Nieuwe ontwikkelingen in diagnostiek van osteoporose en wervelfracturen

1. 1
Nieuwe
ontwikkelingen
in diagnostiek
van
osteoporose en
wervelfracturen
Dr. Ling Oei
Internist-endocrinoloog i.o.
Epidemioloog
(potentiële) belangenverstrengeling Geen
Voor bijeenkomst mogelijk relevante
relaties met bedrijven
-
• Sponsoring of onderzoeksgeld
• Honorarium of andere (financiële)
vergoeding
• Aandeelhouder
• Andere relatie, namelijk …
• Proefschrift drukkosten: Pfizer,
Amgen, Boehringer Ingelheim
Disclosurebelangen spreker
Proefschrift secties (22H)
Bevolkingsonderzoek
Beeldvorming
Erfelijkheid
Proefschrift secties (22H)
Bevolkingsonderzoek
Beeldvorming
Presentatie opbouw
• Achtergrond
• Trabeculaire bot score (TBS)
• Diagnostiek wervelfracturen
C
opyrightdr.Ling
O
ei

2. 2
CBO richlijn 2011: (vermoeden)
recente fractuur/secundaire
osteoporose
CBO richlijn 2011: (vermoeden)
recente fractuur/secundaire
osteoporose
CBO richlijn 2011: (vermoeden)
recente fractuur/secundaire
osteoporose
CBO richlijn 2011: hoog fractuur
risico, geen bekende recente fractuur
CBO richlijn 2011: hoog fractuur
risico, geen bekende recente fractuur
CBO richlijn 2011: hoog fractuur
risico, geen bekende recente fractuur
C
opyrightdr.Ling
O
ei

3. 3
Osteoporose definitie
▪ Een systemische aandoening van het skelet gekarakteriseerd door
een lage botmassa en verslechtering van de microarchitectuur, met
als gevolg een toegenomen risico op fracturen
▪ NORMAAL ▪ OSTEOPOROSE
Basis van osteoporose diagnostiek is bot
mineraal dichtheidsmeting (BMD)
▪ DXA
▪ Dual-energy X-ray absorptiometry
▪ g/cm2 -> T-score
Hoge BMD
Lage BMD
OEI!
OEI! OEI!
Osteoporose definitie
▪ Een systemische aandoening van het skelet gekarakteriseerd door
een lage botmassa en verslechtering van de microarchitectuur, met
als gevolg een toegenomen risico op fracturen
▪ NORMAAL ▪ OSTEOPOROSE
Osteoporose definitie
▪ Een systemische aandoening van het skelet gekarakteriseerd door
een lage botmassa en verslechtering van de microarchitectuur, met
als gevolg een toegenomen risico op fracturen
▪ NORMAAL ▪ OSTEOPOROSE
Osteoporose definitie
▪ Een systemische aandoening van het skelet gekarakteriseerd door
een lage botmassa en verslechtering van de microarchitectuur, met
als gevolg een toegenomen risico op fracturen
▪ NORMAAL ▪ OSTEOPOROSE
???????????????????????????????
? ?
????????????????????????? ??????
Basis van osteoporose diagnostiek is bot
mineraal dichtheidsmeting (BMD)
▪ DXA
▪ Dual-energy X-ray absorptiometry
▪ g/cm2 -> T-score
Hoge BMD
Lage BMD
OEI!
OEI! OEI!
C
opyrightdr.Ling
O
ei

4. 4
Epidemiologie: vóórkomen en
risicofactoren voor osteoporose
• Bewoners wijk Ommoord, start 1989
• 14.926 deelnemers (>45 jaar). Duizenden metingen
Is DXA-BMD niet genoeg?
Is DXA-BMD niet genoeg?
-> Nee, niet genoeg
• Rotterdam Studie: ~80% van de fracturen (T-score> -2.5)
Trajanoska, Oei, ... et al. Submitted
Men Women
Evolutionaire oorsprong bot trabeculae
Bot is niet volledig massief
“Holle” vogel botten
Eerste ontwikkeling anatomie van het bewegingsapparaat
met lagere trabeculaire dichtheid in vroege Homo erectus
Mogelijk gevolg van sedentaire leefstijl en afhankelijkheid van
technologische en culturele innovaties Chirchir et al. PNAS 2015
Evolutionaire oorsprong bot trabeculae Maar, net zoals een kaartenhuis:
Fragiele microarchitectuur kan breken
C
opyrightdr.Ling
O
ei

