12.06.2026

Современные методы лучевой диагностики остеопороза. Часть 1: рентгеновская абсорбциометрия, количественная компьютерная томография, панорамная томография, костная ультрасонометрия: обзор

Остеопороз является наиболее распространенной причиной низкоэнергетических переломов костей, за счет чего сни жается ожидаемая продолжительность жизни и ухудшается качество жизни. 

Введение.

Ожидается, что к 2050 году примерно 22% населения мира будет старше 60 лет. Увеличение продолжительности жизни и, как следствие, старение населения привели к увеличению распространенности хронических неинфекционных заболеваний. Одним из хронических неинфекционных заболеваний, представляющих риск для здоровья пожилого населения, является остеопороз. Остеопороз является наиболее распространенной причиной низкоэнергетических переломов костей. Лечение таких переломов экономически затратно, смертность при них остается высокой, снижается ожидаемая продолжительность жизни, ухудшается качество жизни. В Российской Федерации среди лиц в возрасте 50 лет и старше остеопороз выявляется у 34% женщин и 27% мужчин [1]. 

Остеопороз характеризуется снижением минеральной плотности кости (МПК). Минеральная плотность кости — это соотношение минеральной костной массы и площади исследуемой зоны. 

Цель: проанализировать современные данные о методиках лучевой диагностики остеопороза при использовании рентгеновской абсорбциометрии, количественной компьютерной томографии, пано рамной томографии зубных рядов и костной ультрасонометрии. 

Денситометрия — метод определения плотности объектов неживой и живой материи. Одним из видов денситометрии является остеоденситометрия — методика измерения минеральной плотности костной ткани. Измерить МПК при лучевых методах исследования можно прямым способом с помощью двух энергетической рентгеновской абсорбциометрии (ДРА) и количественной компьютерной томографии (ККТ), а также путем вычисления количественных и качественных индексов при панорамной томографии зубных рядов (ПТ), при конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ), при ультразвуковом исследовании (УЗИ), при магнитно-резонансной томографии (МРТ), при текстурном анализе. 

Для выявления снижения плотности костной ткани возможно использовать разные кости скелета:

 1) центральная локализация (поясничный отдел позвоночника, проксимальный отдел бедренной кости), 

2) периферическая локализация (дистальные отделы лучевой кости, пяточная кость, большеберцовая кость, дистальные отделы бедренной кости). 

В нашей работе проводится анализ методик луче вой диагностики остеопороза и излагаются современные взгляды на место каждой из них в линейке методов лучевой диагностики. 

Материалы и методы. 

Проведен поиск и анализ научных публикаций в информационно-аналитических системах eLIBRARY.RU и PubMed за 2005 2024 гг. по следующим ключевым словам: остеопороз, количественная компьютерная томография, остеоденситометрия, абсорбциометрия, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, панорам ная томография зубных рядов, костная ультрасонометрия, минеральная плотность кости, osteoporosis, quantitative computed tomography, osteodensitomet ry, absorptiometry, dual-energy x-ray absorptiometry, panoramic tomography, bone ultrasonometry, bone mineral density. 

Рентгеновская абсорбциометрия.

 Абсорбциометрия — методика определения МПК. В табл. 1 представлены методики абсорбциометрии и способы получения при них фотонов. 

Однофотонная абсорбциометрия. Фотонная абсорбциометрия была впервые описана в начале 1960-х гг. Методика основана на различии в поглощении и прохождении фотонов через разные ткани. Костная ткань поглощает значительно большее количество фотонов, тогда как мягкие ткани поглощают меньшее их количество. 

Однофотонная абсорбциометрия была впервые описана S.R.Cameron и S.A.Sorensen в 1963 г. Методика основана на прохождении через мягкие ткани и кости фотонов, испускаемых радиоизотопом йод-125. Поглощение фотонов измеряется детектором на основе йодида натрия-таллия, расположенным напротив источника фотонов. Методика применима только для оценки МПК периферического скелета, так как радионуклидный источник (125I) излучает среднюю энергию в 27 кэВ. Такая энергия недостаточна для измерения МПК центральных уча стков скелета [2].

