Densitometría Ósea por Fotón Dual y por Ultrasonido, Discusión

La osteoporosis es una condición médica de relevancia mundial, tanto para los países desarrollados, como para aquellos en vía de desarrollo. Su impacto sobre la población adulta, es un problema creciente.

Su diagnóstico con las tecnologías disponibles, ha permitido una más clara identificación de la población de alto riesgo, y un mejor tratamiento. Si bien la DEXA se ha extendido de forma amplia en el mundo entero, nuevas tecnologías siguen surgiendo para el diagnóstico de esta entidad. La DUC es una de ellas y sobre la cual aún quedan muchas cosas por entender.

En este trabajo quisimos revisar la correlación de esta novedosa técnica con la tecnología más ampliamente aceptada para el diagnóstico de osteoporosis, y estudiar en qué medida las principales variables que se miden por el ultrasonido del calcáneo se correlacionan con la densidad mineral ósea, que es el determinante fundamental en la fortaleza y resistencia del hueso.

Aunque existen múltiples factores responsables de la patogénesis de las fracturas osteoporóticas, la causa prevenible mas importante es la baja densidad mineral ósea (DMO). Varios estudios prospectivos han demostrado claramente que la medición de la DMO puede predecir el desarrollo de fracturas1-9.

El riesgo estimado de fractura para los individuos a los 50 años se resume en la Tabla 8:8

Tabla 8. Riesgo estimado de fractura a los 50 años

SITIO ANATÓMICO	MUJERES	HOMBRES
Fémur	17.5%	6.0%
Columna	15.6%	5.0%
Antebrazo	16.0%	2.5%
Cualquier fractura	39.7%	13.1%

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El riesgo para los hombres es aproximadamente una tercera parte del riesgo para las mujeres. Se calcula que un 45% de todas las mujeres postmenopáusicas tienen osteopenia significativa. En los Estados Unidos 400.000 mujeres de las casi un millón que anualmente alcanzan la menopausia, sufrirán con el tiempo una fractura de cadera, columna o antebrazo.

El 75% de las fracturas que se presentan en pacientes con edad avanzada son osteoporóticas.6-11. La masa ósea justifica el 80-90% de la resistencia del hueso y el 80% del riesgo atribuible de las fracturas.12-22

El desarrollo de la absortiometría por fotón dual proporcionó a los investigadores una mayor evidencia de que había una pérdida acelerada del hueso axial durante la menopausia e incluso una pequeña pérdida perimenopáusica22-35.

La proporción de pérdida ósea en la columna durante la menopausia es de un 3-5% anualmente, que es dos veces la proporción de pérdida del hueso apendicular, en donde hay una pérdida aproximada de un 10% en un período de 5 años.

La tasa de pérdida de hueso en la columna declina a la edad de 60 años y casi cesa a los 70 años. La pérdida ósea en el fémur proximal es semejante a la del hueso apendicular que continúa a un 1% por año35-44.

Muchos estudios realizados en la última década, utilizando densitometría ósea, han demostrado una clara diferencia entre los pacientes con fractura de cadera y los controles de edad similar45-47. Estudios longitudinales han demostrado que incluso la DMO de varios sectores del esqueleto apendicular predicen la fractura de cadera 10 a 15 años antes de que se produzcan49-55.

La técnica de imágenes que se ha venido utilizando desde hace varios años para la medición de la DMO y que actualmente se considera el “patrón de oro” es la densitometría ósea por fotón dual, que utiliza rayos x.

Recientemente se han desarrollado técnicas nuevas que pretenden hacer la misma medición de la DMO pero sin necesidad de utilizar rayos x, con tiempos de examen más cortos y a menores costos.

Dentro de estas nuevas técnicas se encuentra la densitometría por ultrasonido, que como su nombre lo dice, es una técnica que utiliza como principio físico el ultrasonido y su capacidad para atravesar tejidos. Se realiza el examen en el hueso calcáneo.

La densitometría ósea por ultrasonido ha sido investigada durante 20 años, pero solo en los últimos 5 años los equipos se han hecho comercialmente disponibles. Se han realizado múltiples estudios clínicos sobre el uso de estos equipos y el escepticismo inicial de aquellos que desconocían estos desarrollos ha sido reemplazado por entusiasmo tanto en la comunidad clínica como dentro del grupo de investigadores.

Diversos estudios clínicos han logrado demostrar que la medición con ultrasonido indica aspectos de la calidad ósea56-58. La velocidad del sonido (speed of sound en ingles o SOS en m/seg) está íntimamente relacionada con la cantidad de hueso, mientras que la atenuación (broadband ultrasound attenuation o BUA en dB/MHz) depende, en su mayor parte, de la estructura ósea59.

