DXA avanzata con TBS iNsight

DXA avanzata con TBS iNsight™
Una nuova tecnica di valutazione della struttura ossea
migliora l’identificazione del rischio di frattura
Introduzione
L’Organizzazione Mondiale della Sanità definisce
l’osteoporosi come una malattia silente caratterizzata da una bassa massa ossea (densità ossea) e
da un deterioramento della microarchitettura del
tessuto osseo che porta a un aumento della fragilità e al rischio elevato di frattura1. L’osteoporosi è la
causa attribuibile a più di due milioni di fratture
vertebrali, dell’anca e di altro tipo ogni anno, con
conseguente riduzione della qualità della vita e tasso di mortalità superiore al 20 % nel primo anno
successivo alla frattura. È inoltre associata a un
costo annuale superiore a $ 17 miliardi2. Sebbene
l’incidenza dell’osteoporosi negli Stati Uniti oggi superi quella di attacchi cardiaci, ictus e tumore al
seno messi insieme, l’osteoporosi rimane un problema considerevolmente sottovalutato.
Esistono più di 33 milioni di persone negli Stati Uniti
con bassa massa ossea e soltanto il 20 % di questi
ha ricevuto una diagnosi di osteoporosi e una terapia appropriata.
La densitometria ossea (DXA) è accurata, indolore
e subito accessibile nella maggior parte delle comunità.
Per questi motivi la DXA è ben accettata come strumento standard per la diagnosi dell’osteoporosi. La
densitometria ossea impiega raggi X di due diversi
livelli di energia per fornire informazioni quantitative
in merito alla densità ossea. È stato dimostrato che
questi dati sono correlati al rischio di frattura.
Sebbene la densità minerale ossea (BMD) misurata
mediante DXA sia un fattore determinante importante della resistenza ossea e del rischio di frattura,
è ben noto che oltre il 50 % delle fratture si verificano in pazienti con valori DXA non classificati come
« osteoporotici » (Figura 1). Questa osservazione indica che fattori diversi dalla BMD influenzano la resistenza ossea e il rischio di frattura, tra cui il deterioramento della microarchitettura del tessuto
osseo come suggerito dalla definizione concettuale
di osteoporosi. Ulteriori fattori scheletrici ed extra
scheletrici come la geometria delle ossa, i micro
danni, la mineralizzazione, il turnover osseo, l’invecchiamento, la familiarità e il rischio di cadute,
contribuiscono al rischio generale di frattura4.
Figura 1: oltre il 50 % delle fratture da osteoporosi si verificano in pazienti non classificati nella categoria
« osteoporosi ».
2
TBS iNsight : un nuovo strumento per identificare del livello di grigio da pixel a pixel, ma di ampiezza
molto maggiore (Figura 3). Un variogramma
i pazienti a rischio di frattura
TBS iNsight è uno strumento software da installare di queste immagini proiettate, calcolato come
sugli scanner DXA esistenti. È un metodo semplice, somma delle differenze del livello di grigio al
rapido e riproducibile che permette di stimare il quadrato tra i pixel a una distanza specifica, è in
rischio di frattura sulla base di una determinazione grado di stimare una struttura 3D dalle variazioni
della struttura dell’osso (un indice correlato alla esistenti sulle immagini 2D proiettate. Il TBS viene
microarchitettura dell’osso)5,6 oltre che dei rischi estrapolato dai variogrammi sperimentali delle
determinati dalla densità minerale ossea valutata immagini 2D proiettate. Il TBS viene calcolato
mediante DXA e di altri fattori di rischio. Il risultato come pendenza (slope) della trasformazione
log-log del variogramma 2D, in cui la pendenza
viene espresso in Trabecular Bone Score (TBS).
caratterizza il tasso delle variazioni di ampiezza
del livello di grigio. Un variogramma con forte
Come funziona
pendenza e un valore TBS elevato viene associato
Il TBS è un indice texturale che valuta le variazioni
a una struttura ossea migliore, mentre valori TBS
del livello di grigio dei pixel nell’immagine DXA del
bassi indicano una struttura ossea peggiore.
