1

POSTĘPY W OZNACZENIACH ULTRASONOGRAFICZNYCH KOŚCI U DZIECI

X Sympozjum Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy
IV Krakowskie Sympozjum Osteoporozy

Kraków 23-26 września 1999

Streszczenia opublikowano:
Materiały kongresowe: STRESZCZENIA PRAC – ABSTRACTS, s62-63.


R17
POSTĘPY W OZNACZENIACH ULTRASONOGRAFICZNYCH KOŚCI U DZIECI

Maciej Jaworski, Roman S. Lorenc.
Zakład Biochemii i Medycyny Doświadczalnej, Instytut „Pomnik – Centrum Zdrowia Dziecka”, Al. Dzieci Polskich 20, 04-736 Warszawa.

Ultradźwiękowa aparatura do pomiarów kości jest w ostatnich latach coraz szerzej stosowana przede wszystkim w badaniach u osób dorosłych, ale także u dzieci i młodzieży. Celem pracy była weryfikacja tej metody w pomiarach u dzieci zdrowych i u dzieci z osteoporozą w przebiegu różnych schorzeń. W badaniach uczestniczyła grupa 899 dzieci zdrowych ze szkół warszawskich (7-18 lat) oraz 32 dzieci z wrodzoną _łamliwości_ kości (OI), 33 dzieci z idiopatyczną osteoporozą młodzieńczą (IJO; 19 faza ostra, 14 faza przewlekła) i 73 dzieci z hipercalcuri_ (HYP). Badania ultradźwiękowe kości piętowej (BUA, SOS i Stiffness) wykonano aparatem Achilles Plus, badania gęstości kości całego szkieletu (TBBMD) i kręgosłupa lędzwiowego (AP Spine BMD) metodą DEXA aparatem Lunar DPX-L.
U dzieci zdrowych zaobserwowano statystycznie znamienną przewagę chłopców 15, 16 i 17-letnich nad dziewczętami w wartościach BUA oraz Stiffness oraz trend do przewagi u chłopców 18-letnich. Obserwowano także wyższą dynamikę przyrostu SOS, BUA i Stiffness wraz z wiekiem u chłopców niż u dziewcząt. U dzieci z hipercalcurią stwierdzono znamienne obniżenie wartości Z-score dla SOS, oraz trend do obniżenia Z-score TBBMD. Z-score dla BUA i Stiffness były w normie (badania Ap Spine u tych dzieci nie wykonywano). U dzieci z OI i z IJO zaobserwowano znamienne obniżenie wartości Z-score zarówno dla SOS, BUA i Stiffness jak i AP Spine BMD oraz TBBMD, przy czym najniższe wartości obserwowano u dzieci z OI, pośrednie u dzieci z IJO-faza ostra, a najwyższe u dzieci z IJO-faza przewlekła. Otrzymane wyniki sugerują, że metoda ultradźwiękowa odzwierciedla zróżnicowanie w rozwoju kośca u chłopców i dziewcząt, oraz, że jest podobnie przydatna w diagnostyce wrodzonej łamliwości kości, idiopatycznej osteoporozy młodzieńczej i hipercalcurii jak metoda DEXA pomiaru gęstości kości.

R17
DEVELOPMENT OF ULTRASOUND BONE MEASUREMENTS IN CHILDREN

Maciej Jaworski, Roman S. Lorenc.
Department of Biochemistry and Experimental Medicine,
The Children’s Memorial Health Institute,
Al. Dzieci Polskich 20, 04-736 Warszawa.

