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Tomografia Computadorizada Quantitativa Diagnóstico da Osteoporose
Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica
Universidade do Minho Departamento de Eletrónica Industrial
2011/2012
Marino Maciel Nº52557
Orientador: Prof. Higino Correia
1
Sumário
Osteoporose
Motivação e objetivos
Diagnóstico da osteoporose
Absortiometria de raios X de dupla energia (DXA)
Tomografia computadorizada quantitativa (QCT)
• QCT – software Osteo
DXA versus QCT
T-score e Z-score
Resultados
Critérios de diagnóstico
Primeiras conclusões
2
Osteoporose
Diminuição da resistência
Aumento da fragilidade
Risco de fratura elevado
Causa: desequilíbrio entre a taxa de reabsorção e formação no ciclo de remodelação óssea
“Osso poroso”
Perda da massa óssea e deterioração da arquitetura do tecido ósseo
3
Tipos de Osteoporose
Risco de Fratura
Osteoporose Densidade
Mineral Óssea (BMD)
Thresholds de diagnóstico e de
intervenção
Osteoporose Primária
Pós-menopáusica
Associada ao envelhecimento
Osteoporose Secundária
Induzida por drogas
Congénita
Devido à dieta
Métodos de Diagnóstico
4
Motivação e Objetivos
Osteoporose Grande foco de preocupação na sociedade atual
Risco de fratura
Aumento da taxa de mortalidade
Métodos de diagnóstico
Diferenças Critérios de diagnóstico Vantagens/ Desvantagens
“Epidemia do século 21”
Prevenção
Intervenção
Monitorização
5
Discrepância
Diagnóstico da Osteoporose
Absortiometria de raios X de dupla energia (DXA)
Tomografia computadorizada quantitativa (QCT)
BMD em diferentes locais anatómicos
BMD recorrendo a diferentes técnicas de
diagnóstico
Diagnóstico e monitorização da
osteoporose não deverá ser feito
utilizando alternadamente
diferentes técnicas ou acedendo
a diferentes locais anatómicos
6
DXA
Princípio: medição da atenuação, através do corpo do paciente, de um feixe de
radiação gerado por uma fonte de raio X com 2 níveis de energia.
Densidade bidimensional (por área): g/cm2
2 energias diferentes
Densidade de 2 tipos de tecido
Osso Tecidos moles
7
DXA
Custo económico
Baixa dose de radiação
Método mais utilizado para
diagnóstico da Osteoporose
Sobreposição osso trabecular
e cortical
Densidade bidimensional (por
área projetada)
8
QCT
1ª Etapa: Exame TC convencional
Aquisição inicial dos dados, através da medição dos coeficientes de atenuação linear, após passagem
da radiação X pelo paciente.
Reconstrução Tomográfica: formação de uma imagem axial,
recorrendo a um processo matemático complexo.
9
QCT
A medida de atenuação que ocorre no osso trabecular e cortical pode ser
convertida em BMD
Necessário a utilização de Referências
Referência: material com características de atenuação similares às do osso
Medição da atenuação no scan
tomográfico
Conhecimento da concentração do
material de referência
2ª Etapa: Transformação HU em BMD
Densidade tridimensional: mg/cm3
10
QCT - Software Osteo
Vértebras da coluna lombar: L1, L2 e L3;
Definição automática de ROIs na referência e
nas porções de osso trabecular e cortical;
Ajusto dos contornos;
Avaliação Osteo.
BMD tridimensional
Separação BMD cortical e
trabecular
Elevado custo
Dose de radiação superior
à aplicada na DXA
11
DXA versus QCT
DXA QCT
BMD Bidimensional Tridimensional
T-score
Z-score
Separação osso cortical e trabecular
×
Local de Medição Coluna lombar Anca
Coluna Lombar
Custo Intermédio Elevado
Dose de Radiação Baixa Elevada
Portabilidade Limitada ×
Parâmetros utilizados no Diagnóstico da Osteoporose
12
T-score e Z-score T
-Sco
re
• Desvio da BMD do paciente em relação à média da BMD do grupo de controlo saudável, do mesmo sexo.
Z-s
core
• Desvio da BMD do paciente em relação à média da BMD do grupo de referência com a mesma idade e sexo.
Desvio Padrão (SD): termo matemático que expressa o quanto o teste
efetuado (cálculo da BMD) varia da média.
Grupo de controlo saudável: pacientes com idades compreendidas entre
os 25 e 30 anos, onde se verifica maior pico de BMD.