tratto lombare della colonna vertebrale, fornendo
un indice indiretto della microarchitettura
TBS iNsight si integra perfettamente con gli
trabecolare. In poche parole, i principi alla base
scanner Hologic e GE Lunar esistenti (Tabella 1).
del TBS potrebbero essere paragonati alla
L’esame, eseguito contemporaneamente alla
veduta aerea di una foresta, in cui non è possibile
DXA, non richiede ulteriore tempo o esposizione
distinguere i singoli elementi che la compongono
alle radiazioni. Una volta completata la scansione
(ovvero gli alberi) ; analogamente, anche
DXA standard della colonna vertebrale, i risultati
nell’immagine DXA non è possibile distinguere i
del TBS vengono visualizzati automaticamente in
singoli elementi dei suoi componenti (trabecole).
pochi secondi. Il software TBS permette un’analisi
Sebbene entrambe queste vedute « a bassa
retrospettiva delle scansioni DXA meno recenti
potenza » non abbiano una risoluzione sufficiente
(gli esami precedenti devono essere acquisiti
a identificare le singole trabecole (dall’immagine
nella stessa unità DXA). Questa funzione ha reso
DXA della colonna vertebrale) o alberi (nella veduta
possibile l’accumulo di una grande raccolta di dati
aerea di una foresta), le aree di osso mancanti nel
per la valutazione delle prestazioni del software
compartimento trabecolare o prive di alberi nella
TBS su pazienti sottoposti in precedenza a esami
foresta sono chiaramente visibili (Figura 2)7.
DXA.
A
B
Table 1: unità DXA Hologic i Ge Lunar compatibili
con TBS
Hologic
Ge Lunar
• Horizon™(A,C,W,Ci,Wi) • Prodigy (tutti i modelli)
• Discovery™ (A,C,W,Ci,Wi) • iDXA (tutti i modelli)
• Delphy™(A,C,W,SL)
Non compatibile con DPX
• QDR4500™ (A,C,W,SL)
Non compatibile con Explorer
C
D
Figura 2 : le aree compatte di una foresta (A) e le
radure (B) sono paragonabili ai modelli osservati in un
osso ad alta densità (C) e in un osso poroso (D).
Applicando questo principio alle specifiche del TBS,
una microstruttura trabecolare densa proiettata
su un piano genera un’immagine contenente
numerose variazioni di ampiezza ridotta del livello
di grigio da pixel a pixel. Al contrario, una proiezione
2D di una struttura trabecolare porosa produce
un’immagine con un numero ridotto di variazioni
Figura 3 : il valore TBS viene estrapolato mediante
un algoritmo in grado di analizzare l’organizzazione
spaziale di intensità dei pixel che a sua volta
corrisponde alle differenze nel potere di assorbimento
dei raggi x di un osso osteoporotico rispetto a un
modello trabecolare normale7.
3
Valutazione clinica del TBS iNsight
TBS iNsight è stato valutato in più di 100
pubblicazioni peer-reviewed in tutto il mondo e
su oltre 75.000 pazienti. Alcuni dei risultati più
importanti sono stati opportunamente riepilogati
in recenti articoli di riviste pubblicati da un gruppo
internazionale di esperti nelle patologie delle
ossa12,13 ,tabella 2:
•
La riproducibilità a breve termine delle
determinazioni del TBS è stata riportata in
svariati studi con valori compresi tra 1,1 % e 1,9
% C.V.12
•
Il TBS produce valori più bassi nelle donne in
postmenopausa e negli uomini con precedenti
fratture da fragilità rispetto alle controparti che
non presentano fratture.
• È stato dimostrato che i risultati del TBS non sono
influenzati dalla presenza di osteofiti, un comune
artefatto nelle pazienti in postmenopausa
avanzata e nei pazienti affetti da osteoartrite9.
