Aprile 2006 - Salute per tutti

Aprile 2006
La risonanza magnetica della colonna vertebrale
nella talassemia
Ferdinando Calzolari1, Maria Rita Gamberini2, Vincenzo De Sanctis2
U. O. di Neuroradiologia, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Ferrara, Arcispedale S. Anna
U.O. di Pediatria ed Adolescentologia, Centro di Riferimento Regionale per la Diagnosi e Terapia delle Talassemie, Azienda Ospedaliero-Universitaria di Ferrara,
Arcispedale S. Anna
1
2
Riassunto
La RM rappresenta la metodica di elezione per lo studio del rachide nei soggetti talassemici. In questi pazienti
può essere diagnosticata un’ampia varietà di alterazioni che giustificano dolori vertebrali o sintomi da compressione delle strutture nervose.
Nei talassemici ipertrasfusi e sottoposti a terapia chelante si rilevano platispondilia, accumulo di ferro nel midollo osseo, degenerazione discale e ernie intraspongiose.
Masse di tessuto emopoietico eterotopico possono essere diagnosticate in sede paravertebrale ed epidurale nei
soggetti non correttamente trasfusi. Il tessuto emopoietico attivo ha un segnale RM simile al muscolo ed assume
mezzo di contrasto; masse di tessuto emopoietico inattivo sono caratterizzate da prevalente componente adiposa e accumulo di ferro.
risonanza magnetica, talassemia, accumulo di ferro, degenerazione discale,
emopoiesi extramidollare
Parol e chi av e:
Comitato Editoriale
MRI findings of the spine in thalassemia
Summary
A wide range of spinal abnormalities may be observed in thalassemic patients: MRI is a valuable tool for diagnosing vertebral pain causes or nerve roots and spinal cord compression.
In hypertransfused and chelated patients abnormalities such as platyspondyly, vertebral iron deposition, disk degenerations and Schmorl’ s nodes are frequent.
Paraspinal or epidural masses of extramedullary hematopoiesis are observed in inadequately transfused beta-thalassemic
homozygotes patients and, more commonly, in untransfused patients with thalassemia intermedia. Active hematopoietic
tissue has signal intensity similar to muscle and enhances after contrast media; older inactive masses reveal iron deposition or fatty replacement.
MRI of the spine is useful in differential diagnosis of back pain and in the monitoring of deferoxamine-induced skeletal
changes.
Key wor ds:
MRI, thalassemia, iron overload, disc degeneration, extramedullary hematopoiesis.
Direttore Scientifico
Vincenzo De Sanctis (Ferrara)
Comitato di Redazione
Vincenzo Caruso (Catania), Maria Concetta Galati (Catanzaro), Maria Rita Gamberini (Ferrara), Aurelio Maggio (Palermo)
Comitato Editoriale
Maria Domenica Cappellini (Milano), Marcello Capra (Palermo), Paolo Cianciulli (Roma), Gemino Fiorelli (Milano),
Alfio La Ferla (Catania), Turi Lombardo (Catania), Carmelo Magnano (Catania), Roberto Malizia (Palermo),
Giuseppe Masera (Monza), Lorella Pitrolo (Palermo), Michele Rizzo (Caltanisetta), Calogeo Vullo (Ferrara)
Segretaria di Redazione
Gianna Vaccari (Ferrara)
E m ot h al
Rivista Italiana di Medicina dell’Adolescenza - Volume 4, n. 1, 2006
Introduzione
Dolori ossei e articolari sono sintomi
frequenti nei pazienti talassemici. Nel 25% dei
casi sono localizzati a livello lombare (1).
Il “dolore”, localizzato alla colonna o irradiato, e
la comparsa di deficit neurologici causati da alterazioni o compressioni del midollo spinale e
delle radici nervose rappresentano pertanto frequenti motivi di richiesta per uno studio morfologico del rachide nei giovani talassemici.
