Přínos SPECT/CT pro diagnostiku osteochondrálního poškození kolenních kloubů

Souhrn

Úvod:

Na scintigrafická a další složitější vyšetření jsou indikováni pacienti s onemocněním kolenních kloubů, jejichž symptomy neodpovídají nálezu jednodušších zobrazovacích (zejména RTG) a laboratorních metod.

Cíl:

Posoudit přínos SPECT/CT vyšetření v diagnostice aseptické nekrózy kondylů, disekující osteochondrózy, osteochondrálního defektu. Porovnat hlavní klinické nálezy, RTG nálezy a  SPECT/CT. Posoudit výhody dostupnosti hybridního systému v rutinní praxi.

Soubor a metodika:

Soubor 38 pacientů z let 2007–2017 o průměrném věku 60 let, z toho 57 % žen, postiženo 45 kloubů.  Vyšetření metodou SPECT do roku 2014 s externím CT, poté na hybridním SPECT/CT.

Výsledky:

V klinických nálezech dominovala bolest (87 %) a otok kolene (21 %), u 13 % bolest kyčlí a páteře. Vedlejší diagnóza byla v 58 %  gonartróza, v 16 % úraz, v 16 % karcinom prostaty nebo prsu. Před SPECT vyšetřením byl RTG snímek suspektní pouze v 36 %. Scintigrafie byla pozitivní v 96 % případů. V 80 % případů byl pozitivní krevní pool. Dle CT se jednalo o  osteochondrální defekt v 67 %, o disekující osteochondrózu ve 20 %, v 9 % o časné stádium poškození kloubní plochy, ve 4 % o osteonekrózu celého kondylu. Po zavedení hybridního systému SPECT/CT narostl počet zjištěných patologických nálezů sledovaného typu na šestinásobek.

Závěr:

Klinická symptomatologie u osteonekrózy kondylů, disekující osteochondrózy, osteochondrálního defektu na kolenních kloubech splývá a bez náročnější zobrazovací techniky je nelze odlišit ani od „atypických“ degenerativních změn. Hybridní SPECT/CT je pro tato onemocnění kolenních kloubů vhodnou vyšetřovací metodou zejména v časných stádiích s významným dopadem na léčbu.

Klíčová slova:

koleno, SPECT/CT, chondrální léze, osteonekróza

Úvod

Hybridní zobrazení založené na technice SPECT/CT značně rozšířilo diagnostické informace z nukleárně medicínských metod o morfologické souvislosti a zlepšilo tak celkovou přesnost výsledků vyšetření pro aktuální klinické účely.

Jednou z důležitých metod nukleární medicíny je dlouhodobě scintigrafie skeletu, která využívá osteotropní radiofarmakum k posouzení aktivní kostní přestavby a odlišení fyziologických a patologických procesů na kostech a kloubech. Řada kostních onemocnění vede k charakteristickým změnám aktivity remodelace okolního skeletu, které mohou být velmi časně zachyceny při kostní scintigrafii.

Vysoká senzitivita zařadila prostou planární scintigrafii skeletu mezi indikované metody pro řadu vyšetření v onkologii, revmatologii, ortopedii a sportovní medicíně, při infekcích či metabolických onemocněních skeletu. ¹ Zavedením hybridního systému SPECT/CT pro vyšetřování skeletu ještě dále narostla senzitivita kostní scintigrafie – např. pro avaskulární nekrózu (AVN) hlavice femuru na 98 %, a navíc se významně zlepšila specificita nálezů. ²

Jednou z možných aplikací hybridní kostní scintigrafie je vyšetření kolenních kloubů samostatně nebo v rámci celotělového vyšetření (z různých indikací, např. onkologických). Z obecně uznávané klinické indikace kostní scintigrafie k časné detekci AVN ³ je recentně možné zařazením hybridního systému zkoumat bolestivé syndromy kolenních kloubů, osteochondrální defekty či subchondrální fraktury, malrotaci či subluxaci patelly. ⁴ V případě chondrálních defektů může SPECT/CT posoudit lokalizaci a stupeň poškození kloubní plochy. ⁵

Včasná a přesná diagnostika lézí kolenního kloubu (např. pro případ spontánní nebo vyvolané osteonekrózy) umožní optimalizovanou terapii ⁶ a speciálně výsledky kostní scintigrafie mohou predikovat reakci na terapii. ⁷

Cílem naší práce bylo zhodnotit vlastní soubor pacientů s nálezem aseptické nekrózy kondylů, disekující osteochondrózy, osteochondrálního defektu, porovnat hlavní klinické nálezy, RTG nálezy a SPECT/CT a posoudit přínos zavedení hybridního systému do rutinní klinické praxe.