5. 5
Maar, net zoals een kaartenhuis:
Fragiele microarchitectuur kan breken
Wat is trabeculaire bot score (TBS)?
• DXA software: indirecte schatting van bot textuur
van een reguliere PA wervelkolom DXA scan
• Is een afgeleide eenheidsloze index (niet een directe meting)
• TBS is geassocieerd met bot microarchitectuur
• TBS geeft extra fractuur risico informatie bovenop
BMD en klinische risico factoren
Silva et al. J Bone Miner Res 2014
Gesimplificeerd principe van TBS
Doolhof in kaart brengen:
• Identificeer elke boom
-> moeilijk
• Identificeer alle ruimtes
-> veel makkelijker
Principe van TBS
TBS L1-L4: 1.457
TBS L1-L4: 1.132
Identieke BMD
Goede microarchitectuur
Homogeen
Slechte microarchitectuur
Heteroogeen
Bot Mineraal Dichtheid images TBS mapping en geassocieerde waarden
Quantification of the texture using a modified experimental variogram
approach
Voorbeeld: identieke BMD, maar erg
verschillende microarchitectuur
Oei et al. Quant Imaging Med Surg 2016
Figuren aangepast van http://www.medimapsgroup.com/product/technology/
Voorbeeld: identieke BMD, maar erg
verschillende microarchitectuur
Oei et al. Quant Imaging Med Surg 2016
Figuren aangepast van http://www.medimapsgroup.com/product/technology/
“het doolhof”
C
opyrightdr.Ling
O
ei

6. 6
TBS result en door post-acquisitie
verwerking van de DXA scan
1. DXA Scan 2. Software Proces 3s 3. TBS Analyse & Reportage
Een hogere TBS correleert met betere bot microarchitectuur
Een lagere TBS met slechtere bot microarchitectuur
TBS is gecorreleerd met
microarchitectuur parameters
Structure model index (SMI)
Stijfheid Roux et al. J Bone Miner Res. 2008+ASBMR 2012, Hans et al. JCD 2012,
Resch et al. ASBMR 2012, Bilezikian JCEM 2013
TBS gerelateerd aan transiliacale bot biopsiën
in 123 osteoporotische fractuur patiënten
Muschitz et al. Bone 2015
• r=+0.71
• r=+0.86
• r=-0.74
• r=-0.74
Muschitz et al. Bone 2015
• r=+0.71
• r=+0.86
• r=-0.74
• r=-0.74
TBS gerelateerd aan transiliacale bot biopsiën
in 123 osteoporotische fractuur patiënten
TBS is een osteoporotische wervelfractuur
voorspeller onafhankelijk van DXA-BMD
• Rotterdam Studie drie cohorten: 5.630 deelnemers
• DXA lumbale wervelkolom BMD and TBS
• 1.092 wervelfracturen
• Logistische regressie geadjusteerd voor leeftijd, sexe,
lengte, BMI, vallen, glucocorticoïd and bisfosfonaat gebruik
Koromani, Oei, ... et al. Submitted
0,5
1
1,5
2
2nd tertile 3rd tertile continous
OR95%CI
LS- BMD
LS- TBS
#
NS
*
*
*
* *
▪ Manitoba Canada
▪ 33.352 vrouwen (40-100j)
▪ 4,7j follow-up
▪ Gecorrigeerd voor FRAX Adapted from Hans et al. J Bone MR 2011, Leslie et al., Osteoporos Int 2014
TBS geeft fractuur risico informatie onafhankelijk
van klinische risicofactoren en BMD
C
opyrightdr.Ling
O
ei

