Рентгенограмма, МРТ изменений костей после лучевой терапии
а) Определения:
• Спектр патологических изменений костных структур, связанных с облучением:
о Острые неопухолевые аномальные изменения костного мозга
- Локальный или диффузный характер, изменение со временем
о Хроническое замещение красного костного мозга желтым костным мозгом
о Постлучевой остеонекроз
о Постлучевые деформации роста
о Постлучевая остеохондрома
о Постлучевая саркома
о Патологические переломы
б) Визуализация:
1. Общая характеристика:
• Лучший диагностический критерий:
о Любые из перечисленных изменений (остеонекроз, деформация роста, остеохондрома, саркома), расположенных в квадратной, портоподобной области
• Локализация:
о Любая область (порт) облучения; наиболее часто:
- Поясничный отдел позвоночника (лучевая терапия опухоли Вильмса)
- Малый таз (лучевая терапия онкологических заболеваний мочеполовой системы или ЖКТ)
- Плечевой пояс (лучевая терапия подмышечных лимфоузлов при раке молочной железы или мантийная лучевая терапия при болезни Ходжкина)
- Длинные кости (облучение всей кости при саркоме Юинга или лимфоме)
(Слева) МРТ Т1ВИ, сагиттальный срез: заметное увеличение количества желтого костного мозга в позвонках поясничного отдела и крестце в результате лучевой терапии с отчетливой границей на уровне T12-L1 сегментов (граница области облучения). Патологические переломы в нижней замыкательной пластинке тела L3 и верхней замыкательной пластинке тела L5 позвонков обусловлены хрупкостью некротизированной кости.
(Справа) Рентгенография в боковой проекции: портопободное распределение смешанных литических и склеротических изменений костной ткани с вовлечением пяточной кости и подошвенной поверхности таранной кости. Представлен типичный случай постлучевого остеонекроза.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: через несколько месяцев после лучевой терапии подмышечных лимфоузлов у пациентки с раком молочной железы выявлена легкая остеопения головки плечевой кости и суставной впадины лопатки.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: у этой же пациентки три года спустя наблюдается явная деструкция костной ткани суставной поверхности В и более выраженные смешанные литические и склеротические изменения в головке плечевой кости, суставной впадине лопатки и клювовидном отростке. Вовлеченные в процесс костные структуры расположены в пределах квадратной области («порт»), что характерно для постлучевого остеонекроза.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: определяются смешанные литические и склеротические поражения лопатки, ключицы, фрагмента головки плечевой кости и смежных ребер. Поражения лопатки выглядят умеренно агрессивными. Эти изменения соответствуют остеонекрозу после лучевой терапии подмышечных лимфатических узлов.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: остеохондрома, произрастающая из шейки левой бедренной кости. Кроме того, определяется гипоплазия крыла левой подвздошной кости, крестцового крыла и тел позвонков поясничного отдела. Вовлеченные структуры расположены в области «порта» облучения.