Metoda

Prověřili jsme nálezy u 490 pacientů z let 2007–2017 s klinicky atypickou gonartrózou (i jako vedlejší dg.) indikovaných na scintigrafii skeletu na naše oddělení. Kostní scintigrafie byla prováděna po podání 750 MBq radiofarmaka (RF) technetium-99m hydroxymethylenedifosphonátu (HDP) v případě cílené suspekce na poškození kolenních kloubů třífázově na dvouhlavé SPECT gamakameře SPIRIT, firma Mediso, Maďarsko, do roku 2014 s externím CT. Od roku 2014 bylo vyšetření prováděno na hybridním SPECT/CT AnyScan SC, firma Mediso, Maďarsko. Pro SPECT vyšetření, nejčastěji 3 až 4 hodiny od aplikace HDP, jsme užili parametry: rotace 2 x 180 stupňů, každá hlava 64 snímků po 3 stupních, 45 s, matice 128 x 128. Pro LDCT: 16 slice po 1,25–2,5 mm, 100 mAs,120 V, rotace za 1 s, pitch faktor 1, do roku 2014 byly používány parametry plnohodnotného CT.

V souladu s radiologickými kritérii jsme jako disekující osteochondrózu (OCD) označili na CT patrné změny v kloubní ploše s ohraničeným disekátem nebo defekt s přítomným disekátem (disekáty), případně strukturálním poškozením přilehlé kosti. Za časné poškození kloubní plochy (u OCD) jsme označili nález vysoké akumulace RF většího rozsahu, šířící se výrazně do skeletu postiženého kondylu, s typickou lokalizací dle LDCT, ale strukturálně bez CT korelátu. Za osteochondrální defekt (OD) byl označen defekt v kloubní ploše bez disekátu s nebo bez patrného poškození přilehlé kosti. Za avaskulární nekrózu celého kondylu jsme považovali nález vysoké akumulace RF převážně v celém postiženém kondylu (na planárním scanu přibližně trojúhelníkového tvaru) bez CT korelátu.

AVN, OCD nebo OD jsme nalezli u 38 pacientů o průměrném věku 60 let (SD ± 17let), z toho 57 % žen, postiženo bylo 45 kloubů (v 18 % postižení více kloubních ploch). Správnost diagnostiky byla ověřena sledováním pacientů vysílajícími kliniky, opakovanými scintigrafiemi, část pacientů absolvovala artroskopii. Před zavedením hybridního SPECT/CT nebyla v řadě případů diagnostika dalšími zobrazovacími metodami dokončena a tedy tyto pacienty jsme nemohli do souboru zařadit.

Výsledky

Pacienti indikovaní na scintigrafii skeletu s následným nálezem sledovaných poškození kolenního kloubu přicházeli s hlavní diagnózou artrózy v 58 %, s onkologickým onemocněním v 16 %, po úrazech v 16 %, a se suspekcí na osteonekrózu (různého typu) ve 13 %, přičemž u 1 pacienta byly 2 vstupní diagnózy. Mezi základní příznaky patřily bolesti kolenních kloubů (87 %), otoky kolenních kloubů (21 %), bolesti kyčlí nebo páteře (13 %), přičemž u části pacientů bylo přítomno více klinických obtíží. Provedený RTG snímek u této skupiny pacientů pouze v 36 % ukazoval na výraznější poškození kloubní plochy, ve zbytku případů (64 %) byla popsána nejčastěji pouze artróza.