7. 7
TBS is een osteoporotische fractuur voorspeller
onafhankelijk van de FRAX klinische risico score
Deelnemer-niveau meta-analyse (N=17.809, 14 cohorten)
• Baseline FRAX, DXA-BMD en TBS
• Gemiddelde follow-up 6.7j voor osteoporotische fracturen
Gradient of risk (GR: hazard ratio per 1 SD verandering in risico variabele)
• TBS: 1.44 (95%CI: 1.35–1.53)
• TBS geadjusteerd voor FRAX: 1.32 (95%CI: 1.24–1.41)
• Area under the curve FRAX&BMD 0.74, +TBS -> 0.79
(niet dat TBS het probleem volledig verhelpt, maar het helpt)
McCloskey, ..., Oei, ... et al. J Bone Miner Res 2015
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
TBS-geadjusteerde FRAX online
TBS: Hoe de getallen te interpreteren?
http://www.medimaps.fr/tbs-insight
Based on McCloskey et all. J Bone Miner Res 2016
Normaal
T-score ≥ -1
Osteoporose
T-score ≤ -2.5
Osteopenie
-1 < T-score < -2.5
Normaal
TBS ≥ 1.31
Deels gedegradeerd
1.23 < TBS < 1.31
Gedegradeerd
TBS ≤ 1.23 TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
C
opyrightdr.Ling
O
ei

8. 8
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
TBS geadjusteerde FRAX
TBS geadjusteerde FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
TBS adjusted FRAX
TBS adjusted FRAX
TBS geadjusteerde FRAX
TBS geadjusteerde FRAX
Kaukasische vrouw, 58 jaar:
Behandelen of niet behandelen?
TBS & BMD en/of FRAX: samengevat
• TBS geeft wervelfractuur risico informatie onafhankelijk van
DXA-BMD
• TBS geeft niet-wervelfractuur risico informatie onafhankelijk
van klinische risico factoren en BMD
• TBS-geadjusteerde FRAX is online beschikbaar
Richtlijn adviezen over TBS
Richtlijn Jaar (+FRAX)
Primaire
osteoporose
ISCD International Society for Clinical Densitometry (USA) 2015 JA
NOF National Osteoporosis Foundation (UK) 2014 ,,
ESCEO European Society for Clinical and Economic Aspects
of Osteoporosis, Osteoarthritis and Musculoskeletal
Diseases (EU)
2016 JA
SVGO Schweizerische Vereinigung gegen Osteoporose
(CH)
2015 JA
DVO Dachverband Osteologie (DE) 2017 JA
Nederland 2011 -
C
opyrightdr.Ling
O
ei

9. 9
Conclusies
trabeculaire bot score (TBS)
• TBS is DXA software die bot textuur informatie schat van
een reguliere postero-anterieure wervelkolom DXA scan
• TBS geeft extra informatie bovenop de FRAX klinische
risico score en DXA-botdichtheid
• TBS-geadjusteerde FRAX klinische risico score
• TBS kan helpen bij medische besluitvorming in primaire
osteoporose
Wervelfracturen
~100,000 Rotterdam Studie
röntgenfoto’s
Verwerking door 20
getrainde
geneeskunde studenten
Wervelfracturen:
verhoogde morbiditeit en mortaliteit
• Osteoporose: vaakstvoorkomende metabole botziekte.
Wereld: 9 miljoen fracturen/jaar
Wervelfracturen:
• Morbiditeit: rugpijn (OR:2.4), verminderde functie
(OR:2.6), bedrust (OR:6.7), vermijden activiteit (OR:3.8)
• Verhoogd risico op toekomstige fracturen:
wervel (HR:2.7-5.3), niet-wervel (HR:1.2-1.3)
• Mortaliteit: 60% hoger
Ensrud J Am Geriatr Soc 2000
Oei J Bone Miner Res 2017
Nevitt Ann Int Med 1998
~100,000 Rotterdam Studie
röntgenfoto’s
Verwerking door 20
getrainde
geneeskunde studenten
Wervelfracturen: definitie moeilijk
Hoogteverlies meten OF Eindplaat
fractuur
NORMAAL
Quantitative Morphometry
(QM)
Algorithm-Based Qualitative (ABQ)
C
opyrightdr.Ling
O
ei