 Двухфотонная абсорбциометрия.

 Однофотонная абсорбциометрия была заменена двухфотонной абсорбциометрией (ДФА), при которой в качестве источника фотонов использовался радиоизотоп гадолиний-153. При ДФА используются фотоны с большей энергией, от 44 до 100 кэВ [3]. Более высокая энергия позволяет использовать ДФА для измерения МПК центральных костей скелета [4].

Одноэнергетическая рентгеновская абсорбцио метрия. 

В начале 1980-х годов концепция фотонной абсорбциометрии была адаптирована путем использования рентгеновских лучей вместо фотонов, испускаемых изотопами [5]. Основным преимуществом рентгеновской абсорбциометрии явилось отсутствие необходимости использовать радиоизотопы. Первой была предложена одноэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия. При данной методике используется один источник энергии, испускающий фотоны одной энергии, количество энергии недостаточно, чтобы измерить МПК в поясничном отделе позвоночника и проксимальных отделах бедра. Методика применима только для исследования МПК костей предплечья и пяточной кости и в связи с появлением ДРА полностью устарела. 

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия. 

Методика была внедрена в клиническую практику в 1987 г. ДРА является основной методикой измерения минеральной плотности кости согласно Федеральным клиническим рекомендациям по остеопорозу 2021 г. и рекомендациям Международного общества по клинической денситометрии (ISCD, International Society for Clinical Densitometry) 2019 г. [6, 7]. 

Применяется при оценке МПК поясничного отдела позвоночника, бедрен ной кости и костей предплечья. Принципом ДРА является измерение прохождения рентгеновских лучей через тело при высоких и низких энергиях. 

Лучевая трубка генерирует пучок рентгеновских лучей, который состоит из фотонов. Когда фотоны проходят через ткани человека, происходит их поглощение, уменьшающее интенсивность рентгеновского излучения. 

Поглощение фотонов зависит от их энергии, а также от состава тканей и органов, через которые они проходят. Мягкие ткани (жир, мышцы, кожа, вода) поглощают меньше фотонов и больше их пропускают, тем самым меньше ослабляя рентгеновский луч. Твердые ткани (кости) поглощают больше фотонов и меньше их пропускают, больше ослабляя рентгеновский луч. Чтобы определить количество жиросодержащих и жиронесодержа щих тканей, ДРА измеряет соотношение ослабления энергии двух фотонов. Соотношение ослабления энергии двух фотонов линейно связано с долей жира в мягких тканях. После анализа ослабления рентгеновского луча в областях с мягкими тканями и костя ми, а также в областях только с мягкими тканями можно различить жировую массу, массу мышечной ткани и минеральное содержимое кости (МСК) в граммах [8]. МПК (г/см2) высчитывается как соот ношение МСК (г) к площади исследуемой зоны (см2). В зависимости от используемого оборудования фотоны низкой и высокой плотности можно получить с помощью двух способов. Первый способ: генератор излучает переменное излучение высокого (140 кВ) и низкого (70–100 кВ) киловольтажа при сканировании объекта. Второй способ: генератор излучает постоянный луч, а фильтр из редкоземельного элемента отделяет высокую энергию (70 кэВ) от низкой энергии (40 кэВ). 

Технологии ДРА: 

1) ДРА с пучком карандашного типа; 

2) ДРА с пучком веерного типа; 3) ДРА с узким пучком веерного типа.

ДРА с карандашным пучком использует высоко коллимированный карандашный пучок рентгеновских лучей и один детектор. Анатомический участок сканируется прямолинейно. Время сканирования довольно больше: 5–10 минут на один анатомический участок, 10–20 минут на все тело. ДРА с веерным пучком была впервые использована в 1993 г. в аппарате Hologic QDR-2000 (Hologic, Бедфорд, Массачусетс, США). 