Un’attenta analisi della sintomatologia e uno
scrupoloso esame neurologico sono elementi
fondamentali non solo per decidere se dovrà
essere effettuato uno studio panoramico o limitato ad un segmento della colonna, ma anche per
scegliere la metodica diagnostica più idonea per
rispondere al quesito proposto, nel rispetto del
rapporto costo (o rischio) / beneficio.
La più esauriente analisi morfologica della colonna vertebrale o di un suo segmento dovrebbe
consentire la rappresentazione sia del “contenente”, sia del “contenuto”.
Le possibilità diagnostiche della radiologia convenzionale e della tomografia computerizzata
(TC) nello studio del rachide sono ben note.
La radiologia convenzionale consente studi
panoramici della morfologia dell’allineamento
vertebrale anche “sotto carico”, particolarmente
utili nello studio delle scoliosi. D’altra parte, con
le radiografie standard è possibile analizzare
esclusivamente le vertebre, fornendo soltanto
segni indiretti indicativi di patologia dei dischi
intersomatici, delle meningi, del midollo spinale
e delle radici nervose.
La TC consente di studiare sia il contenente, sia
il contenuto; tuttavia per motivi proteximetrici
può essere utilizzata solo per l’analisi di segmenti vertebrali non troppo estesi. La rappresentazione assiale delle immagini non costituisce più un
limite in quanto con le apparecchiature di ultima
generazione è possibile ottenere anche ottime
ricostruzioni multiplanari.
Radiologia convenzionale e TC sono metodiche
invasive, a causa dell’impiego di radiazioni ionizzanti; esse vanno pertanto utilizzate con estrema
oculatezza, soprattutto nei giovani pazienti quali i
talassemici che necessitano ripetuti controlli nel
tempo.
La risonanza magnetica (RM) rappresenta, attualmente, la metodica di elezione per lo studio del
rachide, anche se esistono ancora difficoltà lega-
te ai costi e all’accessibilità degli apparecchi che
ne ostacolano l’impiego per studi routinari.
L’assenza di invasività, le possibilità di rappresentazione panoramica e multiplanare, l’ottima
visualizzazione del contenente e del contenuto
costituiscono i vantaggi generali della RM.
Alterazioni della colonna
del talassemico
La RM può diagnosticare un’ampia
varietà di alterazioni vertebrali tipiche dei
pazienti affetti da β-talassemia major. Dal punto
di vista anatomo-patologico possono essere
riscontrati diversi quadri in relazione al tipo e
alla durata della terapia.
Alterazioni morfologiche
delle vertebre
Nei soggetti non trasfusi o scarsamente
trasfusi si rilevano più frequentemente: osteoporosi, accentuazione dell’aspetto trabecolare delle
vertebre in senso verticale e deformazione biconcava dei corpi vertebrali. Possono, inoltre,
riscontrarsi fratture patologiche e veri e propri
“crolli” vertebrali (Figura 1), talvolta responsabili di compressione delle strutture nervose (2).
Tali alterazioni, oggi meno frequenti rispetto al
passato, sono state descritte con la radiologia
convenzionale e la TC. In particolare, la TC si è
dimostrata utile non solo per caratterizzare la
struttura ossea dei corpi vertebrali dal punto di
vista morfologico, ma anche per quantificarne la
componente minerale dell’osso (3). La terapia
ipertrasfusionale e il trattamento chelante hanno
modificato il decorso naturale della β-talassemia
major. I pazienti correttamente trasfusi e trattati
con desferrioxamina (DF) manifestano nel tempo
alterazioni vertebrali diverse da quelle tipiche dei
soggetti non trasfusi o ipotrasfusi (2).
Per quanto riguarda le alterazioni morfologiche
delle vertebre, tipica di questa classe di pazienti è
la cosiddetta platispondilia, alterazione caratterizzata da appiattimento dei corpi vertebrali (2, 4).
