МРТ при повышенном и пониженном содержании клеток костного мозга
а) Определения:
• Соотношение красного и желтого костного мозга изменяется в зависимости от:
о Напряжения кроветворения
о Потребности в кислороде
о Лечения/приема лекарственных препаратов
о Воздействия миелотоксинов
• Увеличение количества красного костного мозга:
о Обратная перестройка костного мозга:
- У здоровых пациентов, сталкивающихся с новой нагрузкой
- Например, новые спортивные тренировки, пребывание на большой высоте
о Репопуляция костного мозга:
- Например, тяжелая серповидноклеточная анемия, талассемия
о Стимуляция костного мозга:
- Лечение гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (ГКСФ) и/или фактором стимуляции эритроцитов
• Деплеция клеток костного мозга:
о Пожилой возраст: диффузное клеточное обеднение костного мозга
о Тяжелое клеточное обеднение:
- Апластическая анемия: тотальное клеточное обеднение костного мозга
- Радиация: очаговое уменьшение количества клеток костного мозга
о Серозная атрофия:
- Вследствие голодания:
Жир костного мозга обычно не участвует в энергетическом метаболизме, кроме состояния голодания
- Деплеция клеток и красного, и желтого костного мозга
- Желатинозная трансформация костного мозга
б) Визуализация:
1. Общая характеристика:
• Лучший диагностический критерий:
о Количество и распределение красного костного мозга зависит от возраста и клинического состояния
• Локализация:
о Обратная перестройка, репопуляция и стимуляция красного костного мозга:
- Обратный порядок физиологической трансформации костного мозга:
Начинается в позвоночнике и плоских костях
Продолжается в трубчатых костях: проксимальных метафизах, затем в дистальных метафизах и диафизах
Могут вовлекаться мелкие кости (кисти/стопы)
Не вовлекаются эпифизы, кроме случаев сильной нагрузки
о Уменьшение количества красного костного мозга:
- Диффузное при пожилом возрасте или апластической анемии
- Лучевая терапия → очаговое (в виде канала) уменьшение содержания красного костного мозга, окруженное нормальным костным мозгом
о Серозная атрофия:
- Прогрессирует по направлению от дистальных отделов конечностей к проксимальным/аксиальному скелету
• Морфология:
о Различная, зависит от стадии изменения костного мозга:
- Обратная перестройка костного мозга может происходить в виде очагов, которые в дальнейшем сливаются между собой
- Серозная атрофия начинается как маленькие яркие очаги в режиме Т2, которые сливаются со временем
2. Рекомендации по визуализации:
• Лучший метод визуализации:
о MPT: Т1 и Т2 (или режим STIR) используются наиболее часто:
- Последовательности в противофазе могут быть выполнены быстро (1-2 минуты) при любом уровне сигнала
- Визуализация с КУ может быть полезна при дифференциальной диагностике инфильтративных заболеваний костного мозга от других его повреждений
• Протокол исследования:
о Стандартная Т1-взвешенная импульсная последовательность позволяет оптимально оценить костный мозг
о Высокая Т2-взвешенная (>80 мсек) импульсная последовательность является наиболее чувствительной к свободной воде:
- Помогает в оценке серозной атрофии
о Для решения задач рекомендовано применение последовательностей в противофазе:
- Визуализация при химическом сдвиге основана на различиях в резонансных частотах жира и воды:
Подтверждает наличие небольших количеств жира в ткани
- Определение химического сдвига может подтвердить наличие образования с существенным содержанием жировых элементов
о Репопуляция и стимуляция костного мозга
о При использовании КУ для дифференциальной диагностики репопуляции/стимуляции от инфильтрации:
- Требует как пред-, так и постконтрастного применения режима Т1 FS для определения соотношения
3. Рентгенография при повышенном и пониженном содержании клеток костного мозга:
• Как правило, увеличение или уменьшение красного костного мозга не приводит к изменениям на рентгенограмме
• Редкие исключения: апластическая анемия и серозная атрофия:
о Могут выявляться патологические переломы
(Слева) Фронтальная Т1ВИ МР-И у здорового подростка: ожидаемый сигнал от остаточного красного костного мозга в метафизах, явно смешанный с жиром. Жировая трансформация полностью завершена в эпифизах.