ДРА с веерным пучком использует веерный пучок рентгеновских лучей и несколько детекторов. Измерение можно выполнить одним движением аппарата за 1 минуту для одной анатомической области и за 5 минут для всего тела. К недостаткам ДРА с веерным пучком можно отнести более высокую лучевую нагрузку и увеличение изображения при уменьшении расстояний между источником рентге новских лучей и объектом съемки. ДРА с узким веерным лучом представляет собой сочетание двух описанных выше методик. 

Первый ДРА, использующий данную методику, был предложен в 2003 г. в аппарате Lunar Prodigy (GE Healthcare, Мэдисон, Висконсин, США) [9]. Денситометры с узким веерным лучом сканируют прямолинейно с помощью веерного луча, который шире, чем карандашный луч. Время сканирования также в пределах 1 минуты на одну анатомическую зону, при более высокой лучевой нагрузке на пациента. Эффективная доза при ДРА поясничного отдела позвоночника составляет: 17,79–32,80 мкЗв, для ДРА проксимального отдела бедра: 5,29–9,55 мкЗв. 

Единственным противопоказанием к проведению ДРА является беременность. На основании измерений МПК при ДРА определяются значения T- и Z-критериев. Т-критерий представляет собой разницу между измеренной МПК пациента и средней МПК для взрослых в возрасте от 20 до 29 лет. Z-критерий представляет собой разницу между измеренной МПК пациента и соответствующей по возрасту средней МПК. По данным авторов точность ДРА при оценке МПК очень высокая [10]. Коэффициент вариации ДРА низкий — 0,8–3,0% и зависит от технических характеристик остеоденситометра [10]. 

К ограничениям методики относят массу пациента более 120 кг и рост более 196 см. Противопоказанием к ДРА является беременность. На рис. 1 представлен диагностический отчет при ДРА. Таким образом, ДРА является общепризнанной диагностической методикой выявления снижения МПК, входящей во все клинические рекомендации по диагностике и лечению остеопороза. Является воспроизводимой и точной диагностической методикой. Количественная компьютерная томография. К данному методу относятся несколько методик измерения МПК путем получения ее из рентгеновской плотности, выраженной в единицах Хаунсфилда (ед. Х.). Методика была предложена в 1976 г. [11]. ККТ основана на сканировании пациента и фантома. Фантом используется для калибров ки аппарата и для получения точных значений плот ности тканей. В зависимости от одновременного или раздельно го сканирования пациента и фантома при проведении ККТ различают синхронную и асинхронную ККТ. При синхронной ККТ используется специальный матрас, подкладываемый под пациента, содержащий фантом, с различными значениями концентраций гидроортофосфата калия, используемый для определения значений МПК [12]. 

При асинхронной ККТ пациенты и фантом сканируются отдельно. Фантом сканируется примерно один раз в месяц для калибровки аппарата и проверки корректности измеряемых уровней МПК. Методика асинхронной ККТ привлекательна тем, что при ее применении не требуется специальная укладка пациента, не требуется встраивать в стол калибровочный фантом и при сканировании пациентов, направленных на КТ по другим показаниям, воз можно провести оппортунистический скрининг остеопороза и оценить МПК, не прибегая к другим методам диагностики [12]. 

При выполнении ККТ возможно измерить МПК в двух значениях: для поясничных позвонков — это объемная МПК (губчатое вещество тел позвонков без кортикальных пластинок), выраженная в мг/см3; для проксимального отдела бедренной кости — проекционная МПК (губчатое вещество и кортикальный слой) выраженная в г/см2. Для интерпретации МПК в поясничных позвонках применяются критерии Американского колледжа радиологии (American College of Radiology (ACR), 2018 revision 9): норма: >120 мг/см3, остеопороз: <80 мг/см3, остеопения: >80 и <120 мг/см3. Для измерения МПК и вычисления Т-критерия при ККТ проксимальных отделов бедренной кости необходимо специализированное программное обеспечение, например, CTXA (Mindways Software Inc., Austin, Техас, США). 

