Sử dụng CT năng lượng kép tương phản để dự đoán hiện tượng hoại tử vô mạch: một nghiên cứu khả thi về gãy xương cánh tay trên

BMC Medical Imaging - Tập 21 - Trang 1-10 - 2021
Kevin B. Hoover1, Alexandria O. Starks2, Valentina Robila3, Daniel L. Riddle4
1Mink Radiology, Cedars-Sinai Health System, Beverly Hills, USA
2Orthopedic Associates of Lancaster, Lancaster, USA
3Department of Pathology, Virginia Commonwealth University/VCU Health, Richmond, USA
4Otto D. Payton Professor of Physical Therapy, Orthopaedic Surgery and Rheumatology, Virginia Commonwealth University, Richmond, USA

Tóm tắt

Hoại tử vô mạch là một biến chứng muộn của gãy xương cánh tay trên mà làm tăng nguy cơ kết quả lâm sàng kém. Các chụp CT thường được thực hiện để hướng dẫn quản lý gãy xương cánh tay trên. Chúng tôi giả thuyết rằng nồng độ i-ốt trong các chụp CT năng lượng kép sau khi cản quang có thể xác định được các đối tượng phát triển hoại tử vô mạch và thiếu máu do lưu lượng máu bị hạn chế. 55 bệnh nhân với gãy xương cánh tay trên được tuyển chọn từ năm 2014 đến 2017 đã được đánh giá lâm sàng, chụp X-quang và CT năng lượng kép với cản quang. Mật độ i-ốt của đầu xương cánh tay và ổ khớp (đối chứng) được đo trên CT. Các bệnh nhân được điều trị bằng phương pháp nắn xương mở cố định trong hoặc bảo tồn (không phẫu thuật) đã được theo dõi trong vòng hai năm để tìm bằng chứng chụp X quang về hoại tử vô mạch. Các đối tượng phẫu thuật thay khớp đã được đánh giá mô bệnh học về tình trạng thiếu máu của đầu xương cánh tay đã cắt bỏ. 17 trong tổng số 55 đối tượng (30.9%) được điều trị bảo tồn, 21 đối tượng (38.2%) thực hiện nắn xương mở cố định trong và 17 trong số 55 (30.9%) thực hiện phẫu thuật thay khớp. Trong số 38 đối tượng được điều trị bảo tồn hoặc bằng ORIF, 20 (52.6%) hoàn tất theo dõi 12 tháng và 14 (36.8%) theo dõi 24 tháng. Tại thời điểm theo dõi 12 tháng, hai trong số 20 đối tượng (10%) và tại thời điểm 24 tháng, 3 trong số 14 đối tượng (21.4%) phát triển hoại tử vô mạch. Tại thời điểm 12 tháng, tỷ lệ i-ốt giữa xương cánh tay và ổ khớp trung bình là 1.05 (độ lệch chuẩn 0.24) ở các đối tượng có AVN so với 0.91 (0.24) ở những người không có. Tại thời điểm 24 tháng, những đối tượng có hoại tử vô mạch có tỷ lệ nồng độ i-ốt xương cánh tay/ổ khớp trung bình là 1.06 (0.17) so với 0.924 (0.21) ở những người không có. Trong số 17 đối tượng phẫu thuật thay khớp, 2 có tình trạng thiếu máu nặng và tỷ lệ i-ốt là 1.08 (0.30); 5 có tình trạng thiếu máu cục bộ và tỷ lệ là 1.00 (0.36); và 8 không có tình trạng thiếu máu và tỷ lệ là 0.83 (0.08). Định lượng i-ốt bằng CT năng lượng kép ở những đối tượng có gãy xương cánh tay trên là khả thi từ kỹ thuật. Dữ liệu sơ bộ cho thấy nồng độ i-ốt ở đầu xương cánh tay cao hơn có thể làm tăng nguy cơ hoại tử vô mạch; tuy nhiên, các nghiên cứu trong tương lai cần tuyển chọn và theo dõi đủ số lượng bệnh nhân được điều trị bằng nắn xương mở cố định trong hoặc bảo tồn trong hai năm hoặc lâu hơn để cung cấp kết quả có ý nghĩa thống kê. Đăng ký thử nghiệm NCT02170545 được đăng ký ngày 23 tháng 6 năm 2014, ClinicalTrials.gov.