El principal valor de las mediciones con ultrasonido es el examen de la estructura del hueso; por lo tanto los sistemas avanzados miden la BUA en el hueso trabecular accesible del calcáneo. La SOS puede ser utilizada tanto en hueso trabecular como en el cortical ; los resultados son comparables a la DMO medida en la misma región esquelética60-61.

Algunos estudios han demostrado que el BUA y el SOS pueden ser utilizados juntos para estimar la consistencia del hueso62.

La BUA y la SOS tienen que ver mas con las variables morfométricas, incluyendo la separación de la lámina trabecular63-64. Nicholson y cols. notificaron recientemente una alta correlación entre la BUA (0.96) y la SOS (0.90) con la densidad aparente del hueso trabecular vertebral65. Nuestros resultados difieren de los de este grupo.

Si bien es cierto que encontramos una correlación importante entre BUA y Stiffness con la DMO (que fluctuó entre un r=0.2 a r= 0.7, y en promedio alrededor de r=0.5), estas correlaciones son moderadas, y se encuentran lejos de los valores por ellos reportados.

Adicionalmente la correlación que nosotros encontramos en los puntajes de los T y Z entre las dos modalidades diagnósticas es solo moderada. Para el puntaje Z ; r=0.37 para Z entre columna y calcáneo, y r=0.54 entre fémur y calcáneo. La correlación de el puntaje T fue igualmente moderada: r=0.55 entre columna y calcáneo, y r=0.63 entre fémur y calcáneo.

Por alguna razón que no es muy clara esta correlación es aun más pobre en los adultos menores de 50 años, en quienes los valores de los coeficientes de correlación estuvieron entre un r = 0.23 y r = 0.29.

Por lo tanto en nuestro estudio al hacer una comparación general de las dos técnicas, a partir de los valores de Z-score y T-score tanto del ultrasonido como del fotón dual en la columna y en el fémur, encontramos que las dos técnicas se correlacionan en forma moderada, aunque estadísticamente significativa con valores que oscilan entre los diferentes grupos de edad y para los diferentes sitios del cuerpo , como se demuestra en las tablas 1 a 4.

Al analizar las variables por separado (SOS, BUA y Stiffness con la DMO de la columna y el fémur) los resultados mostraron en todos los casos relaciones directas igualmente moderadas, aunque estadísticamente significativas (Tablas 5-7).

El equipo de densitometría ósea por ultrasonido calcula también el índice de consistencia, que no debe ser confundido con la rigidez biomecánica, basándose en los valores de BUA y SOS normalizados (Indice de consistencia = 0.67 x BUA + 0.28 x SOS – 420). En el envejecimiento hay una disminución de un 20% en la consistencia, alcanzando un 40% en los estados de osteoporosis66.

En cuanto a la correlación con la DMO del calcáneo, varios estudios experimentales han mostrado que la medición con ultrasonido tiene una correlación alta (r = 0.9) con las mediciones de DMO en el mismo talón67-68.

Al analizar la sensibilidad diagnóstica del ultrasonido, en varios estudios clínicos se ha demostrado que en los casos de fractura los valores de BUA se encuentran aproximadamente 10dB/MHz por debajo de los controles de edad similar, dando unos valores de Z-score de aproximadamente -0.8 y la sensibilidad en los casos de fractura de cadera son aún mejores69-70. La SOS proporciona una mejor sensibilidad (Z=-1.0) que la BUA y la consistencia ofrece un incremento significativamente superior tanto a la BUA como al SOS en forma individual (Z=-1.3).

El índice de Stiffness medido con el Achilles da un Z-score comparable o más alto que la DMO de columna en fracturas por aplastamiento de las vértebras o la DMO del cuello femoral en fracturas de cadera71-72.

La precisión del índice de consistencia mediante el densitómetro de ultrasonido Achilles es de un 2% o menor incluso en los individuos jóvenes y es aún menor (1 – 2%) en los de edad avanzada.

Se obtuvieron mejores resultados en los ancianos debido a que una mayor proporción de la señal de ultrasonido pasa por el talón.

El error de precisión en la consistencia es 10 a 15 veces menor que las diferencias entre los osteoporóticos y los controles de similar edad; esto es comparable a la densitometría por fotón dual con rayos-x73.

Ha sido demostrado por Langton y cols que la combinación del SOS y la atenuación (índice de consistencia o Stiffness) es inversamente proporcional a la elasticidad ósea74. El índice de consistencia (Stiffness) proporciona un Z-score de -3.0, lo que es casi igual al Z-score de -3.2 en la medición de la DMO de columna en los mismos sujetos75.