•
Il TBS è complementare ai dati disponibili
mediante le misurazioni DXA del tratto lombare
della colonna vertebrale.
• I risultati del TBS sono più bassi nelle donne che
hanno subito una frattura da fragilità, ma in cui
i risultati della DXA non indicano presenza di
osteoporosi o anche di osteopenia.
•
Il TBS stima il rischio di frattura ed effettua
le misurazioni della BMD del tratto lombare
della colonna vertebrale nelle donne in
postmenopausa.
• Il TBS può supportare i medici nel monitoraggio
della risposta alle terapie nel tempo.
• Il TBS è associato al rischio di frattura nei soggetti
con condizioni correlate alla riduzione della
massa ossea o della qualità dell’osso13.
Nella Tabella 2 è riportato un sunto degli studi
cardine impiegati in questa pubblicazione.
4
Journal
Article Title
Journal of
Bone Mineral
Research
2011
Bone
microarchitecture
assessed by TBS
predicts
osteoporotic
fractures
independent of bone
density: The
Manitoba Study
Journal of
Bone Mineral
Research
2014
Trabecular bone
score (TBS) predicts
vertebral fracture
over 10 years
independently of
bone density in
Japanese women:
The Japanese
Population-based
Osteoporosis
(JPOS) Cohort
Study
Authors
Cohort
Key Findings
29.407 donne
seguite per 4,7 anni
I valori TBS sono
stati analizzati
retrospettivamente
1. Il TBS valuta il rischio di fratture nonché
la BMD del tratto lombare della colonna
vertebrale e la combinazione è risultata
superiore alle misurazioni eseguite
singolarmente (p<0,001).
2. I miglioramenti incrementali nelle
prestazioni della combinazione di BMD
e TBS sono rimasti significativi anche
dopo l’adattamento per più fattori di
rischio clinici.
Iki M, Tamaki J, Kadowaki E, Sato Y,
Dongmei N, Winzenrieth R, Kagamimori
S, Kagawa Y, Yoneshima H
665 donne seguite
per oltre 10 anni
Per tutte le pazienti:
VFA+ DXA+TBS
1. Il valore TBS più basso è stato
associato a un rischio più elevato di
frattura vertebrale nel corso di 10 anni,
indipendentemente da BMD e fattori di
rischio clinici (tra cui deformità vertebrale
prevalente).
2. Il TBS potrebbe migliorare efficacemente
la valutazione del rischio di frattura
nell’ambito clinico.
Bone 2013
Added value of
trabecular bone
score to bone
mineral density for
prediction of
osteoporotic
fractures in post
menopausal
women: The OPUS
Study
Briot K, Paternotte S, Kolta S, Eastell R,
Reid DM, Felsenberg D, Glüer C, Roux C
Sottogruppo
di 1.007 donne
di oltre 55 anni
originariamente
individuate in 5
centri con pazienti
sopra i 66 anni con
successive fratture
da incidente
1. Le prestazioni del TBS sono state
significativamente migliori rispetto alla
LS BMD in termini di previsione di fratture
osteoporotiche cliniche da incidente.
2. Per le fratture vertebrali diagnosticate
con radiografia, TBS e LS BMD hanno
dimostrato
un’efficacia
predittiva
analoga ma la combinazione di TBS e LS
BMD ha migliorato le prestazioni rispetto
alla LS BMD da sola.
Osteoporosis
International
2014
TBS result is not
affected by lumbar
spine osteoarthritis
Kolta S, Briot K, Fechtenbaum J,
Paternotte S, Armbrecht G, Felsenberg
D, Glüer C, Eastell R, Roux C
1.254 donne in
menopausa
(66,7 ± 7,1 anni) tra
cui 727 con visite
di follow-up per
6 anni
1. N
elle donne in postmenopausa,
l’osteoartrite lombare porta a un
aumento della LS BMD. Al contrario,
il TBS della colonna vertebrale non è
influenzato dalla osteoartrite lombare.