Na scintigrafickém planárním a SPECT nálezu (bez CT) byl v 80 % pozitivní krevní pool, typický obraz synovialitidy (lem nejčastěji kolem distálního konce femuru) byl přítomen ve 40 %. V 96 % případů s nálezem sledovaného poškození kolenních kloubů kostní léze byla zaznamenána lokálně zvýšená kostní přestavbová aktivita v rozsahu 4,5–13,5 násobku aktivity (průměrně 9,5 násobek) nepoškozené části kolenního kloubu (ideálně kontralaterálně, na stejném kondylu). Ve 2 případech (zbylá 4 %) se jednalo o starý defekt kloubní plochy kontralaterálně nebo o starší defekt ipsilaterálně – vždy při novém nálezu na druhém koleni. Jediný fotopenický defekt (tj. nejčasnější stádium AVN) na femuru byl nalezen spolu s pozitivní akumulací radiofarmaka na tibii.

Při následném vyšetření na hybridní gamakameře SPECT/CT byl u 30 případů (67 %) nalezen  osteochondrální defekt (případně více defektů). V 9 případech (20 %) se jednalo o nález disekující osteochondrózy a u 6 pacientů (13 %) byl CT nález negativní, u 4 z nich (9 %) se jednalo o časné stádium poškození kloubní plochy a u 2 (4 %) o osteonekrózu celého kondylu.

Postižení kolenních kloubů bylo z 53 % na PDK, v 47 % na LDK. Dominovalo postižení femurů (69 %), tibie byla postižena v 31 %, zároveň femur a tibie byly postiženy u 3 pacientů (7 %). Nalezli jsme jasnou převahu postižení mediálních kondylů femuru nebo tibie (81 %), oba kondyly byly postiženy u 2 pacientů (4 %).

Před instalací SPECT/CT na našem oddělení nukleární medicíny se dařilo dokončit i morfologické ověření scintigrafického nálezu pouze v menším počtu případů. Po zavedení SPECT/CT do klinické praxe stoupl roční záchyt komplexně diagnostikovaných (scintigrafie a morfologická metoda – u nás nejčastěji LDCT) poškození kolenních kloubů na šestinásobek.

Terapeutický přístup byl v 51 % konzervativní, u 12 pacientů (27 %) byla provedena artroskopie (ASK), operativní řešení s implantací TEP bylo ve sledovaném období indikováno pouze u 8 pacientů (18 %). Ke zmírnění symptomů bylo u 2 pacientů (4 %) provedeno ozáření.

Diskuze

Patologie kolenních kloubů postihují měkké tkáně a/nebo skelet. Poškození měkkých tkání – vazů a menisků, často posttraumatického původu, je často diagnostikováno na magnetické rezonanci (MR) nebo zároveň diagnostikováno a léčeno artroskopicky (ASK). Při suspektním poškození skeletu kolenních kloubů klinici více spoléhají na výsledky dalších zobrazovacích metod. Na scintigrafická a další složitější vyšetření jsou indikováni pacienti s onemocněním kolenních kloubů, jejichž klinické symptomy neodpovídají nálezu jednodušších zobrazovacích (zejména RTG) a laboratorních metod. ³

Masovější zpřístupnění SPECT/CT technologie přináší nové možnosti. Dosud publikované práce zatím doporučují pro poškození kolenních kloubů zejména vyšetření magnetickou rezonancí, které vykazuje nejvyšší komplexnost diagnostických informací. Recentní studie již uvádějí dostatečnou senzitivitu i specificitu kostní SPECT/CT kolenních kloubů, nicméně v dosud provedených srovnávacích studiích nepřináší přídavnou diagnostickou informaci oproti MR. ⁴ Již dříve byla ale scintigrafie skeletu (SPECT/CT) uznávanou vhodnou vyšetřovací alternativou při nemožnosti provedení MR. Počet prací o SPECT/CT v ortopedii sílí teprve od roku 2013, přičemž v letech 2013 a 2014 byla pozornost věnována spíše malým souborům nebo pacientům s aloplastikami.

