чего их верхняя и нижняя площадки приобретают блюдце–образную форму.

Выводы

1. При МРТ-морфометрии у больных с остеопенией и остеопорозом изменения тел позвонков поясничного отдела позвоночника сопровождаются снижением средней высоты и незначительным снижением передней высоты тел позвонков; уменьшением индекса Барнетта — Нордина; выраженным увеличением средней высоты и площадей межпозвоночных дисков, более выраженными при остеопорозе.

2. У больных с нарушением минеральной плотности костной ткани имеются и дегенеративные изменения межпозвоночных дисков, причем степень их дегенерации достоверно не отличается от группы контроля.