Từ khóa

#hoại tử vô mạch #gãy xương cánh tay trên #CT năng lượng kép #i-ốt #thiếu máu

Tài liệu tham khảo

Mauro CS. Proximal humeral fractures. Curr Rev Musculoskelet Med. 2011;4(4):214–20. Court-Brown CM, Caesar B. Epidemiology of adult fractures: a review. Injury. 2006;37(8):691–7. Neer CS 2nd. Displaced proximal humeral fractures. I. Classification and evaluation. J Bone Joint Surg Am. 1970;52(6):1077–89. Brooks CH, Revell WJ, Heatley FW. Vascularity of the humeral head after proximal humeral fractures. An anatomical cadaver study. J Bone Joint Surg Br. 1993;75(1):132–6. Hettrich CM, Boraiah S, Dyke JP, Neviaser A, Helfet DL, Lorich DG. Quantitative assessment of the vascularity of the proximal part of the humerus. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(4):943–8. Greiner S, Kaab MJ, Haas NP, Bail HJ. Humeral head necrosis rate at mid-term follow-up after open reduction and angular stable plate fixation for proximal humeral fractures. Injury. 2009;40(2):186–91. Bastian JD, Hertel R. Initial post-fracture humeral head ischemia does not predict development of necrosis. J Shoulder Elbow Surg. 2008;17(1):2–8. Brunner F, Sommer C, Bahrs C, Heuwinkel R, Hafner C, Rillmann P, Kohut G, Ekelund A, Muller M, Audige L, et al. Open reduction and internal fixation of proximal humerus fractures using a proximal humeral locked plate: a prospective multicenter analysis. J Orthop Trauma. 2009;23(3):163–72. Harrison AK, Gruson KI, Zmistowski B, Keener J, Galatz L, Williams G, Parsons BO, Flatow EL. Intermediate outcomes following percutaneous fixation of proximal humeral fractures. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(13):1223–8. Murray IR, Amin AK, White TO, Robinson CM. Proximal humeral fractures: current concepts in classification, treatment and outcomes. J Bone Joint Surg Br. 2011;93(1):1–11. Poeze M, Lenssen AF, Van Empel JM, Verbruggen JP. Conservative management of proximal humeral fractures: can poor functional outcome be related to standard transscapular radiographic evaluation? J Shoulder Elb Surg/Am Shoulder Elb Surg [et al]. 2010;19(2):273–81. Tejwani NC, Liporace F, Walsh M, France MA, Zuckerman JD, Egol KA. Functional outcome following one-part proximal humeral fractures: a prospective study. J Shoulder Elb Surg/Am Shoulder Elb Surg [et al]. 2008;17(2):216–9. Patel S, Colaco HB, Elvey ME, Lee MH. Post-traumatic osteonecrosis of the proximal humerus. Injury. 2015;46(10):1878–84. Muller ME. Appendix A. In: Allgöwer M, editor. Manual of internal fixation: techniques recommended by the AO-ASIF Group. Berlin: Springer; 1991. p. 118–25. Boileau P, Pennington SD, Alami G. Proximal humeral fractures in younger patients: fixation techniques and arthroplasty. Am Acad Orthop Surg Spec Issue. 2011;20(2, Supplement):S47–60. Nho SJ, Brophy RH, Barker JU, Cornell CN, MacGillivray JD. Innovations in the management of displaced proximal humerus fractures. J Am Acad Orthop Surg. 2007;15(1):12–26. Hertel R, Hempfing A, Stiehler M, Leunig M. Predictors of humeral head ischemia after intracapsular fracture of the proximal humerus. J Shoulder Elb Surg/Am Shoulder Elb Surg [et al]. 2004;13(4):427–33. Kamano M, Narita S, Honda Y, Fukushima K, Yamano Y. Contrast enhanced magnetic resonance imaging for femoral neck fracture. Clin Orthop Relat Res. 1998;350:179–86. Hirata T, Konishiike T, Kawai A. Dynamic magnetic resonance imaging of femoral head perfusion in femoral neck fracture. Clin Orthop Relat Res. 2001;393:294–301. Konishiike T, Makihata E, Tago H, Sato T, Inoue H. Acute fracture of the neck of the femur. An assessment of perfusion of the head by dynamic MRI. J Bone Joint Surg Br. 1999;81(4):596–9. Cova M, Kang YS, Tsukamoto H, Jones LC, McVeigh E, Neff BL, Herold CJ, Scott WW Jr, Hungerford DS, Zerhouni EA. Bone marrow perfusion evaluated with gadolinium-enhanced dynamic fast MR imaging in a dog model. Radiology. 