Ultrasound equipment for bone evaluation has been widespread introduced to medical practice only in adults. The aim of this study was evaluation of this method in children in two clinical situation: physiology and pathology. Group of 899 healthy children (7-18 yrs) was recruited from local schools. Three groups of diseased children: 32 with osteogenesis imperfecta (OI), 33 with idiopathic juvenile osteoporosis (IJO; 19-active phase, 14-chronic phase) and 73 with hypercalcuria (HYP) were also measured. Ultrasound measurements of os calcis (SOS, BUA and Stiffness) were done using Achilles Plus. Additionally total body BMD and lumbar (AP) spine BMD were measured using Lunar DPX-L apparatus (DEXA method) and compared with ultrasound data.
It was shown that BUA and Stiffness in healthy 15, 16 and 17 yrs boys were significantly greater than in age-matched girls (in 18 yrs only statistical trends were observed). SOS, BUA and Stiffness increase faster during adolescence in boys than in girls. SOS and TBBMD Z-scores for children with HYP were significantly lower than zero, when for BUA and Stiffness were normal (lumbar spine BMD was not measured in this group). All Z-scores in OI and IJO groups were significantly lower, however the lowest values were observed in OI group, intermediate in IJO-active phase and the highest in IJO-chronic phase group. It has been suggested that ultrasound method reflects sex differences of bone development during adolescence, and that clinical usefulness of ultrasound method is similar to DEXA method in diagnostic of hypercalcuria, osteogenesis imperfecta and idiopathic juvenile osteoporosis.




ULTRADŹWIĘKOWA DENSYTOMETRIA PIĘTY U DZIECI I MŁODZIEŻY UKRAIŃSKIEJ

X Sympozjum Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy
IV Krakowskie Sympozjum Osteoporozy

Kraków 23-26 września 1999

Streszczenia opublikowano:
Materiały kongresowe: STRESZCZENIA PRAC – ABSTRACTS, s64-65.

R18
ULTRADŹWIĘKOWA DENSYTOMETRIA PIĘTY U DZIECI I MŁODZIEŻY UKRAIŃSKIEJ

Vladislav Povoroznjuk,
Institute of Gerontology AMS of Ukraine,
Vyshgorodskaya St.67, 254114, Kyiv, Ukraine

W badaniach analizowaliśmy stan tkanki kostnej u dzieci i młodzieży obojga płci zamieszkujących Ukrainę. Celem badań było ustalenie wartości normalnych dla tkanki kostnej ukraińskich dzieci i młodzieży. Przebadano 577 zdrowych dzieci i młodzieży w wieku 7-18 lat (205 mężczyzn i 372 kobiety) używając densytometru ultradźwiękowego „Achilles+” (Lunar Corp., Madison, WI). Dokonywano pomiarów prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej (SOS, m/s), szerokopasmowego tłumienia ultradźwięków (BUA, dB/MHz) i współczynnika „Stiffness” (SI, %). Zaobserwowano wzrost z wiekiem parametrów ultrasonograficznych u obojga płci. Stwierdzono, że parametry określające stan gąbczastej tkanki kostnej, ich gęstość zwiększa się w przedziale 10-14 lat. W trakcie analiz ujawniono znaczącą korelacje pomiędzy parametrami ultradźwiękowymi i wzrostem (SOS=1413 + 0.99 x wzrost; r=0.45 ; R2*=20.2 ; p.<0.001 ; BUA=7.0 = 0.62 x wzrost ; r=0.60 ; R2=36.1 ; p.<0.001 ; SI=0.69 x wzrost – 19.6 ; r=0.60 ; R2=36.1 ; p.<0.001). W oparciu o użyte modele matematyczne wypracowane wzory, które pozwalają na obliczenie strukturalno-funkcjonalnego wieku układu kostnego (SFA BS) u dzieci i młodzieży.

SFA BS (płeć męska) = 9.01 x H + 0.06 x W + 0.04 x BUA – 7.7
(r = 0.88 ; R2 = 78 % ; p. < 0.0001)

SFA BS (płeć żeńska) = 8.02 x H + 0.05 x W – 0.008 x SOS – 13.9
(r = 0.78 ; R2 = 61 % ; p. < 0.0001), gdzie H=wzrost, W=waga

Konkludując należy stwierdzić, że podstawowe pomiary mające na celu uniknięcie rozwinięcia się osteoporozy w wieku późniejszym, powinny być przeprowadzane pomiędzy 10 i 15 rokiem życia.