Journal of
Bone Mineral
Research
2015
A meta-analysis of
trabecular bone
score in fracture risk
prediction and its
interaction with FRAX
McCloskey E,Odén A, Harvey N, Leslie W,
Hans D, Johansson H, Barkmann R,
Boutroy S, Brown J, Chapurlat R, Elders
P, Fujita Y, Glüer C, Goltzman D, Iki M,
Karlsson M, Kindmark A, Kotowicz M,
Kurumatani N, Kwok T, Lamy O, Leung J,
Lippuner K, Ljunggren Ö, Lorentzon M,
Mellström D, Merlijn T, Oei L, Ohlsson C,
Pasco J, Rivadeneira F, Rosengren B,
Sornay-Rendu E, Szulc P, Tamaki J, Kanis
J
Studio propestico
basato su 14 coorti:
17 809 uomini e
donne; étà da 50
anni; seguite per 6,7
anni.
1. TBS predice le fratture osteoporotiche,
independentemente della BMD et del
FRAX, e independentemente del tipo di
fratture e del genere.
2. TBS migliora la predizione del rischio
di frattura data col stumento FRAX,
largamente utilizzato.
3. TBS può essere utilizzato come un
parametro per addatare il FRAX.
4. I sogli TBS ottenuti sono simalari per le
donne e per gli uomini: il soglio basso TBS
è 1,230 e il soglio alto TBS è 1,310.
Bone 2015
Trabecular bone
score (TBS) as a new
complementary
approach for
osteoporosis
evaluation in clinical
practice
Harvey NC, Gluer C, Binkley N, McCloskey
V, Brandi M-L,Cooper C, Kendler D, Lamy
O, Laslop A, Camargos BM, Reginster
J-Y, Rizzoli R, Kanis JA
Review of TBS
literature - several
cohorts
A consensus report of a European Society
for Clinical and Economic Aspects
of Osteoporosis and Osteoarthritis
(ESCEO) Working Group
Journal of
Clinical
Densitometry
2015
Fracture Risk
Prediction by NonBMD DXA Measures:
the 2015 ISCD Official
Positions
Part 2: Trabecular
Bone Score
Barbara C. Silva, Susan B. Broy,
Stephanie Boutroy, John T. Schousboe,
John A. Shepherd, and William D. Leslie
Review of TBS
literature - several
cohorts
2015 ISCD Official Positions5
Hans D, Goertzen AL, Krieg MA, Leslie
WD
Tabella 2: sunto degli studi clinici principali per la valutazione di TBS iNsight
5
Possibile interpretazione dei risultati del TBS Utilizzo del TBS per il monitoraggio
iNsight e processo decisionale per i pazienti
trattamento : revisione di studi selezionati
Il report del TBS viene generato simultaneamente
alla stampa dell’esame DXA standard della
colonna vertebrale. Il report (Figura 4) contiene
il calcolo del Trabecular Bone Score globale,
un’immagine della struttura della colonna
vertebrale e fornisce valori di riferimento
corrispondenti all’età.
Il TBS può essere facilmente combinato con il
valore T-score della BMD utilizzando, ad esempio,
la tabella di interpretazione riportata nella Figura
5. Questa tabella di interpretazione è tratta dallo
studio Manitoba13, tabella 2 e fornisce una classe di
rischio per frattura osteoporotica maggiore* che
dipende sia dalla zona WHO T-score per la BMD
(normale, osteopenica e osteoporotica) che dalle
soglie del TBS. Ad esempio, una donna affetta
da osteopenia con un T-score pari a -2,2 nel
tratto lombare della colonna vertebrale rientra
nella classe di rischio di frattura osteoporotica
maggiore di circa 5-7 su 1000 donne all’anno. Con
l’aggiunta del valore TBS (1.180) all’immagine, la
paziente passa a una categoria di rischio superiore
corrispondente a 10-14 su 1000 all’anno. Vale
a dire, il rischio di frattura combinato di questa
donna è simile al Figura 4.
del
Il TBS è stato impiegato in vari studi farmaceutici
concepiti per valutare l’effetto di terapie per
l’osteoporosi, a base di agenti anti-riassorbenti (per
rallentare il processo di distruzione della struttura
ossea) o anabolici (mirati alla ricostruzione della
struttura ossea). I bisfosfonati (alendronato,
zoledronato, ecc.) e il denosumab appartengono
alla categoria degli anti-riassorbenti, mentre il
teriparatide è classificato come agente anabolico.