A livello dorsale sono più frequenti assottigliamenti anteriori dei corpi vertebrali, con deformazioni a “cuneo” che comportano atteggiamenti
cifotici. Al passaggio toraco-lombare sono invece
46
F i gu r a 1 .
RM, immagine sagittale
dipendente dal T2.
“Crolli” dei corpi vertebrali
di D12 e L3 (frecce).
F ig u r a 2.
RM, immagine sagittale
dipendente dal T1.
Platispondilia al passaggio
dorso-lombare.
Em o th al
Ferdinando Calzolari, Maria Rita Gamberini, Vincenzo De Sanctis
La risonanza magnetica della colonna vertebrale nella talassemia
più frequenti aspetti “biconvessi” dei corpi vertebrali (2) (Figura 2).
Alcuni Autori hanno ipotizzato che tali alterazioni morfologiche vertebrali possono essere causate dalla diretta interferenza della DF con il metabolismo dei minerali (zinco, rame, magnesio)
interessati nell’ossificazione encondrale, attraverso un meccanismo di chelazione o per tossicità
diretta (2). Altri studi sostengono che la platispondilia sia dovuta alla deplezione del tessuto
emopoietico determinata dall’alto regime trasfusionale. La ridotta pressione intramidollare non
consentirebbe di sostenere adeguatamente il carico ponderale e gli stress bio-meccanici e di conseguenza porterebbe ad un progressivo appiattimento vertebrale (4).
L’insorgenza o meno della platispondilia potrebbe inoltre dipendere dall’età in cui il paziente inizia la terapia chelante. È stata, infatti, descritta
l’assenza di alterazioni vertebrali di questo tipo in
soggetti trattati con DF dopo i 3 anni di vita,
anche se in questa casistica l’effetto dell’età non
può essere separato da quello della dose totale
assunta (5).
Accumulo di ferro
nel midollo osseo
Le alterazioni morfologiche vertebrali
finora descritte dipendono dalle modificazioni
strutturali del midollo osseo causate dalla malattia.
La RM rappresenta la metodica di elezione per la
rappresentazione e la caratterizzazione tessutale
del midollo osseo. L’aspetto RM del midollo osseo
assume caratteristiche peculiari nei pazienti talassemici.
Il midollo osseo può essere distinto in midollo
rosso, emopoieticamente attivo, e midollo giallo,
emopoieticamente inattivo. La composizione dei
due tipi di midollo è assai diversa. Il midollo
rosso contiene il 40% di acqua, il 40% di grasso
e il 20% di proteine; il midollo giallo il 15% di
acqua, l’80% di grasso e il 5% di proteine (6, 7).
La distribuzione del midollo rosso e del midollo
giallo è dipendente dall’età. Nel neonato l’intero
scheletro è pressoché interamente occupato da
midollo rosso. Dai primi anni di vita si verifica
una rapida conversione verso il midollo giallo
dalla periferia verso lo scheletro assiale (6, 8).
Utilizzando opportune sequenze e tecniche di
acquisizione delle immagini, con la RM è abbastanza agevole differenziare il midollo giallo dal
midollo rosso. Il midollo giallo appare pressoché
isointenso rispetto al tessuto adiposo sottocutaneo; il midollo rosso appare ipointenso rispetto
al grasso e lievemente iperintenso rispetto al
muscolo (8). Con l’avanzare dell’età si rilevano
un progressivo aumento di segnale (Figura 3) ed
una progressiva riduzione della fisiologica assunzione contrastografica del midollo osseo vertebrale a causa del relativo aumento del tessuto
adiposo (9).
Figura 3. RM, immagini sagittali dipendenti dal T1. Rachide lombo-sacrale di soggetti non talassemici di sesso femminile, rispettivamente
di 2 (a), 26 (b), 64 (c) e 73 (d) anni di età. Con l’aumento dell’età si rileva progressivo aumento di segnale dei corpi vertebrali, per la
conversione da midollo rosso a midollo giallo. In c) si noti l’iniziale comparsa di midollo giallo attorno alla vena vertebrale centrale (freccia).