R18
ULTRASOUND DENSITOMETRY OF THE CALCANEUS IN CHILDREN AND ADOLESCENTS OF UKRAINE

Vladislav Povoroznjuk,
Institute of Gerontology AMS of Ukraine, Vyshgorodskaya St. 67, 254114, Kyiv, Ukraine

The bone tissue state in children and adolescents of Ukraine, subjects of both sexes, was studied. The purpose of this study is to determine normal values in Ukrainian children and adolescents. The total of 577 healthy children and adolescents (205 males and 372 females; 7–18 years old) were examined by ultrasound bone densitometer „Achilles+” (Lunar Corp., Madison, WI). The speed of sound (SOS, m/s), broadband ultrasound attenuation (BUA, dB/MHz) and a calculated „Stiffness” index (SI, %) were measured. Ultrasound parameters increased with age in both sex (fig.1). It was found out that the ultrasound parameters characterizing the state of spongy bone tissue, its density increase during the age of 10–14 years. Results of liner regression analyses revealed a significant correlation between ultrasound parameters and height (SOS = 1413 + 0,99 * Height; r = 0,45; R2 = 20,2; p < 0,001; BUA = 7,0 + 0,62 * Height; r = 0,60; R2 = 36,1; p < 0,001; SI = 0,69 * Height – 19,6; r = 0,60; R2 = 36,1; p < 0,001). With use of the method of stepwise multiple regression mathematical models for determination of the structural-functional age of the bone system (SFA BS) in children and adolescents are worked out:
SFA BS (males) = 9,01 * H + 0,06 * W + 0,04 * BUA – 7,7
(r = 0,88; R2 = 78%; p < 0,0001);
SFA BS (females) = 8,02 * H + 0,05 * W -0,008 * SOS – 13,9
(r = 0,78; R2 = 61%; p < 0,0001), where: H – height (m), W – weight.

Fig. 1 SI values in children and adolescents in an association with age and sex.
Note: * – p < 0, 05; ** – p < 0,01; *** – p < 0,001 in comparison with the 10-year-old males and females.
In summary, basic preventive measures against the development of „future” osteoporosis in children need to be carried out during the period from 10 till 15 years.




ZAAWANSOWANE METODY OBRAZOWANIA MAKRO I MIKROSKOPOWEJ STRUKTURY KOŚCI

X Sympozjum Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy
IV Krakowskie Sympozjum Osteoporozy

Kraków 23-26 września 1999

Streszczenia opublikowano:
Materiały kongresowe: STRESZCZENIA PRAC – ABSTRACTS, s21-23.

R1
ZAAWANSOWANE METODY OBRAZOWANIA MAKRO I MIKROSKOPOWEJ STRUKTURY KOŚCI

Harry K Genant, Christofer Gordon, Yebin Jiang, Thomas F Lang, Thomas M. Link, Sharmila Majumdar
University of California San Francisko
Westfaliche Wilhelms-Universitat.
Harry K Genant, MD, University of California San Francisko, San Francisko, CA 94143-0628, US
A