Questi studi, riepilogati nella Tabella 3, confrontano
gli effetti dei farmaci rispetto a un placebo o
rispetto a un altro farmaco di riferimento in un
intervallo di 24 mesi.
I risultati raccolti sono riportati nella Figura 6.
Questi risultati iniziali evidenziano che farmaci
differenti possono avere un effetto simile sulla
BMD ma un effetto significativamente diverso sul
TBS.
Figura 5. Tabella di interpretazione del TBS iNsight
Figura 4. Stampa di TBS iNsight
*frattura dell’anca, vertebrali, dell’avambraccio e dell’omero
6
Terapia
Alendronato
rispetto a
nessuna terapia
Zoledronato
rispetto a
placebo
Effetto
su BMD spinale
(a 24 mesi)
Effetto su
TBS spinale
(a 24 mesi)
+ 3.8 %
+ 0.4 %
- 0.8 %
- 0.6 %
+ 7.9 %
+ 1.1 %
+ 1.7 %
- 0.5 %
Bibliografia
Krieg et al.: Effects of anti-resorptive agents
on trabecular bone score
(TBS) in older women. Osteoporos Int Marzo
2013;24(3):1073-8.
Popp et al.: Beneficial effect of zoledronate
compared to placebo on spine BMD and
microarchitecture (TBS) parameters in
postmenopausal women with osteoporosis.
A 3-Year Study. J Bone
Miner Res. Marzo 2013;28(3):449-54.
Teriparatide
rispetto a
ibandronato
Denosumab
rispetto a
placebo
+ 7.6 %
+ 4.3 %
+ 2.9 %
+ 0.3 %
+ 7.8 %
+1.9 %
+0.1 %
+0.2 %
Günther et al.: Comparative effects of
teriparatide and ibandronate on spine bone
mineral density (BMD) and microarchitecture
(TBS) in postmenopausal women with
osteoporosis: A 2-year, open-label study.
Osteoporos Int. Luglio 2014; 25(7):1945-51.
McClung M. et al.: Denosumab significantly
improved TBS, an index of trabecular
microarchitecture in postmenopausal
women with osteoporosis. Oral presentation
at the ASBMR 2012.
Figura 6: rappresentazione grafica del cambiamento nel valore del TBS in un periodo standardizzato di 24 mesi
(dati raccolti dagli studi di riferimento riportati sopra)
7
Riepilogo
Bibliografia
Il presente documento ha fornito una breve panoramica su come un nuovo strumento software, il
TBS iNsight, può essere integrato con le attuali valutazioni della densità ossea. Il TBS (Trabecular
Bone Score) è un indice di misurazione strutturale
del livello di grigio nelle immagini dell’assorbimetria
a raggi X a doppia energia (DXA) del tratto lombare
della colonna vertebrale. Tale indice è correlato alla
microarchitettura dell’osso che fornisce informazioni complementari a quelle ottenute mediante misurazione della densità minerale ossea (BMD) standard.
1.
C
onsensus
Development
Conference.
Diagnosis, prophylaxis and treatment of
osteoporosis. Am J Med 1993;94:646–50.
2.
anis JA, WHO Technical Report (2007).
K
University of Sheffield, UK: 66.
3.
ohnell O, et al, An estimate of the worldwide
J
prevalence and disability associated with
osteoporotic
fractures.
Osteoporos
Int
2006;17:1726.
4.
elton LJ, 3rd, et al, Bone density and fracture
M
risk in men. J Bone Miner Res 1998;13:1915.
5.