(Справа) Фронтальная Т1 ВИ МР-И: обратная перестройка красного костного мозга вследствие гипоксии у курящего пациента среднего возраста с ожирением. Бляшкообразный переходный сигнал на Т1, смешанный с жиром, в дистальной части бедренной кости и проксимальном метафизе большеберцовой кости. Схожая картина может быть у марафонцев и у людей, находящихся на большой высоте.
(Слева) Фронтальная Т1 ВИ МР-И: репопуляция костного мозга у женщины среднего возраста, диффузные двусторонние изменения в бедренных костях в Т1, интенсивность сигнала изоинтенсивна мышечной ткани, кроме дистальных отделов и частей проксимальных апофизов бедренных костей. Ее лечащий врач интересовался, может ли это быть опухолевой инфильтрацией.
(Справа) Химический сдвиг в противофазе: визуализируется ↓ интенсивности сигнала в костном мозге бедренных костей >20%, позволяет предположить репопуляцию костного мозга. Пациент восстанавливается после тяжелой анемии.
(Слева) Сагиттальная Т1 ВИ МР-И у пациента позднего подросткового возраста с серповидноклеточной анемией, состояние после множественных переливаний крови. Определяется диффузное снижение сигнала костного мозга на Т1, сигнал практически изоинтенсивный мышечной ткани. Обратите внимание, что патологический сигнал отмечается даже в эпифизах. Это характеризует репопуляцию костного мозга.
(Справа) Аксиальная МР-И в последовательности градиент-эхо у этого же пациента: ореол артефакта магнитной восприимчивости. Это характеризует содержание железа в клетках костного мозга вследствие множественных переливаний крови.
4. МРТ при повышенном и пониженном содержании клеток костного мозга:
• Т1 ВИ:
о Обратная перестройка, репопуляция и стимуляция красного костного мозга:
- Низкая интенсивность сигнала, изоинтенсивная мышцам и межпозвонковым дискам
о Деплеция клеток костного мозга:
- Высокая интенсивность сигнала, повышение содержания желтого костного мозга
о Серозная атрофия:
- Промежуточная интенсивность сигнала костного мозга, визуализирующаяся в виде очагов серого цвета:
Вследствие снижения содержания красного и желтого костного мозга
- Нет высокого сигнала от телесного жира (понижен)
• Т2 ВИ/STIR:
о Обратная перестройка, репопуляция и стимуляция красного костного мозга:
- Интенсивность немного выше, чем у мышц
о Деплеция клеток костного мозга:
- Умеренно высокая интенсивность сигнала, изоинтенсивная жиру
о Серозная атрофия:
- Высокая интенсивность сигнала (сигнал от жидкости)
• Визуализация в последовательности градиент-эхо:
о Очаги репопуляции костного мозга окрашены отложениями гемосидерина вследствие хронических гемотрансфузий:
- Пациенты с хронической анемией тяжелой степени, получающие лечение
• Визуализация в противофазе:
о Обратная перестройка, репопуляция и стимуляция красного костного мозга:
- Содержит в равных количествах жир и воду
- ↓ сигнала в противофазе (отличает от опухоли, которая не вызывает падения интенсивности сигнала при замещении жира опухолью)
↓ интенсивности сигнала >20% в противофазе позволяет предположить (но не доказывает) доброкачественный процесс
• Т1 FS с КУ:
о Нет усиления желтого костного мозга
о Усиление красного костного мозга 10%:
- Исключение: возможно значительное усиление островков костного мозга у детей
о Усиление стимулированного костного мозга не более, чем на 35%
4. Радионуклидная диагностика:
• ПЭТ/КТ:
о Восстановление костного мозга после химиотерапии: умеренное ↑ захвата
о Стимулированный ГКСФ костный мозг: интенсивное ↑ захвата:
- Неопределенная продолжительность, возможно, в пределах 3-4 недель
(Слева) Фронтальная Т1ВИ МР-И женщины среднего возраста с метастазами в кости, получавшей лечение ГКСФ: визуализируется сливающиеся очаги ↓ интенсивности сигнала, изоинтенсивные мышечной ткани. В противофазе (не показано) визуализируется > 20% ↓ интенсивности сигнала, что указывает на патологические очаги, вероятнее всего возникшие в результате стимуляции.