W ostatnim dziesięcioleciu doszło do znaczącego rozwoju metod mających na celu ocenę szkieletu metodami nieinwazyjnymi. Pozwoliło to na wczesne rozpoznawanie osteoporozy, monitorowanie leczenia lub postępu procesu chorobowego oraz wiarygodną ocenę ryzyka złamań.
Gęstość mineralna kości (Bone Mineral Density- BMD) całego szkieletu, szkieletu obwodowego i centralnego oraz części beleczkowatej i korowej, może być oceniona z dużą dokładnością. Z dużą precyzją można również ocenić wytrzymałość kości i ich skłonność do złamań.
Techniki nieinwazyjne są niezwykle pomocne w uzyskiwaniu informacji na temat makro- i mikroskopowej budowy kości i wykazują wyższość w stosunku do zwykłych technik densytometrycznych. Podczas gdy te drugie dostarczają ważnych informacji na temat ryzyka złamań na podłożu osteoporozy, liczne badania wskazują na to, że wytrzymałość kości jest nie tylko funkcją BMD.
Ilościowa ocena makrostruktury kości w sensie np. geometrii, czy cech mikrostruktury jak np. objętość beleczek kostnych, przestrzenie miedzy nimi oraz wzajemne połączenia, mogą być niezwykle pomocne w oszacowywaniu wytrzymałości kości. Metody osiągalne dla ilościowej oceny makrostruktury kostnej zawierają (za wyjątkiem konwencjonalnych radiogramów, które tu nie są omawiane) tomografię komputerową, a w szczególności objętościowo-ilościową tomografię komputerową (volumetric quantitative computed tomography – vQCT).
Metody nieinwazyjne zajmujące się oceną mikrostruktury kości beleczkowatej zawierają tomografię komputerową wysokiej rozdzielczości (high resolution computed tomography-hrCT), tomografię komputerową mikro (micro-computed tomography-*CT), rezonans magnetyczny wysokiej rozdzielczości (hrMR) i rezonans magnetyczny mikro (*MR).
VQct, hrCT i hrMR stosujemy przede wszystkim in vivo, podczas gdy *CT i *MR stosowane są głównie in vitro.
Z perspektywy klinicznej stawiamy sobie większe wymagania co do obrazowania kości stanowiącego równowagę pomiędzy relatywną przewagą prostej densytometrii kości nad bardziej skomplikowanymi badaniami, które zaspokoją głębsze oczekiwania i szersze potrzeby kliniczne. Znaczące różnice biologiczne pomiędzy szkieletem obwodowym i szkieletem osiowym pozostają przedmiotem dalszych badań.
Na końcu należy podkreślić, iż względne zasługi wyszukanych technik obrazowania muszą być wyważone względem ich zastosowania jako procedur diagnostycznych wymagających wysokiej dokładności i wiarygodności względem ich zastosowania w monitoringu wymagającego wysokiej precyzji i powtarzalności.


R1
ADVANCED IMAGING OF BONE MACRO AND MICRO STRUCTURE

Harry K Genant1 , Christopher Gordon1 Yebin Jiang1, Thomas F Lang1, Thomas M Link2, Sharmila Majumdar1
1University of California San Francisco
2Westfalische Wilhelms-Universitat.Harry K Genant,MD,
Univerity of California San Francisco,San Francisco,CA 94143-0628,USA

In the past decade , considerable progress has been made in the devlopement of methods for assessing the skeleton noninvasively so that osteoporosis can be detectedearly, its progression and response to therapy carefully monitored , or the risk of fracture effectively ascertained. Bone mineral density (BMD) of the peripheral, central or entire skeleton as well as the trabecular or cortical bone envelopes, can be evaluated with a high degree of accuracy and precision and the strength of bone and the propensity to fracture can be reliably estimated.
Noninvasive and/or nondestructive techniques are capable of providing macro or micro structural information about bone, beyond simple bone densitometry. While the latter provides important information about osteoporotic fracture risk, numerous studies indicate that bone strength is only partially explained by BMD. Quantitative assessment of macrostructural characteristics such as geometry , and microstructural features such as relative trabecular volume, trabecular spacing and connectivity may improve our ability to estimate bone strength.
The methods available for quantitatively assessing macrostructure include (besides conventional radiographs, which are not considered here)computed tomography and particularly volumetric quantitative computed tomography (vQCT). Methods for assessing microstructure of trabecular bone noninvasively and/or nondestructively include high resolution computed tomography (hrCT), micro computed tomography (*CT), high resolution magnetic resonance (hrMR), and micro magnetic resonance *MR. Volumetric QCT,hrCT and hrMR are generally applicable in vivo, and *CT and *MR are principally applicable in vitro.
From a clinical perspective, the challenges for bone imaging include balancing the relative advantages of simple bone densitometry versus the more complex architectural features of bone or similarly the deeper research requirements versus the broader clinical needs. The considerable potential biological differences between the peripheral appendicular skeleton versus the central axial skeleton have to be further addressed.
Finally, the relative merits of these sophisticated imaging techniques have to be weighed with respect to their applications as diagnostic procedures requiring high accuracy or reliability versus their monitoring applications requiring high precision or reproducibility.




MARKERY OBROTU KOSTNEGO W PRZEWIDYWANIU ZŁAMAŃ

X Sympozjum Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy
IV Krakowskie Sympozjum Osteoporozy

Kraków 23-26 września 1999

Streszczenia opublikowano:
Materiały kongresowe: STRESZCZENIA PRAC – ABSTRACTS, s67-68.