2. Рентгенография изменений костей после лучевой терапии:
• Острые изменения костного мозга: нет рентгенологических признаков
• Постлучевой остеонекроз:
о Нарушение нормального трабекулярного рисунка
о Смешанный литический и склеротический характер деструкции кости
о Обычно нарушение целостности кортикального слоя отсутствует, но поражение может иметь агрессивный вид
о Головки бедренных и плечевых костей: разрушение областей, несущих весовую нагрузку
• Постлучевые деформации роста:
о Обнаруживаются только в случае, если лучевая терапия проводилась до полного развития скелета и достижения окончательного роста
о Позвоночник: внешние проявления зависят от того, захватывает ли поле облучения полностью тело позвонка:
- «Кость внутри кости» наблюдается в 9-12 месяцев
- Если облучают только половину тел позвонков (в корональной плоскости) развивается сколиоз с вогнутостью на стороне гипоплазированных (коротких) облученных тел позвонков:
Прогрессирование сколиоза со «скачками роста»
- Если облучению подвергаются тела позвонков по всей их ширине, возникает симметричная их гипоплазия
- В смежных отделах позвоночника наблюдаются нормальные высота и положение тел позвонков
о Таз или плечевой пояс: гипоплазия облучаемой области; смежные кости в норме
о Длинная кость: при облучении всей кости она имеет меньшую длину по сравнению со смежными нормальными костями
- Облучение зоны роста → расширение зоны роста, фрагментация метафиза:
Возможно развитие плотных метафизарных полос
- Периостальное новообразование костной ткани → гипотубуляция
• Постлучевая остеохондрома:
о Идентична другим экзостозам:
- Ножка, состоящая из нормальной кости с нормальным кортикальным слоем, растущая из нормальной кости и имеющая хрящевой «колпачок»
о Возможен множественный характер; редко трансформируется в хондросаркому
• Утолщение кортикального слоя в сочетании с патологическим переломом
• Постлучевая саркома:
о Постлучевой остеонекроз нижележащей кости (50%)
о Новое деструктивное поражение костной ткани в области облучения:
- Разрушение кости по типу «изъеденности молью», периостальная реакция
- Разрушение кортикального слоя кости, мягкотканное объемное образование
- Часто наблюдается формирование остеоида, поскольку остеосаркома является наиболее частым клеточным типом постлучевой саркомы
3. МРТ изменений костей после лучевой терапии:
• Острые изменения костного мозга после локального облучения:
о Множественные округлые очаговые изменения в 37% случаев, диффузные изменения в костях, входящих в область облучения в 10% случаев
о Местные изменения: линейные, криволинейные, фрагментарные, смешанные
о Т1 ВИ: низкая интенсивность сигнала, между мышечной и жировой тканями
о Чувствительные к жидкости МР-последовательности: высокая интенсивность сигнала
о Неоднородное умеренное контрастирование
о Увеличиваются или изменяются со временем; могут приобретать крупные размеры; необъемная конфигурация
• Хронические изменения костного мозга после лучевой терапии:
о Замещение костного мозга жировой тканью; высокая интенсивность сигнала на Т1 ВИ
• Постлучевой остеонекроз:
о Головки бедренных или плечевых костей: нормальная картина остеонекроза (симптом «двойной линии»):
- Уплощение отделов, несущих весовую нагрузку
о Другие локализации: потеря нормального трабекулярного рисунка:
- Смешанная низкая и высокая интенсивность сигнала, что соответствует склеротическим и литическим зонам на рентгенограмме
• Радиационно-индуцированные деформации роста:
о Раннее замыкание зон роста
• Постлучевая остеохондрома:
о Типичные МР-признаки остеохондромы:
- Ножка с нормальными кортикальным слоем кости и костным мозгом, растущая из нормальной кости:
В материнской кости могут иметься хронические изменения костного мозга в виде его замещения жировой тканью
- Хрящевой «колпачок»: высокая интенсивность сигнала с перегородками на чувствительных к жидкости МР-последовательностях
о Обычно возникают по периферии облучаемого поля
• Постлучевая саркома:
о Постлучевой остеонекроз нижележащей кости (50%)
о Изменения костного мозга с приобретением инфильтративного их характера
о Нарушение целостности кортикального слоя, мягкотканное объемное образование: неоднородно высокая интенсивность сигнала на Т2 ВИ
о Периостальная реакция, отек мягких тканей и костного мозга
о Диффузное контрастное усиление кости и мягкотканного объемного образования, реактивный отек
(Слева) Рентгенография лопатки в косой проекции: визуализируется экзостоз, произрастающий из нижней поверхности тела кости. Несколько лет назад этот пациент подвергался мантиевидной лучевой терапии по поводу болезни Ходжкина.
(Справа) Рентгенография органов грудной клетки в ЗП проекции: у этого же пациента определяется расширение корней легких, которое представляет собой другое постлучевое состояние (мантиевидная лучевая терапия). Остеохондромы могут возникать в поле облучения, чаще по его периферии. Этот пациент старше возраста характерного для развития остеохондромы; обычно эта опухоль возникает у пациентов, которые подвергались облучению в возрасте менее двух лет.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: определяется характерная деформация роста с выраженной гипоплазией крестца, нижней части поясничного отдела позвоночника и крыльев подвздошной кости, включая вертлужные впадины. Седалищные и бедренные кости в норме. Этот пациент в молодом возрасте перенес лучевую терапию по поводу опухоли таза.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: определяется относительная гипоплазия левых отделов тел Т12, L1, L2 и L3 позвонков, что обусловливает асимметричную платиспондилию и сколиоз. Такие изменения являются следствием лучевой терапии опухоли Вильмса слева; обратите внимание на клипсы в области почечной ямки.