Согласно положениям Международного общества по клинической денситометрии (ISCD), Т-критерий, полученный при ККТ, эквивалентен Т-критерию, полученному при ДРА, и может быть использован для диагностики остеопороза. А.В.Петряйкин и соавт. рассматривали результаты сравнения ККТ и стандартной двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. 

Авторы отметили, что при исследовании проксимального отдела бедра результаты измерений хорошо сопоставимы, по результатам обеих методик возможна диагностика ОП по Т-критерию [12]. При КТ можно получать и интерпретировать плотность кости непосредственно в ед. Х. без использова ния фантомов и специального программного обеспечения. P.J.Pickhardt и соавт. проанализировали плотность позвонков в ед. Х. при КТ на 1867 пациентах [13]. 

В этом исследовании анализировалась КТ брюшной полости, проведенная по другим клиническим показаниям. Чувствительность порога в позвонке L1, равного 160 ед. Х. или более, составляла 90% для нормальных значений МПК. Чувствительность порога в 110 ед. Х. и менее составляла 90% для остеопороза. 

Метод оценки плотности кости в ед. Х. требует незначительного количества подготовки и времени, может применяться проспективно или ретроспективно рентгенологом, не требует затрат и не требует дополнительного времени, оборудования, программного обеспечения или облучения. КТ-изображения могут быть использованы для выявления пациентов с остеопорозом или нормаль ной МПК. По данным этих же авторов внутривенное контрастирование не влияет на значения измеряемых ед. Х. в поясничных позвонках [13]. E.Alacreu и соавт. показали, что порог в 116 ед. Х. имеет чувствительность и специфичность 60% для диагностики остеопороза [14].

Панорамная томография зубных рядов. 

Панорамная томография (ПТ) зубных рядов — двухмерная рентгеновская методика исследования зубочелюстной системы, представляющая собой зонограммустолщиной выделенного слоя от 10 до 30 мм [15]. Была математически обоснована и введена в клиническую практику в 1956 г. Сойла и Паатеро. При ПТ в качестве диагностических инструментов снижения МПК были предложены различные количественные и качественные панорамные морфометрические индексы. Преимущество этих индексов заключается в том, что специалисты (стоматологи, рентгенологи) могут использовать их как простые и недорогие инструменты для выявления ранних при знаков остеопении/остеопороза. Однако точность и применимость этих индексов очень вариабельна. При ПТ предложены следующие количественные индексы: ментальный индекс (1991), панорамно мандибулярный индекс (1998), гониальный индекс (1982), антигониальный индекс (1999); нижнечелюстное соотношение (1989) [16–18]. — Ментальный индекс (син.: МИ, mandibular cor tical width (MCW), mental index (MI), mandibular cor tical thickness (MCT)): оценивается по методу Benson. Книжней границе нижней челюсти, в проекции подбородочного отверстия, проводится касательная, к которой опускается перпендикуляр, проходящий через центр подбородочного отверстия. Измеряется толщина кортикального слоя вдоль этого перпендикуляра (рис. 3), индекс измеряется в мм. За пороговое значение нормы принимают значение более 3 мм. 

— Панорамно-мандибулярный индекс (син.: ПМИ, panoramic mandibular index (PMI)): рассчитывается как отношение значения ментального индекса к рас стоянию от нижнего контура подбородочного отверстия до нижнего края нижней челюсти (рис. 3). За пороговое нормальное значение МИ принято менее 0,30. 

— Нижнечелюстное соотношение (син.: alveolar bone reabsorption (M/M ratio), mandibular ratio (MR)): отношение общей высоты нижней челюсти, деленной на высоту нижней челюсти от центра подбородочного отверстия до нижнего края нижней челюсти (рис. 3).

 — Гониальный индекс (син.: ГИ, GI) — толщина кортикального слоя на уровне задних отделов ветви нижней челюсти. В норме — более 1,2 мм (рис. 3).  

— Антигонтальный индекс (син.: АИ, AI) — толщина кортикального слоя на уровне передних отделов ветви нижней челюсти.