1991;179(2):535–9. Nadel SN, Debatin JF, Richardson WJ, Hedlund LW, Senft C, Rizk WS, Malizos KN, Stahl DL, Martinez S. Detection of acute avascular necrosis of the femoral head in dogs: dynamic contrast-enhanced MR imaging vs spin-echo and STIR sequences. AJR Am J Roentgenol. 1992;159(6):1255–61. Ehlinger M, Moser T, Adam P, Bierry G, Gangi A, de Mathelin M, Bonnomet F. Early prediction of femoral head avascular necrosis following neck fracture. Orthopaed Traumatol Surg Res OTSR. 2011;97(1):79–88. Baffour FI, Glazebrook KN, Morris JM, Michalak GJ, Fletcher JG, Leng S, McCollough CH. Clinical utility of virtual noncalcium dual-energy CT in imaging of the pelvis and hip. Skeletal Radiol. 2019;48(12):1833–42. Heye T, Nelson RC, Ho LM, Marin D, Boll DT. Dual-energy CT applications in the abdomen. AJR Am J Roentgenol. 2012;199(5 Suppl):S64-70. Johnson TR. Dual-energy CT: general principles. AJR Am J Roentgenol. 2012;199(5 Suppl):S3-8. Song KD, Kim CK, Park BK, Kim B. Utility of iodine overlay technique and virtual unenhanced images for the characterization of renal masses by dual-energy CT. AJR Am J Roentgenol. 2011;197(6):W1076-1082. Skornitzke S, Fritz F, Mayer P, Koell M, Hansen J, Pahn G, Hackert T, Kauczor HU, Stiller W. Dual-energy CT iodine maps as an alternative quantitative imaging biomarker to abdominal CT perfusion: determination of appropriate trigger delays for acquisition using bolus tracking. Br J Radiol. 2018;91(1085):20170351. Hawkes DJ, Jackson DF, Parker RP. Tissue analysis by dual-energy computed tomography. Br J Radiol. 1986;59(702):537–42. Fletcher JG, Takahashi N, Hartman R, Guimaraes L, Huprich JE, Hough DM, Yu L, McCollough CH. Dual-energy and dual-source CT: is there a role in the abdomen and pelvis? Radiol Clin N Am. 2009;47(1):41–57. Nickoloff EL, Feldman F, Atherton JV. Bone mineral assessment: new dual-energy CT approach. Radiology. 1988;168(1):223–8. Rosenthal DI, Hayes CW, Rosen B, Mayo-Smith W, Goodsitt MM. Fatty replacement of spinal bone marrow due to radiation: demonstration by dual energy quantitative CT and MR imaging. J Comput Assist Tomogr. 1989;13(3):463–5. Tran DN, Straka M, Roos JE, Napel S, Fleischmann D. Dual-energy CT discrimination of iodine and calcium: experimental results and implications for lower extremity CT angiography. Acad Radiol. 2009;16(2):160–71. Takai M, Kaneko M. Discrimination between thorotrast and iodine contrast medium by means of dual-energy CT scanning. Phys Med Biol. 1984;29(8):959–67. Graser A, Johnson TR, Chandarana H, Macari M. Dual energy CT: preliminary observations and potential clinical applications in the abdomen. Eur Radiol. 2009;19(1):13–23. Baxa J, Matouskova T, Krakorova G, Schmidt B, Flohr T, Sedlmair M, Bejcek J, Ferda J. Dual-phase dual-energy CT in patients treated with erlotinib for advanced non-small cell lung cancer: possible benefits of iodine quantification in response assessment. Eur Radiol. 2016;26(8):2828–36. Hellbach K, Sterzik A, Sommer W, Karpitschka M, Hummel N, Casuscelli J, Ingrisch M, Schlemmer M, Graser A, Staehler M. Dual energy CT allows for improved characterization of response to antiangiogenic treatment in patients with metastatic renal cell cancer. Eur Radiol. 2017;27(6):2532–7. Thabane L, Ma J, Chu R, Cheng J, Ismaila A, Rios LP, Robson R, Thabane M, Giangregorio L, Goldsmith CH. A tutorial on pilot studies: the what, why and how. BMC Med Res Methodol. 2010;10:1. Dumville JC, Torgerson DJ, Hewitt CE. Reporting attrition in randomised controlled trials. BMJ. 2006;332(7547):969–71. Boutin RD, Kaptuch JM, Bateni CP, Chalfant JS, Yao L. Influence of IV contrast administration on CT measures of muscle and bone attenuation: implications for sarcopenia and osteoporosis evaluation. AJR Am J Roentgenol. 