(Слева) Рентгенография поясничного отдела позвоночника в ПЗ проекции: отмечается легкий левосторонний сколиоз, являющийся следствием асимметричной платиспондилии: правые отделы тел поясничных позвонков короче их левых отделов.
(Справа) Рентгенография в боковой проекции, этот же пациент: подтверждается асимметричная платиспондилия с «двойными» замыкательными пластинками, визуализируемыми на каждом уровне. Деформация роста у данного пациента обусловлена предшествующей лучевой терапией почечной ямки справа. Обратите внимание, что на обеих рентгенограммах Т12 и L5 позвонки имеют нормальную высоту.
в) Дифференциальная диагностика:
1. Повреждение трабекул в облучаемой кости:
• Постлучевой остеонекроз:
о Может осложняться остеомиелитом
• Рецидив опухоли:
о Обычно возникает в течение первых двух лет после терапии
• Постлучевая саркома:
о Обычно имеет латентный период в 7-20 лет
г) Патология:
1. Общая характеристика:
• Этиология:
о Постлучевые изменения костного мозга:
- Вероятный постлучевой остеонекроз
о Патологические переломы, связанные с ↓ количества остеокластов и свободная аппозиция минералов в кортикальном слое кости
о Постлучевой остеонекроз
- Нарушение функции остеобластов
о Постлучевые деформации роста:
- Облучение вызывает нарушение микроциркуляторного кровоснабжения эпифиза → раннее замыкание зон роста → короткая или гипопластичная кость
- Возможно и прямое клеточное повреждение остеоцитов
о Постлучевая остеохондрома:
- Предполагается, что она обусловлена постлучевой миграцией недифференцированной хрящевой ткани в метафиз из эпифизарной пластинки
2. Макроскопические и хирургические особенности:
• Постлучевая остеохондрома:
о Гистологически идентична другим экзостозам
• Постлучевая саркома:
о В большинстве случаев остеонекроз нижележащей кости
о Преобладают высокодифференцированная остеосаркома и злокачественная фиброзная гистиоцитома
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: определяется агрессивное поражение с крупным мягкотканным объемным образованием, содержащим остеоид. Изменения имеют смешанную плотность: присутствует литический и склеротический компонента, отмечается выраженное укорочение плечевой кости относительно грудной клетки. Такие изменения характерны для постлучевого остеонекроза с вторичной остеосаркомой.
(Справа) Рентгенография лопатки в Y-проекции: визуализируется крупное мягкотканное объемное образование, содержащее опухолевую ткань. Эта пациентка 10 лет назад перенесла лучевую терапию по поводу рака молочной железы; лопатка находится в поле облучения. У женщины развилась постлучевая остеосаркома.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: визуализируются клипсы, распределение которых характерно для резекции лимфатических узлов при раке предстательной железы. Кроме того, отмечается аморфный склероз вокруг области запирательного отверстия.
(Справа) МРТ Т1ВИ, корональный срез: у этого же пациента обнаруживается замещение костною мозга ветви лобковой кости слева патологическим компонентом. Кроме тою, в области запирательною отверстия визуализируется слабо определяемый гипоинтенсивный компонент (зона остеосклероза на рентгенограмме), что подтверждает наличие опухолевого остеоида в мягкотканном объемном образовании.
(Слева) МРТ PD-ВИ, режим подавления сигнала от жира, аксиальный срез через запирательное отверстие: у этою же пациента визуализируется крупное мягкотканное объемное образование, содержащее опухолевый остеоид и простирающееся кзади во внутреннюю запирательную мышцу.
(Справа) Постконтрастное МРТ Т1ВИ, режим подавления сигнала от жира, корональный срез: у этою же пациента определяется крупное объемное образование, содержащее остеоид. У этою мужчины 75 лет, перенесшею лечение по поводу рака предстательной железы, можно обоснованно предположить развитие постлучевой остеосаркомы. При таком типе вторичной остеосаркомы прогноз неблагоприятный.