В норме — более 3,2 мм (рис. 3). На рис. 3 представлен фрагмент панорамной томограммы зубных рядов с измеряемыми морфо метрическими панорамными индексами.

Качественным индексом при ПТ является мандибулярно-кортикальный индекс (син.: МКИ, mandibular cortical index (MCI), индекс Клеметти (Klemetti index, 1997)). МКИ оценивается по критериям Климетти (рис. 4). 

З.И.Ярулина и соавт. сообщают о чувствительности МКИ при ПТ — 53%, специфичности — 100%, точности — 68%, прогностичности положительного результата — 36%, прогностичности отрицательно го результата — 100% [18]. Авторы приходят к выводу, что, если полученные показатели пано рамных индексов будут ниже пороговых значений, а МКИ соответствовать С3, это послужит основанием для направления пациента на ДРА [19]. В большинстве исследований, оценивающих ментальный индекс, рассматривалась его точность в выявлении снижения МПК, а не остеопороза. Расчетная чувствительность и специфичность для 3≥МИ≤4 мм при выявлении сниженной МПК составляли соответственно 42% (16–74%) и 93% (79–98%). При использовании порогового значения МИ≥4 мм чувствительность увеличивалась до 43% (17–74%), специфичность снижалась до 91% (79–96%). Расчетная чувствительность и специфичность для 5<МИ>4 мм при выявлении снижения МПК составили соответственно 60% (40–78%) и 71% (57–82%) [16].

Чувствительность и специфичность ПМИ≤0,3 при выявлении снижения МПК составили соответственно 72% (35–93%) и 73% (59–84%) [16]. Чувствительность и специфичность МКИ при снижении МПК при выявлении индекса С2 или С3 были 79% (72–84%) и 56% (47–65%) соответственно. Чувствительность и специфичность для выявления остеопороза составила 81% (53–92%) и 64% (42–82%) соответственно [16]. A.Taguchi и соавт. сообщают о высоком согласии внутри наблюдателя для МКИ (каппа Коэна, к>0,6), причем согласие лучше (к>0,8) у специалистов, специализирующихся в области рентгенологии челюстно -лицевой области [20]. Значения согласия между наблюдателями также довольно высоки: для МКИ каппа=0,744; МИ каппа=0,769, ПМИ каппа=0,732. 

В табл. 2 представлены сводные значения чувствительности и специфичности для панорамных индексов [16, 21]. Атомических участков при различных наклонах черепа достоверно не отличаются друг от друга. Таким образом, на настоящий момент панорам ную томографию не рекомендуется использовать для диагностики остеопении/остеопороза. Однако при наличии выполненной панорамной томографии зубных рядов панорамные индексы, такие как МИ, ПМИ, МКИ, могут использоваться для выявления пациентов с риском снижения МПК и быть направлены на ДРА [24]. Согласно данным литературы, ПМИ с пороговым значением 0,3 кажется наиболее точным линейным индексом для скрининга снижения МПК. В отношении МИ в 90% случаев пациенты с толщиной кортикального слоя более 4 мм имеют нормальную МПК. Наличие категории С2 или С3 при МКИ можно считать полезным индикатором снижения МПК, поскольку примерно в 80% случаев оно связано как минимум с остеопенией. 

Костная ультрасонометрия. 

Методика, основан ная на определении характеристик распространения и поглощения ультразвуковых волн в костной ткани. 

Ограничением применения панорамных индексов являются неодинаковое увеличение и геометрические искажения на панорамных томограммах. Панорамный томограф может увеличивать изображение в зависимости от положения головы пациента, степень увеличения может меняться на разных частях одной и той же томограммы. P.Pfeiffer и соавт. показали, что положение и угол наклона головы, анатомическое положение и ориентация влияют на горизонтальные измерения [23]. При поворотах головы вправо и влево изменяются горизонтальные измерения соответственно правой и левой половин черепа. При повороте черепа вниз и вверх горизонтальные измерения достоверно не изменяются.

При распространении ультразвука через костную ткань меняются его характеристики, которые можно измерить и интерпретировать.