10. 10
Wervelfracturen: definitie moeilijk
Hoogteverlies meten OF Eindplaat
fractuur
NORMAAL
Quantitative Morphometry
(QM)
Algorithm-Based Qualitative (ABQ)
Wervelhoogteverlies classificatie
SpineAnalyzer®
Normaal
Graad 1
20-25%
Graad 2
25-40%
Graad 3
>40%
Wervelhoogteverlies classificatie
Nederlandse richtlijn >25% = fractuur
SpineAnalyzer®
Normaal
Graad 1
20-25%
Graad 2
25-40%
Graad 3
>40%
CBO richlijn 2011: (vermoeden)
recente fractuur/secundaire
osteoporose
CBO richlijn 2011: hoog fractuur
risico, geen bekende recente fractuur
Wervelfracturen: definitie moeilijk
Hoogteverlies meten OF Eindplaat
fractuur
NORMAAL
Quantitative Morphometry
(QM)
Algorithm-Based Qualitative (ABQ)
C
opyrightdr.Ling
O
ei

11. 11
Wervelfracturen: groot verschil
tussen beoordelingsmethoden
Rotterdam Studie (N=7,582)
Deformiteit (“vormafwijking”)
Hoofdstuk 3.2 Oei et al.
Journal of Bone mineral Research 2017ONEENS
EENS90% 10%
Prevalenties:
▪ QM hoogteverlies 14.2% (13.4%-15.0%)
▪waarvan 6.0% graad 2 of 3
▪ ABQ eindplaat 4.0% (3.6%-4.5%)
▪ Inter-method agreement kappa (κ): 0.24
Hoofdstuk 3.2 Oei et al.
Journal of Bone mineral Research 2017
Wervelfracturen: groot verschil
tussen beoordelingsmethoden
Niveau’s T4-L4
Verschil in verdeling van
wervelvormafwijkingen
Hoofdstuk 3.2 Oei et al.
Journal of Bone mineral Research 2017
Inter-method agreement kappa (κ)=0.24
Exclusie graad 1 ->
κ=0.40
Herbeoordeling graad 1 eindplaat -> κ=0.50Hoofdstuk 3.2 Oei et al.
Journal of Bone mineral Research 2017
Meting wervelhoogteverlies
+beoordeling eindplaten nodig
STELLING 2
Alle wervelfracturen zijn vormafwijkingen,
maar niet alle wervelvormafwijkingen zijn fracturen
Ziekte van Scheuermann:
wervel vormafwijking vanaf
puberteit
C
opyrightdr.Ling
O
ei

12. 12
Krommingshoek (kyfose)
Eindplaat onregelmatig
(maar niet gebroken)
Sørensen and Sachs
1987
Wigvorm
Ziekte van Scheuermann: kromme
rug door onregelmatige wervelgroei
• Scheuermann bij 4% van volwassenen
• Krommingshoek goed met computer te meten
• Beoordeel vooral de eindplaat (ABQ 93% correct)
• Onderscheid lukt niet met puur kwantitatieve methoden (QM 35%
correct)
• Behandel anders dan patiënten met osteoporose
Hoofdstuk 3.6 Oei et al.
Submitted
Hoofdstuk 3.5 Makurthou, Oei et al.
Spine 2013
Ziekte van Scheuermann:
onderscheiden van wervelfracturen
Hoofdstuk 3.4 Oei et al.
Quant Imaging Med Surg 2013
Hoofdstuk 3.7 Oei et al.
Ned Tijdschr Geneeskd 2013
• Alle wervelfracturen zijn vormafwijkingen, maar
niet alle wervelvormafwijkingen zijn fracturen
• Verschillende radiologische methoden geven
andere wervelfracturen aantallen
• Naast meting van wervelhoogteverlies is
beoordeling van de eindplaten noodzakelijk
OEI!OEI!
Conclusies-wervelfracturen
Conventioneel
Bot: geen signaal
Ultrashort Time to
Echo
Bot+beenmerg signaal
Erasmus MC: fractuur-osteoporose cases vs.
controls
Courtesy of Dr. Du (UCSD)
NIEUW: geavanceerde MRI in
klinische onderzoekssetting
Met dank aan
Didier Hans
Enisa Shevroja
Fernando Rivadeneira
Andre Uitterlinden
Carola Zillikens
Biljana Atanasovska
Fjorda Koromani
Katerina Trajanovska
Edwin Oei
Studententeams
Rotterdam Studie, etc.
Discussie
Wikipedia
C
opyrightdr.Ling
O
ei