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Nel talassemico, l’aspetto alla RM del midollo
osseo dipende non solo dall’età e dalla sede anatomica, ma anche dal tipo e dalla durata della
terapia, trasfusionale e chelante (8).
La deposizione di ferro nel midollo osseo determina la caratteristica riduzione del segnale RM,
per accorciamento del tempo di rilassamento T2
ed effetti di suscettibilità magnetica (Figura 4). La
deposizione di ferro nel midollo si verifica
comunque nei siti ove è presente midollo rosso
attivo, indipendentemente dalla presenza di terapia chelante (8).
Infatti, è stato riportato come talassemici non
trattati, di età inferiore ai 3 anni, presentino un
segnale compatibile con midollo rosso sia nello
scheletro assiale che periferico. Soggetti ipertrasfusi ma non chelati, di età compresa tra 6 e 8
anni, presentano deposizione di ferro nel midollo sia centrale che periferico. Infine pazienti ipertrasfusi e chelati, di età superiore ai 12 anni, presentano una più modesta deposizione di ferro nel
midollo centrale, nonostante la chelazione, e da
un aspetto “misto” del midollo periferico, con
prevalenza di midollo giallo (8).
L’accumulo di ferro, particolarmente severo nella
β-talassemia major, genera radicali liberi responsabili di alterazioni tessutali (10). I radicali liberi
rappresentano una causa di artropatie e possono
favorire la degenerazione discale (11).
Patologia degenerativa
discale
Nei pazienti trasfusi e trattati con DF si
riscontrano frequentemente alterazioni di tipo
degenerativo e calcificazioni asintomatiche dei
dischi intervertebrali (2). Ancora si discute sull’eziopatogenesi della degenerazione discale, che
sembra derivare dal danneggiamento dell’anulus
fibrosus. La DF potrebbe rappresentarne una
causa, poiché questi quadri sono meno severi nei
soggetti non sottoposti a terapia chelante. È stato
ipotizzato anche un effetto dannoso dell’accumulo di ferro, ma poiché nei casi controllo non trattati con DF era meno grave l’accumulo di ferro,
non è possibile stabilire con esattezza se la discopatia sia causata dall’uno o dall’altro fattore (12).
La degenerazione discale è più pronunciata in
sede lombare ed è diffusa a più livelli rispetto alla
patologia degenerativa discale riscontrabile in
pazienti non talassemici (12).
Figura 4. RM lombo-sacrale, immagini sagittali dipendenti dal T2. a) Soggetto normale; b) paziente
talassemico. Nel paziente talassemico le vertebre hanno segnale molto meno intenso a causa
dell’ accumulo di ferro. Riduzione di segnale anche dei dischi intersomatici, espressione di fenomeni
degenerativi.
Alla RM il disco degenerato appare ridotto di
spessore e di segnale alterato, prevalentemente
ipointenso nelle immagini dipendenti dal T2 per
una progressiva disidratazione (Figura 4).
Nei talassemici possono essere apprezzabili
anche ernie intraspongiose di Schmorl (Figura
5). Nei pazienti sintomatici per dolore il midollo
osseo circostante l’ernia intraspongiosa appare
ipointenso nelle immagini dipendenti dal T1 e
iperintenso nelle immagini dipendenti dal T2
(Figura 6).
Questi aspetti RM denotano la presenza di edema
vertebrale, non più visibile nei pazienti asintomatici (13).
Scoliosi
Alcuni studi riportano una più alta incidenza di scoliosi nei pazienti talassemici rispetto
alla popolazione generale. La scoliosi dei talassemici sembra avere caratteristiche differenti rispetto alle scoliosi idiopatiche. Nei talassemici non si
rileva differente prevalenza tra i sessi ed è particolarmente frequente la curvatura lombare sinistro-convessa. Tutti i talassemici scoliotici hanno
un significativo ritardo della maturazione scheletrica. La gravità della scoliosi non correla con le
caratteristiche della terapia trasfusionale, mentre
i pazienti scoliotici sono da più lungo tempo sottoposti a terapia chelante rispetto ai non scoliotici (14, 15).