Kostní scintigrafie umožní časný záchyt poškození. V dalších stádiích onemocnění je z výsledků  SPECT/CT  systému získáván podrobný popis rozsahu poškození, přičemž scintigrafie pokrývá diagnosticky změny časnější, CT změny pozdější. Celkově tedy SPECT/CT bezpečně diagnostikuje stádia, ve kterých může konzervativní terapie přinést významnou reparaci poškození (polovina našeho souboru pacientů).

Poměrně nedávno byly publikovány výsledky prací, porovnávající výsledky  SPECT/CT přímo s výsledky magnetické rezonance, případně ASK. Pro případ poškození kloubní plochy kolenních kloubů jsou výsledky SPECT/CT  v těsné korelaci s výsledky MR vyšetření nebo s artroskopickými nálezy. Maas ⁸ dokázal dobrou korelaci mezi MR nálezy a nálezy SPECT/CT u poškození chrupavky kolenních kloubů a reakci subchondrální kosti, Hirschmann ⁹ dobrou korelaci diagnostických výsledků  SPECT/CT a výsledků MR u chronických bolestí kolenních kloubů. Dordevic ¹⁰ popsal dobrou korelaci výše depozita osteotropního radiofarmaka a velikosti chondrální léze kolene. Konečně Ro du ¹¹ získal výbornou korelaci mezi nálezy SPECT/CT a výsledků ASK při poškození pately. Pro AVN hlavice femuru již dříve referoval Luk ¹², že SPECT/CT má stejně jako SPECT 100% senzitivitu a 88% specificitu (oproti prosté SPECT). V další práci ² s obdobnou tématikou byla získána diagnostická přesnost 95 %, sensitivita 98 % a specificita 87 %.

Známý je význam SPECT/CT pro posuzování změn po implantaci totální endoprotézy (TEP) kolenních kloubů nebo jiných implantovaných kovových materiálů. ^13,14 Vyšetření kontralaterálního kolenního kloubu u pacientů s TEP je další unikátní možností pro SPECT/CT.

Navíc existuje řada klinických situací, kde je scintigrafie skeletu vyžadována z dalších indikací a vyšetření kolenních kloubů je jen další částí studie kostní scintigrafie. Nezanedbatelným faktorem je dostupnost a nízká cena kostní scintigrafie a zanedbatelná přídavná radiační zátěž pro kolenní klouby při použití LDCT. Radiační zátěž při SPECT/CT je totiž u kolenních kloubů podstatně méně významná než u pánve (konverzní koeficient DLP/ED pro dospělé a pro 100 mA na rotaci 1 s, 120 kV má hodnotu 0,0004 tj. ED se pohybuje v našem případě (Anyscan SC) kolem 0,06 mSv. ¹⁵

Zejména s ohledem na dosud relativně krátký čas většího rozšíření hybridních přístrojů SPECT/CT je také pravděpodobné, že bude přibývat prací ukazující přínos zavedení SPECT/CT v kostní scintigrafii pro ortopedická, ale i další vyšetření, zejména pak v porovnání s dalšími alternativními metodami. Další indikace pro užití SPECT/CT v klinické praxi se tak dají očekávat v brzké budoucnosti.

Podle našich výsledků ze záchytu sledovaných onemocnění před érou hybridního SPECT/CT zobrazení se zdá, že výskyt této skupiny onemocnění kolenních kloubů je zřejmě podstatně vyšší, než dnes diagnostikujeme bez použití těchto systémů. SPECT/CT vede k dokončení diagnózy ihned v porovnání s prostou scintigrafií (bohužel zde platí, pokud to neuděláme my, neudělá to v řadě případů nikdo). Zjistili jsme poměrně významný podíl pacientů, u kterých bylo poškození kolenních kloubů diagnostikováno jako vedlejší nález. Je možné, že vyšší záchyt sledovaných kolenních lézí u pacientů s onkologickým onemocněním (kteří absolvují v rámci stagingů a restagingu kostní scintigrafii) ale spíše souvisí s poddiagnostikováním ostatní populace.

Klinické obtíže pacientů v našem souboru nebyly specifické pro jeden typ poškození kolenního kloubu. Společným znakem cílené indikace kostní scintigrafie u těchto pacientů ale byl nesoulad klinických potíží s laboratorními nebo RTG nálezy anebo horší reakce na terapii – tedy ve shodě s některými doporučeními ³, nebo náhodný nález v rámci vyšetřování dalších obtíží.