2016;207(5):1046–54. Bae KT. Intravenous contrast medium administration and scan timing at CT: considerations and approaches. Radiology. 2010;256(1):32–61. Viechtbauer W, Smits L, Kotz D, Bude L, Spigt M, Serroyen J, Crutzen R. A simple formula for the calculation of sample size in pilot studies. J Clin Epidemiol. 2015;68(11):1375–9. von Elm E, Altman DG, Egger M, Pocock SJ, Gøtzsche PC, Vandenbroucke JP. The strengthening the reporting of observational studies in epidemiology (STROBE) statement: guidelines for reporting observational studies. Lancet. 2007;370(9596):1453–7. Fondi C, Franchi A. Definition of bone necrosis by the pathologist. Clin Cases Miner Bone Metab Off J Ital Soc Osteoporos Miner Metab Skelet Dis. 2007;4(1):21–6. Cruess RL. Osteonecrosis of bone. Current concepts as to etiology and pathogenesis. Clin Orthop Relat Res. 1986;208:30–9. Catto M. A histological study of avascular necrosis of the femoral head after transcervical fracture. J Bone Joint Surg Br. 1965;47(4):749–76. Fewtrell MS, Kennedy K, Singhal A, Martin RM, Ness A, Hadders-Algra M, Koletzko B, Lucas A. How much loss to follow-up is acceptable in long-term randomised trials and prospective studies? Arch Dis Child. 2008;93(6):458–61. Leyshon RL. Closed treatment of fractures of the proximal humerus. Acta Orthop Scand. 1984;55(1):48–51. Chan WP, Liu Y-J, Huang G-S, Lin M-F, Huang S, Chang Y-C, Jiang C-C. Relationship of idiopathic osteonecrosis of the femoral head to perfusion changes in the proximal femur by dynamic contrast-enhanced MRI. Am J Roentgenol. 2011;196(3):637–43. Lee JH, Dyke JP, Ballon D, Ciombor DM, Tung G, Aaron RK. Assessment of bone perfusion with contrast-enhanced magnetic resonance imaging. Orthop Clin N Am. 2009;40(2):249–57. Bluemke DA, Petri M, Zerhouni EA. Femoral head perfusion and composition: MR imaging and spectroscopic evaluation of patients with systemic lupus erythematosus and at risk for avascular necrosis. Radiology. 1995;197(2):433–8. Ficat RP. Idiopathic bone necrosis of the femoral head. Early diagnosis and treatment. J Bone Joint Surg Br. 1985;67(1):3–9. Trueta J, Harrison MH. The normal vascular anatomy of the femoral head in adult man. J Bone Joint Surg Br. 1953;35-b(3):442–61. Boraiah S, Dyke JP, Hettrich C, Parker RJ, Miller A, Helfet D, Lorich D. Assessment of vascularity of the femoral head using gadolinium (Gd-DTPA)-enhanced magnetic resonance imaging: a cadaver study. J Bone Joint Surg Br. 2009;91(1):131–7. Konstas AA, Goldmakher GV, Lee TY, Lev MH. Theoretic basis and technical implementations of CT perfusion in acute ischemic stroke, part 2: technical implementations. AJNR Am J Neuroradiol. 2009;30(5):885–92. Fan M, Peng J, Qin L, Lu S. Experimental animal models of osteonecrosis. Rheumatol Int. 2011;31(8):983–94. Pianta M, McCombe D, Slavin J, Hendry S, Perera W. Dual-energy contrast-enhanced CT to evaluate scaphoid osteonecrosis with surgical correlation. J Med Imaging Radiat Oncol. 2019;63(1):69–75. Lee YH, Kim S, Lim D, Suh JS, Song HT. Spectral parametric segmentation of contrast-enhanced dual-energy CT to detect bone metastasis: feasibility sensitivity study using whole-body bone scintigraphy. Acta Radiol (Stockholm, Sweden:1987). 2015;56(4):458–64. Abshire M, Dinglas VD, Cajita MI, Eakin MN, Needham DM, Himmelfarb CD. Participant retention practices in longitudinal clinical research studies with high retention rates. BMC Med Res Methodol. 2017;17(1):30. Farshad-Amacker NA, Koff MF, Dyke JP, Lazaro LE, Shah P, Lorich DG, Potter HG. Assessment of osteonecrosis in the presence of instrumentation for femoral neck fracture using contrast-enhanced MAVRIC sequence. HSS J Musculoskelet J Hosp Spec Surg. 2016;12(1):51–8.