13
Resultados
Paciente 1
• Sexo Feminino
• Idade atual: 57 anos
• Densitometrias: 2005, 2007, 2008, 2010
• Osteo TC: 2012
Tratamento:
• Medicação
• Dieta
14
Paciente 1 - DXA
DXA 2010
15
Paciente 1 - DXA
0,76
0,78
0,8
0,82
0,84
0,86
0,88
0,9
0,92
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
BM
D -
g/c
m2
Ano
BMD Vertebral
L2
L3
L4
16
Paciente 1 - DXA
0,8326
0,8154
0,8459 0,8452
0,81
0,815
0,82
0,825
0,83
0,835
0,84
0,845
0,85
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
BM
D -
g/c
m2
Ano
BMD Total (L2-L4)
Melhoria da BMD
Tratamento/ prevenção
17
Paciente 1 - DXA
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
T-sc
ore
Ano
T-score vertebral
L2
L3
L4
-2,05 -2,15
-1,96 -1,97
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
T-sc
ore
Ano
T-score total
Critério de Diagnóstico WHO
18
Paciente 1 - DXA
-2
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Z-s
core
Ano
Z-score vertebral
L2
L3
L4
Diminuição geral do valor Z-score
-1,33
-1,36
-1,11
-1,08
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Z-s
core
Ano
Z-score total
19
Paciente 1 - QCT
Topograma + Vistas Axiais Vértebras L1, L2 e L3
L1
L2 L3
20
Paciente 1 - QCT
Vértebra L1
21
Paciente 1 - QCT
Gráfico de comparação com a população de referência do mesmo sexo do paciente!
22
Paciente 1 - QCT
Vértebra L2
23
Paciente 1 - QCT
DXA 2010 QCT 2012
T-score -2,13 -3,05
Z-score -1,17 -0,95
24
Paciente 1 - QCT
Vértebra L3
25
Paciente 1 - QCT
DXA 2010 QCT 2012
T-score -1,49 -3,02
Z-score -0,72 -0,91
26
Paciente 1 - QCT
BMD trabecular de referência: 101,3 mg Ca-HA/ml BMD trabecular obtida: 82,0 mg Ca-HA/ml Desvio preocupante!
27
Paciente 1 - DXA e QCT
DXA 2010 QCT 2012
BMD 0,8452 g/cm2 82,0 ml Ca-HA/ml
T-score -1,97 -2,80
Z-score -1,03 -0,70
T-score Z-score
Conclusões contraditórias utilizando as duas modalidades de diagnóstico
QCT DXA vs
28
Paciente 1 - DXA e QCT
Aumento do valor de T-score
Aumento do valor de Z-score
-1,33 -1,36
-1,11
-1,08
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Z-s
core
Ano
Z-score total
Permanência no estado de Osteopenia, com melhoria nos últimos anos
-2,05 -2,15 -1,96 -1,97
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
T-s
core
Ano
T-score total
Em 2012, o valor de T-score (-2,80) pela técnica QCT, diagnosticaria
Osteoporose em grau avançado, seguindo o critério WHO
29
Critérios de Diagnóstico
T-Score Estado
≥ -1 Normal
-1< (T-score) < -2,5 Osteopenia
≤ -2,5 Osteoporose
≤ -2,5, com historial de fraturas
Osteoporose estabelecida
Critério definido pela WHO
Medições através da técnica DXA
Conclusão: deverá existir um critério de diagnóstico distinto para a técnica QCT!
30
Critérios de Diagnóstico
BMD Vertebral Estado
>120 mg/cm3 Normal
80 < BMD < 120 mg/cm3 Osteopenia
≤ 80 mg/cm3 Osteoporose
≤ 50 mg/cm3 Risco de fratura muito elevado
Critério de diagnóstico QCT [1]
Recurso direto ao valor da BMD do osso trabecular
Alternativa: Z-score < -2 SD diagnostica Osteoporose
[1] J. E. Adams, “Quantitative computed tomography,” European Journal of Radiology, vol. 71, no. 3, pp. 415-424, 2009.
31
Primeiras conclusões
Seguindo o critério de diagnóstico QCT, o paciente 1 continua nos limites da Osteopenia, devendo manter o tratamento.
BMD = 82,0 mg Ca-HA/ml
Porquê QCT?
Fornece separadamente a BMD tridimensional do osso trabecular e cortical;
A osteoporose afeta, em primeiro lugar, o osso trabecular: maior precisão no diagnóstico;
Técnica DXA sobrepõe o osso cortical e trabecular;
Contudo a dose de radiação aplicada é superior.
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Questões?
Obrigado pela atenção!
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