Melton LJ, 3rd, et al, Perspective: How many
women have osteoporosis? J Bone Miner Res
1992; 7:1005.
6.
Center JR, et al, Mortality after all major types
of osteoporotic fracture in men and women: an
observational study. Lancet 1999;353:878.
7.
Gullberg B, et al, Worldwide projections for hip
fracture. Osteoporosis Int. 1997;7:407-13.
8.
Siris ES, et al, Bone mineral density thresholds
for pharmacological intervention to prevent
fractures. Arch Intern Med. 2004 May 24;164
(10):1108-12.
9.
Burr DB. Bone material properties and mineral
matrix contributions to fracture risk or age in
women and men. J Musculoskelet Neuronal
Interact. 2002 Mar; 2 (3):201-4.
10.
Winzenrieth R, et al, Three-Dimensional (3D)
Microarchitecture
Correlations
with
2D
Projection Image Gray-Level Variations
Assessed by Trabecular Bone Score Using
High-Resolution
Computed
Tomographic
Acquisitions: Effects of Resolution and Noise. J
Clin Densitom. 2013 Jul-Sep; 16(3):287-96.
11.
Hans D, et al, Correlations Between Trabecular
Bone Score, Measured Using Anteroposterior
Dual-Energy X-Ray Absorptiometry Acquisition,
and 3-Dimensional Parameters of Bone
Microarchitecture: An Experimental Study on
Human Cadaver Vertebrae. J Clin Densitom,
2011 Jul-Sep; 14(3):302-12.
12.
Silva BC, et al, Trabecular Bone Score: A noninvasive, analytical method based on the DXA
image. J Bone Miner Res 2014; 29(3): 518-530.
13.
Ulivieri FM, et al, Utility of the trabecular bone
score (TBS) in secondary osteoporosis.
Endocrine 2014 Nov; 47(2):435-48.
14.
Kolta S, et al, TBS result is not affected by
lumbar spine osteoarthritis. Osteoporos Int.
2014 Jun; 25(6):1759-64.
15.
Leib E, et al, Vertebral microarchitecture and
fragility fracture in men: A TBS study. Bone
2014; 62(5):51-5.
È stato dimostrato che la tecnica è riproducibile e
facile da eseguire. I dati pubblicati hanno sistematicamente confermato che se utilizzato come complemento alla misurazione della densità ossea e ai
fattori di rischio clinici, il TBS migliora l’affidabilità
della valutazione del rischio di frattura. Il TBS si è
inoltre dimostrato uno strumento efficace nel monitoraggio della risposta alla terapia. La maggior
parte dei dati pubblicati fino ad oggi descrive l’uso
del TBS nelle donne; tuttavia prestazioni positive
analoghe sono state recentemente segnalate per
gli uomini10. Come importante passo avanti, dati recenti hanno evidenziato un possibile miglioramento
incrementale nella previsione del rischio di frattura
quando il TBS della colonna vertebrale viene utilizzato in combinazione con le variabili FRAX.
Il TBS come parametro di aggiustamento del FRAX,
permette ai dotori beneficiare di un valutazione più
precisa de lrischio di frattura, senza cambiare il
workflow esistente.
Utilizzare il FRAX addatto con TBS permette ai dotori:
- integrare facilmente il TBS nella vostra routina clinica quotidiana,
- Migliorare la predizione di frattura usenda FRAX,
- Affinare la valutazione del rischio di fratture individualmente,
- Miglirorare la selezione dei pazienti che hanno bisogno di un trattamento terapeutico.
In concluzione, TBS è un strumento utile per migliorare la predizione del rischio di frattura in routina
clinica.
Per ulteriori informazioni su TBS iNsight:
- Contributo del TBS nella valutazione del rischio di
frattura per i pazienti:
- Potete leggere il white paper intitolato:
TBS iNsight™ : A Useful Tool to Potentially Reconsider Patient Fracture Risk»
- FRAX addattato con TBS:
- Potete leggere il white paper intitolato:
«FRAX adjusted for Trabecular Bone Score»
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