V 80 % případů se jednalo o záchyt poškození s pozitivní reakcí měkkých tkání na třífázové scintigrafii, tj. cca do 6 měsíců od vzniku a o časná stádia onemocnění. ¹⁶ To ukazuje na dobrou práci indikujících kliniků a zároveň možnost konzervativního přístupu u poloviny postižených. Negativita pozdní fáze scintigrafie ve 4 % odpovídala známému poklesu až normalizaci přestavbové aktivity kolem starých defektů (obvykle nad 2 roky). Rozsah indexu aktivit u pozitivní akumulace osteotropního radiofarmaka postižený/nepostižený kondyl je v udávaném rozsahu pro všechny typy poškození (5 až 15). ¹⁶

Osteochondrální defekt je výsledným stádiem více typů poškození kolenních kloubů, a tak neudivuje jeho dominance v počtu nálezů ani v našem souboru. Poměr postižení mediálních a laterálních kondylů femuru a tibie přibližně odpovídá literárním údajům pro jednotlivé klinické jednotky.

V naší práci jsme se zaměřili zejména na ověření postavení SPECT/CT mezi diagnostickými metodami při poškození kolenních kloubů. Limitace naší studie spočívá zejména v omezené možnosti korelace našich výsledků s výsledky MR a ověření přesnosti diagnostiky je dáno zejména klinickým sledováním pacientů a v omezené míře porovnáváním s výsledky artroskopie. Při předpokládaném nárůstu zachycení osteochondrálních lézí bude možné v budoucnu pacienty podrobněji sledovat podle jednotlivých stádií onemocnění a případně určit prognostické faktory pro další vývoj onemocnění. Ověřujeme také, zda vybraná onkologická onemocnění nejsou rizikovým faktorem pro  osteochondrální léze kolenních kloubů.

Definice sledovaných onemocnění se podle použitých zdrojů mírně liší, předkládáme tedy zjednodušené formulace.

Definice jednotlivých typů poškození:

Avaskulární nekróza (AVN) – speciální označení pro AVN mediálního kondylu femuru je Ahlbackova choroba, dalším používaným termínem je osteonekróza spontánní (SONK) nebo sekundární, případně po artroskopii (až 4 % po ASK meniscectomii). AVN je definována jako poškození kosti způsobené omezením krevního zásobení kosti (některé z 5 hlavních regionálních geniculárních tepen). Poškození je častěji jednostranné, může se týkat vedle mediálních a laterálních kondylů femuru a tibie i pately (často ve spojení s mediálním kondylem femuru). Narušování lokální struktury kosti je při ischemii rychlejší než novotvorba. Kost může odumřít a prolomit se. Dominuje postižení starších pacientů (převážně žen nad 60 let), postihovat může ale i mladé jedince (juvenilní forma, někdy řazená do skupiny tzv. osteochondróz). Zatímco u spontánní formy se jedná zejména o primární poškození cévního zásobování (případně ischemie na podkladě edému po subchondrální fraktuře osteopenické kosti – tedy často u žen), u sekundární může jít o omezení krevního zásobování vlivem systémových onemocnění – např. systémový lupus erythematosus, revmatoidní artritida, srpkovitá anémie, v důsledku terapie kortikoidy, po transplantaci ledvin nebo jako projev dekompresní choroby (neúplný výčet). ¹⁶

Může být léčena konzervativně (časnější stádia) nebo operativně – buď implantací TEP nebo kloub zachovávajícími zákroky. ⁶

Aktualizovaný popis jednotlivých stádií originálně podle Koshina uvádí např. ^16,17

Stádium 0: Klinicky bez obtíží, RTG je normální, na scintigrafii může být patrný defekt perfuze (velmi časně – dny). Histologický nález demonstruje osteonekrózu.