Los índices de determinación (r2), que nosotros encontramos, indican que la densidad mineral ósea (DMO), solo explica en forma muy parcial los resultados de las variables que se miden por el ultrasonido: Stiffness y BUA (34% al 51%). Esto indicaría que al ser la DMO el parámetro fundamental en la fortaleza y resistencia esquelética, no es claro aún el mecanismo exacto por el cual el ultrasonido del calcáneo, puede predecir el riesgo relativo de fractura de la población examinada.

Hay quienes creen que la densitometría con ultrasonido puede ser un sustituto útil para la densitometría ósea convencional mediante fotón dual57. Parece que las mediciones con ultrasonido en general, tanto la velocidad del sonido (SOS) como la atenuación (BUA), así como la combinación de estos dos parámetros (Stiffness), indican tanto la estructura ósea como la densidad65,76.

Las variables de ultrasonido en las regiones periféricas se correlacionan con la DMO axial a casi el mismo grado que la DMO periférica (r ~ 0.7 en poblaciones adultas).

A pesar de esto, la densitometría con ultrasonido en el esqueleto periférico proporciona una sensibilidad diagnóstica superior a la densitometría ósea en las mismas regiones periféricas del esqueleto. El ultrasonido tiene una sensibilidad igual a la de la DMO en la columna para las fracturas vertebrales77-78.

De mayor importancia, el ultrasonido en el calcáneo tiene una sensibilidad diagnóstica equivalente a la de la DMO femoral y superior a la DMO periférica o de la columna, con respecto a las fracturas de cadera. Hay una intrigante posibilidad de que se puedan combinar el ultrasonido con la DMO para mejorar la sensibilidad diagnóstica79.

En nuestro análisis al realizar las correlaciones separando las variables y cruzándolas en forma independiente encontramos que cada una de estas se relaciona en forma directa, aunque moderada y estadísticamente significativa con los valores de DMO obtenidos con la técnica de fotón dual.

Los resultados fueron los siguientes: SOS con DMO en columna r=0.58, SOS con DMO en fémur r entre 0.61 y 0.63, BUA con DMO en columna r=0.58, BUA con DMO en fémur r entre 0.64 y 0.74, Stiffness con DMO en columna r=0.58 y Stiffness con DMO en el fémur r entre 0.66 y 0.71. En todos los casos se observó cómo los resultados de las medidas del ultrasonido se correlacionaron de manera más fuerte con los de la DMO del fémur que con los de la DMO de la columna, aunque ambas correlaciones fueron directas y significativas.

En 1995 se publicó un importante estudio prospectivo realizado en Francia con 8.000 pacientes ancianas, llamado el EPIDOS:

El cual mostró que el ultrasonido utilizando el Achilles tuvo la misma capacidad de predecir las fracturas de cadera que la DMO del fémur, mas aún, el ultrasonido y la DMO son hasta cierto punto independientes, de tal modo que se pueden combinar para mejorar la capacidad de predicción.

Este estudio a gran escala demuestra de forma inequívoca que el índice de consistencia, al igual que la DMO de fémur, es muchas veces mejor que la DMO periférica80.

Todo lo anterior parece confirmar entonces, que aunque el US del calcáneo no guarda una correlación alta con la densidad mineral ósea (DMO), de alguna manera permite medir el riesgo relativo de fractura en los pacientes examinados.

En el estudio multicéntrico de fracturas osteoporóticas (Multicenter Study of Osteoporotic Fractures, SOF), realizado entre varios importantes centros universitarios y de investigación en los Estados Unidos, se realizó un estudio prospectivo para medir el riesgo relativo (RR) de mujeres mayores de 65 años, durante un seguimiento de 2 años en 6.189 mujeres postmenopausicas, en quienes se realizó osteodensitometría por fotón dual con Rx y US cuantitativo del calcáneo.

Los autores encontraron que cada Desviación Standard (DS) de reducción en la BUA del calcáneo, se asoció con una duplicación del riesgo de fractura de la cadera (RR = 2.0, Intervalo de Confianza del 95%= 1.5-2.7).

Las fracturas intertrocantéricas en particular estuvieron fuertemente asociadas con un valor bajo de BUA (RR=3.3, Intervalo de Confianza del 95%= 2.0-5.5). En concordancia con nuestros resultados estos autores encontraron solo una correlación moderada entre la DMO del cuello femoral y la BUA del calcáneo (r=0.42)81.