(Справа) ПЭТ: повышение интенсивности аксиального и дистальных частей аппендикулярного скелета у пациента, получающего лечение ГКСФ. Очаги симметричны и соответствуют ожидаемой картине распределения кроветворного костного мозга.
(Слева) Сагиттальная Т1ВИ МР-И: очаг красною костною мозга с неровным контуром в теле поясничного позвонка. Очаг менее темный, чем межпозвонковый диск или мышца, но ею морфология заставляет задуматься о наличии образования. Была получена визуализация в противофазе.
(Справа) Визуализация в противофазе, сагиттальный срез, у этою же пациента. Зона измерения «очага» в L3: определяется >20% ↓ интенсивности сигнала в противофазе в сравнении с визуализацией в фазе, что позволяет уверенно предположить доброкачественный процесс (замещение красного костного мозга).
(Слева) Сагиттальные Т1 (Л) и Т2 (П) МР-И: низкий сигнал опухолевого очага в L2 на фоне лечения. Высокий Т1/Т2 сигнал в L1 и L3 указывает на замещение жиром в зоне облучения. Гипоинтенсивный очаг визуализируется в Т11 вне зоны облучения, вероятно, метастаз.
(Справа) Сагиттальная Т1ВИ МР-И подростка после облучения опухоли лопатки: очаговая абляция красного костного мозга в проксимальном отделе плечевой кости. Визуализируется линия демаркации между подверженным облучению желтым костным мозгом и красным костным мозгом в диафизе.
в) Дифференциальная диагностика повышенного и пониженного содержания клеток костного мозга:
1. Увеличение содержания красного костного мозга:
• Обратная перестройка, репопуляция и стимуляция красного костного мозга
• Восстановление костного мозга после химиотерапии
• Болезни накопления в костном мозге (включая болезнь Гоше)
• Миелофиброз, миелодисплазия
• Опухоль:
о Лейкемия/лимфома, множественная миелома, канцероматоз
о Характерно ↑ STIR, ↑ усиления, ↑ интенсивности сигнала в противофазе в сравнении с красным костным мозгом
2. Уменьшение содержания красного костного мозга:
• Пожилой возраст, апластическая анемия, очаговое излучение
• Цитотоксическая химиотерапия (временное угнетение функции костного мозга):
о Особенно характерно для метотрексата
• Редко НПВС приводят к угнетению функции костного мозга
г) Патология:
1. Общая характеристика:
• Этиология:
о Обратная перестройка костного мозга:
- Повышение потребности в кислороде:
Интенсивные занятия спортом, курение, ожирение, хроническая обструктивная болезнь легких, нахождение на большой высоте
о Репопуляция костного мозга:
- Тяжелая серповидноклеточная анемия, талассемия
о Стимуляция костного мозга:
- ГКСФ: дополняет высокоинтенсивную химиотерапию и восстановление нейтропении после нее; применяется у доноров костного мозга для стимуляции клеточных предшественников перед лейкаферезом
о Вследствие воздействия миелотоксинов возможно развитие апластической анемии:
- Бензол, алкилирующие агенты, хлорамфеникол, некоторые инсектициды; облучение всего тела; гепатит С; ЦМВ, ЭБВ, вирус простого герпеса
- В 50% случаев идиопатическое развитие
о Серозная атрофия:
- Выраженная кахексия, нервная анорексия, ВИЧ/СПИД
- На фоне химиотерапии
- Тяжелое заболевание, такое как хроническая почечная недостаточность
2. Микроскопия:
• Нормальный красный костный мозг взрослого человека
о Примерно = соотношение клеток и жира костного мозга
• Репопуляция костного мозга:
о Нормальный красный костный мозг с ↑ соотношения красный: желтый
• Апластическая анемия:
о Гипоцеллюлярный костный мозг («пустой», <30% красных клеток)
о Заполнение адипоцитами, волокнистой стромой, лимфоцитами и плазмоцитами
о Возможно развитие фиброза или инфаркта
• Серозная атрофия:
о Деплеция и кроветворных клеток, и жировых клеток
о Внеклеточные отложения мукополисахаридов
(Слева) Сагиттальная Т1ВИ МР-И: диффузная деплеция клеток костного мозга. У этого мужчины среднего возраста анемия и метастазирующая карцинома легких. Имеется диффузное снижение сигнала в Т1 патологического перелома L2. В позвоночнике определяется деплеция клеток костного мозга с диффузным замещением жиром. Пациента не облучали, истощенный костный мозг соответствует очагу облучения большему по размеру, чем предполагалось.