Впервые костная ультрасонометрия была использована для выявления остеопороза в 1984 г. Физико-механические свойства кости изменяют форму, интенсивность и скорость распространения ультразвуковых волн. Таким образом, костную ткань можно охарактеризовать с точки зрения скорости распространения ультразвука (speed of sound, SOS), измеряемой в метрах в секунду (м/с), уровня затухания ультразвука (broadband ultrasound attenuation, BUA), измеряемого в дБ/МГц и индекса жесткости (stiffness index, SI). Скорость распространения — это время, через которое ультразвуковая волна проходит от источника через объект исследования до преобразователя. Скорость распространения зависит от МПК. Уровень затухания характеризует прохождение ультразвука через кость и зависит от МПК, количества, размеров и пространственной ориентации трабекул.

Аппарат объединяет значения BUA и SOS для получения параметра, известного как «количественный ультразвуковой индекс» (QUI) или индекс жесткости (SI), на основе следующего уравнения: SI=0,41×(BUA+SOS)–571.

Индекс жесткости переводится в Т- и Z-критерии.

В качестве основной локализации при костной ультрасонометрии обычно выбирают пяточную кость, из-за преимущественно губчатого костного состава и небольшого количества мягких тканей, окружающих кость.

Альтернативными периферическими участками для измерения являются: лучевая кость, кости голени и фаланги пальцев [25].

Преимуществами костной ультрасонометрии являются относительно низкая стоимость оборудования, отсутствие необходимости в получении разрешительных документов на работу с источниками ионизирующего излучения и отсутствие воздействия ионизирующего излучения на персонал и пациентов. Костная ультрасонометрия обладает меньшей чувствительностью и специфичностью в диагностике остеопороза по сравнению с ДРА и ККТ. Yen ChiaChi и соавт. сообщают о чувствительности костной ультрасонометрии 67,2% и специфичности 64,9% [26]. A.Cetin и соавт. сообщают о чувствительности 21% и специфичности 95% для диагностики остеопороза

Сведения об авторах: и приходят к выводу о недостаточной диагностической точности методики в качестве альтернативы ДРА [27].

Международное общество клинической денсито метрии (ISCD) предлагает использовать костную ультрасонометрию в качестве инструмента предварительного скрининга остеопороза, который позволит идентифицировать людей с низким риском переломов и для которых дальнейшая диагностическая оценка не потребуется. Заключение.

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия — современная, высокоточная, неинвазивная, относительно безопасная методика определения МПК, являющаяся «золотым» стандартом диагностики остеопороза, входящая во все клинические рекомендации по остеопорозу.

Количественная компьютерная томография — перспективная методика выявления снижения МПК. Перспектива развития ККТ — использование методики в оппортунистическом скрининге остеопороза при направлении на КТ по другим показаниям, внедрение систем сегментации изображений и систем принятия врачебных решений.

Панорамная томография зубных рядов — удобная методика выявления пациентов со снижением МПК, так же как и ККТ, имеющая потенциал использования в оппортунистическом скрининге остеопороза.

Костная ультрасонометрия — методика с средней чувствительностью и специфичностью, но отсутствие ионизирующего излучения при ней делает методику привлекательной для использования в любом лечебно - профилактическом учреждении.

Автор:

Блинов Владислав Сергеевич — кандидат медицинских наук, заведующий рентгенодиагностическим отделением государственного автономного учреждения здравоохранения Свердловской области «Верхнепышминская ЦГБ им. П.Д.Бородина»; 624090, г. Верхняя Пышма, ул. Чайковского, д. 32; ассистент кафедры онкологии и лучевой диагностики федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России; 620028, Екатеринбург, ул. Репина, д. 3

Китаева Юлия Сергеевна — кандидат медицинских наук, ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, 620028, Екатеринбург, ул. Репина, д. 3

Теги: остеопороз
234567 Начало активности (дата): 12.06.2026
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова:  остеопороз, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, панорамная томография, количественная компьютерная томография, костная ультрасонометрия
12354567899