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Figura 5.
RM, immagine coronale
dipendente dal T1 al
passaggio dorso-lombare.
Ernie intraspongiose (frecce)
e platispondilia.
Em o th al
Ferdinando Calzolari, Maria Rita Gamberini, Vincenzo De Sanctis
La risonanza magnetica della colonna vertebrale nella talassemia
F i g ur a 6 .
RM dorsale, immagini sagittali
dipendenti dal T2 (a), dal T1
(b) e dal T1 dopo mezzo di
contrasto (c). Paziente
talassemico affetto da forti
dorsalgie, Ernie
intraspongiose (frecce). Il
segnale elevato nelle
immagini dipendenti dal T2
(a), a cui corrisponde
assunzione contrastografica
(c), depone verosimilmente
per edema vertebrale e
fenomeni di angiogenesi.
Emopoiesi extramidollare
Figura 7.
RM, immagine assiale
dipendente dal T1 di una
vertebra dorsale. All’interno del
canale spinale si rileva una
piccola masserella riferibile a
tessuto emopoietico
extramidollare epidurale
(freccia), di segnale simile al
midollo spinale (m). Il midollo
spinale non è compresso.
Nei pazienti con β-talassemia major
irregolarmente trasfusi e nei pazienti con talassemia intermedia non trasfusi si rilevano frequentemente focolai di emopoiesi extramidollare in
vari organi e apparati (16, 17). Un tessuto emopoietico eterotopico può essere riscontrato anche
in sede paravertebrale o all’interno del canale spinale (Figura 7). Queste masse possono essere
responsabili di sintomatologia dolorosa e di sintomi neurologici conseguenti a compressioni
delle strutture nervose (16-21).
Il tessuto emopoietico eterotopico appare generalmente ben delimitato, senza caratteristiche di
tipo “infiltrante” (22). La presenza di emopoiesi
paravertebrale può essere sospettata anche con
radiografie del torace o della colonna vertebrale;
d’altra parte le radiografie non possono rilevare
localizzazioni all’ interno del canale spinale (21).
Figura 8.
RM, immagini coronali
dipendenti dal T1, senza (a) e
con mezzo di contrasto (b).
Masse di tessuto emopoietico
extramidollare paravertebrale
in sede dorsale. L’ assunzione
di mezzo di contrasto
(espressa da segnale più
intenso in b) depone per
tessuto emopoietico “attivo”.
49
Focolai di emopoiesi eterotopica possono essere
diagnosticati anche con TC. La RM ancor più
della TC definisce correttamente sede, dimensioni e rapporti con le strutture nervose del tessuto
emopoietico eterotopico paravertebrale e intracanalare (16, 17, 21).
Le masse paravertebrali sono localizzate in prossimità delle articolazioni con le coste; sono tipiche anche le localizzazioni pre-sacrali (23).
I focolai di emopoiesi eterotopica epidurale
appaiono in genere come masse rotondeggianti o
lobulate, omogenee, ben demarcate, situate prevalentemente nella parte posteriore del canale
vertebrale, più frequentemente in sede dorsale.
La proliferazione del tessuto emopoietico eterotopico all’interno del canale spinale potrebbe
derivare da cellule totipotenti, dallo sviluppo di
residui embrionari o dalla diretta diffusione dal
midollo osseo vertebrale. Quest’ultima teoria,
tuttavia, non spiegherebbe la localizzazione a
distanza in altri organi (24).