(Справа) Фронтальная схема: зона диффузного распределения желтого костного мозга в костномозговом пространстве. Такая картина может наблюдаться у пожилых людей и/или при апластической анемии. Полное или частичное замещение жировой тканью повышает риск переломов и ишемии.
(Слева) Фронтальная схема: зона распространения серозной атрофии. Желатинозная трансформация костного мозга распространяется от дистальных отделов к проксимальным. Аксиальный скелет вовлекается в последнюю очередь. Такой характер костно-мозговых изменений позволяет проводить дифференциальную диагностику с гематогенным распроаранением костных метастазов. Желатинозные очаги могут изначально быть рассеянными и затем сливаться.
(Справа) Серозная атрофия коаного мозга у спортсменки 23-х лет с анорексией: в режиме Т1 (верхнее изображение): скорее серые, чем высокоинтенсивные очаги в метадиафизах бедренных костей. Очаги, отмеченные в STIR (нижнее изображение): интенсивный сигнал, типичный для серозной атрофии. Обратите внимание на уменьшение объема подкожной жировой клетчатки в режиме Т1; это основной признак серозной атрофии.
д) Клинические особенности:
1. Проявления:
• Типичные симптомы/признаки:
о Как правило, ступенчатое развитие апластической анемии: слабость, бледность, одышка, петехиальные кровоизлияния, экхимозы; повышенный риск развития инфекции
о Серозная атрофия: в 80% случаев анемия или потеря веса
2. Демография:
• Возраст:
о Апластическая анемия развивается в любом возрасте
о Серозная атрофия, как правило, развивается у взрослых
• Пол:
о Апластическая анемия: нет полового отличия о Серозная атрофия: М:Ж= 1,5:1
3. Течение и прогноз:
• Клиническое течение апластической анемии непредсказуемо:
о Может быть обратима, если причина излечима
• Серозная атрофия может быть обратима, если условие ее развития (например, анорексия) устранено
4. Лечение:
• Апластическая анемия:
о Трансплантация костного мозга у молодых пациентов
о Иммуносупрессивные препараты для пожилых пациентов
е) Диагностическая памятка:
1. Следует учесть:
• Выраженная репопуляция костного мозга может имитировать его диффузное замещение:
о История болезни вносит ясность
• Патологические изменения костного мозга часто не диагностируются:
о Необходимо обращать внимание на участки нормального красного костного мозга и их соответствие возрасту пациента
2. Советы по интерпретации изображений:
• Диффузная деплеция костного мозга, вовлекающая большие участки, с наибольшей вероятностью отражает апластическую анемию или очаги возрастных изменений:
о При лучевой терапии имеет место очаговое, в виде канала, уменьшение содержания красного костного мозга, окруженное нормальным костным мозгом
• Малое количество подкожной жировой клетчатки подтверждает диагноз серозной атрофии
ж) Список использованной литературы:
1. Kohl СА et al: Accuracy of chemical shift MR imaging in diagnosing indeterminate bone marrow lesions in the pelvis: review of a single institution's experience. Skeletal Radiol. 43(8): 1079-84, 2014