R19
MARKERY OBROTU KOSTNEGO W PRZEWIDYWANIU ZŁAMAŃ

Richard Eastell, Rosemary Hannon
Bone Metabolism Group, University of Sheffield,UK, Bone Metabolism Group, Division Clinical Sciences (NGHT), Clinical Sciences Centre, Northern General Hospital, Herries Road, Sheffield, S5 7AU, UK.

Markery biochemiczne obrotu kostnego mogą być stosowane w przewidywaniu ryzyka złamania oraz oceny tempa utraty masy kostnej u pacjentek po menopauzie.
Wysokie poziomy markery resopcji tj. wolna dezoksypyrydynolina i C-telopeptyd kolagenu typu I są związane ze zwiększonym ryzykiem złamania bliższego końca kości udowej u starszych kobiet. Te pomiary moga być stosowane w połaczeniu z oceną gestości mineralnej kości lub ilościowym badaniem ultradźwiekowym aby lepiej okreslić grupy wysopkiego ryzyka złamania. Problem z tym podewj\ściem jest, że nie został on jeszcze wprowadzony u kobiet w okresie okołomenopauzalnym i mężczyzn. Nie jest również łatwe wyłonienie pacjentów z wysokim obrotem kostnym, zarówno w pojedynczym pomiarzez kilku markerów kostnych, jak i przy kilku pomiarach tego samego markera kostnego.
Markery kostne są także używane w przewidywaniu utraty masy kostnej. Istnieje związek pomiędzy wysokimi poziomami markerów obrotu kostnegoi szybka utrata masy kostnej. Nie kest jednak pewnym, czy to podejście jest użyteczne u konkretnego pacjenta z powodu zmienności pomiedzy dniami w obrocie kostnym i bralu prezycji z utracie masy kostnej w kręgosłupie i bliższym odcinku kości udowej. Większość badań odnosi się do utraty masy kostnej w przedramieniu i związek wydaje się być istotny kobiet w okresie okołomenopauzaolnym, nie natomiast w póxnym okresie po menopauzie. Jest również możliwe, że niejktóre kobiety wchodza z okresu szybkiej utraty masy kostnej do okresu o wolniejszym spadku.
Zastosowanie markerów kostnych w przewidywaniu ryzykla złamań wydaje się być ekscytujący, ale jest nadal w trakcie oceny. Potrzbyujemy widzieć większość stałość wynikówna tym polu i potrzebuje identyfikować marktry , które są użyteczne w prezycyjnej klasyfikacji stanu obrotu kostnego pacjentów.

R19
MARKERS OF BONE TURNOVER IN FRACTURE PREDICTION

Richard Eastell, Rosemary Hannon
Bone Metabolism Group, University of Sheffield,UK, Bone Metabolism Group, Division Clinical Sciences (NGHT), Clinical Sciences Centre, Northern General Hospital, Herries Road, Sheffield, S5 7AU, UK.

Biochemical markers of bone turnover may be used to predict the risk of fracture and rate of bone loss in the postmenopausal woman. High levels of bone resorption markers, e.g. free deoxypyridinoline and C-telopeptides of type I collagen have been associated with increased risk of hip fracture in older women. These measurements can be used in combination with bone mineral density or quantitative ultrasound to better predict individuals at risk of fracture. The problem with this approach is that is has not be validated in perimenopausal women or men. It is also difficult to consistently classify individuals as high turnover, either at a single time point with measurement of several bone markers, or at serial time points with the same bone marker.

These markers have also been used to predict the rate of bone loss. There is an association between high bone turnover markers and rapid bone loss. It is uncertain whether this approach is useful in the individual because of the day-to-day variability of bone turnover and the imprecision of estimates of bone loss at the spine and hip. Most of the studies relate to bone loss from the forearm and the associations have been significant for perimenopausal women but not late postmenopausal women. It is also possible that some women change from a period of rapid loss to a period of slower bone loss.

The use of bone turnover markers to predict fracture and bone loss is exciting, but it is still under evaluation. We need to see more consistency of results in this field and need to identify markers that are useful at accuately classifying individuals by their turnover status.