Stádium I: Klinicky bez obtíží nebo 6–8 týdnů intenzivní symptomy, které postupně mizí, RTG a CT bez výrazných změn (týdny až měsíce!), změny jsou vždy patrné na scintigrafii (cca do 6 měsíců po vzniku lze zachytit krevní pool, je patrná zvýšená remodelace poškozené kosti). MR nález (edém) závisí na vývoji poškození. Histologický nález je abnormální.

Stádium II: Po asi 4 měsících od počátku onemocnění (bez léčby) dochází k progresi klinických potíží (typicky bolest, otok, omezení pohybu). Na RTG cystické a sklerotické změny, případně osteopenie, normální chrupavka. Projasnění pod chrupavkou není patrné. Scintigraficky trvá cca do 2 let zvýšená depozice radiofarmaka, pokud neprogreduje poškození do vyšších stádií. Na MR je typický diagnostický nález.

Stádium I a II může být (částečně) reverzibilní a léčba může být obvykle konzervativní.

Stádium III: Po asi 6 měsících od počátku onemocnění (bez léčby). Klinická symptomatologie. Na RTG a CT typický subchondrální kolaps s projasněním.

Stádium IV: Degenerativní změny – osteofyty, skleróza, osteochondrální defekt – vše lépe patrné na CT. (Obr. 1–4)

Osteochondritis dissecans, v češtině používaný termín disekující osteochondróza či transchondrální fraktura je výsledek aseptického oddělení osteochondrálního fragmentu s různým stupněm poškození kloubního povrchu a až s defektem kostní hmoty. Postihuje spíše mladší dospělé. Bývá často spojována s AVN, nicméně jde jen o jednu z příčin OCD. Mezi další faktory patří mikrotraumata (až v 60 %), dysplazie, tuková embolie (tj. obdobně jako výše definovaná sekundární osteonekróza). Typicky je postižena laterální část mediálního kondylu femuru (až v 75 %), zátěžové plochy mediálního a laterálního kondylu femuru, tibie a patellofemorální region. ^16,18

Zde je klasifikace jednodušší:

Stádium 1: stabilní léze v kosti, krytá intaktní chrupavkou – RTG, CT negativní, MR a scintigrafie pozitivní.

Stádium 2: již naznačené odloučení fragmentu v kosti, intaktní chrupavka – CT může být již pozitivní.

Stádium 3: fragmentace a narušení chrupavky, pozitivní všechny metody.

Stádium 4: dislokace fragmentu. (Obr. 5–7)

Konečně osteochondrální defekt (OD) je fokální poškození chrupavky kloubu s poškozením subchondrální kosti. Jde o širší termín, popisující výsledný stav více nemocí – disekující osteochondróza, AVN, makrotrauma nebo chirurgický zákrok. ¹⁹ Osteochondrální postižení je posuzováno podle stability a tíže osteochondrálního postižení a rozvoji artrózy. Stádium časné je limitované postižení chrupavky, bez postižení kosti, RTG je negativní, nález na MRI imponuje jako subchondrální edém, scintigrafie je pozitivní. Poškození postupně přechází do viditelného defektu chrupavky a subchondrální kosti. Pozdní stádium je charakterizováno defektem kosti s postupnou progresí degenerativních změn. (Obr. 8–10)

Závěr

Klinická symptomatologie u avaskulární nekrózy kondylů, disekující osteochondrózy či osteochondrálního defektu na kolenních kloubech splývá a také prostý RTG snímek neumožní časnou diagnostiku. Bez náročnější zobrazovací techniky je nelze, zejména v časných stádiích, odlišit ani od „atypických“ degenerativních změn.

Třífázová kostní scintigrafie samotná umožnila velmi časnou diagnostiku u významné části námi sledovaných pacientů s osteochondrálním poškozením kolenních kloubů, přičemž  SPECT/LDCT doplnilo přesnou lokalizaci léze. Pro určení stádií onemocnění u ostatních pacientů byly potřebné kombinované funkční a morfologické informace z hybridního vyšetření SPECT/LDCT. Dostupnost přístrojů SPECT/CT na pracovištích nukleární medicíny tak významně přispěla ke zvýšené frekvenci časného záchytu sledovaných onemocnění a k včasné a odpovídající volbě terapie.

msimanek@hospital-pe.cz