д) Клинические особенности:
1. Проявления:
• Типичные признаки/симптомы:
о Постлучевой остеонекроз:
- Боль, → остеоартроз при локализации в головках бедренных или плечевых костей
- Патологический перелом
о Постлучевая деформация роста:
- Сколиоз или несоответствие длины конечностей
о Постлучевая остеохондрома:
- Объемное образование, импиджмент-синдром
о Постлучевая саркома:
- Возобновление боли, набухание, патологический перелом
2. Демография:
• Эпидемиология:
о Неопухолевые аномальные изменения костного мозга:
- 45% облучаемой кости
- Средний латентный период 9 и 24 месяца в двух исследованиях
- Средняя доза излучения 5900 сГр
о Постлучевая остеохондрома:
- Распространенность 6-24% в двух сериях случаев
- Остеохондрома возникает в 10 раз чаще при облучении кости, чем при его отсутствии
- Чаще выявляется у пациентов, которым проводился курс лечения по поводу опухоли Вильмса или нейробластомы:
Лучевая терапия обычно в возрасте от 8 месяцев до 11 лет (чаще <2 лет)
Доза излучения обычно 1500-5500 сГр
Латентный период 3-17 лет (в среднем: 5-12 лет в разных исследованиях)
о Постлучевая саркома:
- Риск возникновения в облученной кости составляет 0,03-0,8%:
Дети, получающие высокодозную лучевую терапию и химиотерапию, подвержены наибольшему риску
Распространенность постлучевой саркомы возрастает по мере выживаемости детей при первичной малигнизации и лечении
- 50-60% - остеосаркома; облучение - причина 3,4-5,5% остеосарком
- Дозы излучения обычно > 2000 сГр; чаще 5500 сГр
- Латентный период обычно составляет большое количество лет (в среднем: 11 лет), но может составлять всего два года:
Обратно пропорционален дозе излучения
3. Течение и прогноз:
• Острые и хронические изменения костного мозга после лучевой терапии мягкотканного объемного образования:
о Возможное восстановление элементов костного мозга или полное замещение желтым костным мозгом
• Постлучевой остеонекроз:
о Аномальная кость; повышенный риск перелома и очаг развития инфекции
• Постлучевая деформация роста:
о Ранний остеоартроз, связанный с аномальным взаимоотношением костных структур
• Постлучевая остеохондрома:
о Не отличается от естественного течения рутинного экзостоза
о Редкие сообщения о трансформации в хондросаркому
• Постлучевая саркома:
о Пятилетняя выживаемость - 62% для поражений конечностей
о Пятилетняя выживаемость - 27,3% для поражений осевого скелета
4. Лечение:
• Острые и хронические изменения костного мозга после лучевой терапии мягкотканного объемного образования: лечение отсутствует
• Постлучевой остеонекроз: артропластика при ее возможности
• Постлучевая остеохондрома: краевая резекция при болезненности
• Постлучевая саркома: химиотерапия и широкая резекция
е) Диагностическая памятка. Советы по интерпретации изображений:
• Ключом к постановке диагноза постлучевых изменений часто является характер распределения изменений:
о Выполните поиск распределения изменений в квадратной области, окруженной неизмененными тканями
ж) Список использованной литературы:
1. Oest ME et al: Long-term loss of osteoclasts and unopposed cortical mineral apposition following limited field irradiation. J Orthop Res. ePub, 2014
2. Zbojniewicz AM et al: Posttreatment imaging of pediatric musculoskeletal tumors. Radiographics. 34(3):724-40, 2014
3. Pacheco R et al: Effects of radiation on bone. Curr Osteoporos Rep. 11 (4):299-304, 2013
4. Hwang S et al: Local changes in bone marrow at MRI after treatment of extremity soft tissue sarcoma. Skeletal Radiol. 38(1):11-9, 2009
5. Mitchell MJ et al: Radiation-induced changes in bone. Radiographics. 18(5):1125-36; quiz 1242-3, 1998