L’aspetto istologico delle masse di emopoiesi
extramidollare dipende dalla durata della loro
comparsa e dalla domanda eritropoietica del
paziente. Precocemente si rilevano principalmente cellule mature e immature della serie eritroide
e mieloide all’interno di strutture venose sinusoidali dilatate, più tardivamente le masse divengono eritropoieticamente inattive e sono caratterizzate da prevalenza di tessuto fibro-adiposo e
depositi di ferro (17).
La RM consente di caratterizzare il tessuto emopoietico eterotopico. Il tessuto “attivo” appare
pressoché isointenso al midollo spinale nelle
immagini dipendenti dal T1 ed assume mezzo di
contrasto (Figura 8). Lesioni di basso segnale
E m ot h al
Rivista Italiana di Medicina dell’Adolescenza - Volume 4, n. 1, 2006
nelle immagini dipendenti dal T1 e dal T2, senza
assunzione contrastografica, suggeriscono deposito di ferro. Un alto segnale, sia nelle immagini
dipendenti dal T1 che in quelle dipendenti dal
T2, depone per una degenerazione adiposa (17)
(Figura 9).
F ig u r a 9.
RM, immagine assiale
dipendente dal T2 a livello
dorsale. Masse paravertebrali
di elevato segnale, compatibili
con tessuto emopoietico
extramidollare a prevalente
componente fibro-adiposa.
Conclusioni
La possibilità di rappresentare la morfologia delle vertebre, il segnale del midollo osseo,
le alterazioni dei dischi intersomatici e l’eventuale presenza di tessuto emopoietico eterotopico
rendono la RM fondamentale e peculiare nello
studio del rachide del talassemico.
Attualmente particolari apparecchiature consentono l’analisi della colonna vertebrale anche in
ortostatismo (25). Questi esami potrebbero essere particolarmente utili per esaminare le curvature della colonna sotto carico nei talassemici scoliotici.
I sintomi e il quadro clinico dei pazienti possono
trovare un corrispettivo negli aspetti anatomopatologici dimostrabili con la RM.
Inoltre, la RM può essere utile qualora si pongano problemi di diagnosi differenziale, ad esempio
tra quadri neurologici dovuti a fenomeni compressivi su strutture nervose o, in alternativa, alla
neurotossicità causata dalla DF (26).
La diagnosi differenziale deve comunque comprendere anche altre patologie non specifiche
della talassemia, che possono verificarsi in questi
pazienti (Figura 10).
Infine, il fatto che pazienti trasfusi e sottoposti a
trattamento chelante dimostrino più frequentemente alterazioni vertebrali piuttosto che anomalie metafisarie suggerisce che l’analisi RM della
colonna vertebrale è particolarmente indicata nel
monitoraggio delle alterazioni ossee indotte dalla
DF (2).
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50
F ig ur a 10 .
RM, immagini sagittali della
colonna lombo-sacrale di
paziente talassemico.
a) Immagine dipendente dal
T2; b) immagine dipendente
dal T1; c, d) immagini
dipendenti dal T1 dopo
soppressione del segnale del
grasso, rispettivamente senza
e con mezzo di contrasto.
Angioma di D12. Il segnale
iperintenso in T1 e T2 (a, b)
che si attenua dopo
soppressione del grasso (c)
depone per una prevalente
componente tessutale fibroadiposa; l’assunzione di
mezzo di contrasto (d) denota
anche la presenza di stroma
vascolare. Il tessuto
angiomatoso protrude
posteriormente all’ interno del
canale spinale, ove comprime
le strutture nervose al
passaggio cono midollare –
cauda. Si notino piccole ernie
intraspongiose al passaggio
dorso-lombare e segnale
relativamente ipointenso delle
altre vertebre, dovuto ad
iniziale accumulo di ferro.
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Corrispondenza:
Dott. Ferdinando Calzolari
U. O. di Neuroradiologia
Azienda Ospedaliero-Universitaria di Ferrara
Arcispedale S. Anna
Corso Giovecca 203 - 44100 Ferrara
e-mail: [email protected]