MARKERY OBROTU KOSTNEGO W MONITOWANIU ODPOWIEDZI NA LECZENIE

X Sympozjum Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy
IV Krakowskie Sympozjum Osteoporozy

Kraków 23-26 września 1999

Streszczenia opublikowano:
Materiały kongresowe: STRESZCZENIA PRAC – ABSTRACTS, s69-70.

R20
MARKERY OBROTU KOSTNEGO W MONITOWANIU ODPOWIEDZI NA LECZENIE

Rosemary Hannon, Richard Eastell
Bone Metabolism Group, University of Sheffield,UK, Bone Metabolism Group, Division Clinical Sciences (NGHT), Clinical Sciences Centre, Northern General Hospital, Herries Road, Sheffield, S5 7AU, UK.

Biochemiczne markery obrotu kostnego mogą być zastosowane w ocenie odpowiedzi na terapię antyresorpcyjną. Leczsnie estrogenami, bifosofonianami czy SERms powoduje szybki spadek w markerach resopcj kości. z nastepowym spadkiem poziomu markerów tworzenia kości. pyrydynolwe crosslinks kolagenu są użytecznym markerem resorpcji kości, jako ,ze nie są wchłąniene z dietą i są bardzso specyficzne dla tkanki kostnej. Oceniane mogą być crosslink związane z pepetydami, N i C telopeptydy oraz wolne crosslink. Spadek w poziomie markerów resopcji jest większy dla markterów telopeptydowych niż dla wolnych crosslinków. Chociaz marktery obrotu kostnego przedstawiają znaczną zmiennoś osobniczą, istotne zmiany w markterach resorpcji może być stwierdzone w trzy miesiące od rozpoczęcia leczenia podczas gdy zmiany w gęstości mineralnej kości nie są obserwowane wcześniej niż po roku. Markery obrotu kostnego wydają się być zatem wartościowym narzędziem we wczesnej identyfiakcji 10% pacjentów, którzy nie reagują na zastosowane leczenie oraz tych dla których to leczenie nie jest właściwe. Poza tym wczesna świadomośc odpowiedzi na leczenie również zachęca do jego kontynuowania.
Dla oceny markerów biochemicznych jest obecnie dostepnych kilka automatycznych systemów. Ponadto stworzono kilka systemów dla szybkiej oceny markerów resorpcji. Stąd też w praktyce klinicznej ocena markerów obrotu kostnego w monitorowaniu leczenia stała się w znacznie łatwiejsza. Tym niemniej wstępna ocena markerów kostnych jest warunkiem prawidłowej oceny klinicznej w monitorowaniu leczenia.


R20
MARKERS OF BONE TURNOVER IN MONITORING RESPONSE TO TREATMENT

Rosemary Hannon, Richard Eastell
Bone Metabolism Group, University of Sheffield,UK, Bone Metabolism Group, Division Clinical Sciences (NGHT), Clinical Sciences Centre, Northern General Hospital, Herries Road, Sheffield, S5 7AU, UK.

Biochemical markers of bone turnover may be used to monitor response to antiresorptive therapy. Treatment with estrogens, bisphosphonates and SERMs results in a rapid decrease in markers of bone resorption followed by a decrease in markers of bone formation. The pyridinium crosslinks of collagen are useful markers of bone resorption as they are not absorbed from the diet and are fairly specific to bone. These can be measured as peptide-bound crosslinks, the N- and C-telopeptides or as free crosslinks. The decrease in levels of resorption markers is greater for the telopeptide markers than for the free crosslinks. Although markers of bone turnover exhibit substantial within-subject variability, significant changes in markers of bone resorption may be observed within three months of starting treatment whereas significant changes in bone mineral density are not usually observed for at least one year. Markers of bone turnover should therefore provide a useful tool for the early identification of those 10% of patients who do not respond to treatment and others who are not compliant with the treatment. Early knowledge of response to treatment may also encourage compliance.
Several automated systems are now available for the measurement of bone markers. In addition, point-of-care devices for the measurement of markers of markers of bone resorption have recently been developed. Therefore the use of biochemical markers of bone turnover to monitor the response to treatment in clinical practice has become feasible. However, it is important that the initial use of markers of bone turnover to monitor treatment in clinical practice is subject to careful audit.