Analisi della microarchitettura ossea come biomarcatore clinico per la stima del rischio di frattura basata su immagini.

L'osteoporosi è una malattia comune tra le persone anziane, la cui progressione porta ad un aumento del rischio di fratture ossee, che può influire negativamente sulla qualità della vita e aumentare la morbilità/mortalità legata all'età. La National Osteoporosis Foundation prevede che entro il 2015 l'osteoporosi sarà responsabile di tre milioni di fratture, con conseguenti costi sanitari per 25,3 miliardi di dollari. Ciò evidenzia un'urgente richiesta di metodi per prevedere con precisione il rischio di fratture osteoporotiche per la valutazione clinica e la gestione dell'osteoporosi.

Nella pratica clinica, l'assorbimetria a raggi X a doppia energia (DEXA) è il metodo tradizionale e unico per diagnosticare l'osteoporosi basato sulle misurazioni della BMD. Tuttavia, DEXA ha alcune limitazioni ed esiste una notevole sovrapposizione nei valori della densità minerale ossea tra gli individui che sviluppano fratture e quelli che non lo fanno. Ciò riflette che la BMD non cattura tutti i fattori che contribuiscono alla resistenza ossea. Uno di questi fattori è la microarchitettura trabecolare dell'osso, ben riconosciuta nella definizione di osteoporosi.

Studi ex vivo hanno dimostrato che la microarchitettura dell'osso trabecolare costituisce una componente importante della resistenza ossea, indipendentemente dalla densità minerale ossea. Tuttavia, la microarchitettura trabecolare non è considerata nella valutazione del rischio di frattura nella pratica clinica. Diverse tecniche di imaging sono state riviste come potenziali candidati per la valutazione clinica della microarchitettura ossea trabecolare. I miglioramenti tecnologici nell'imaging a raggi X e nella risonanza magnetica ad alta risoluzione stanno fornendo dati sempre più accurati sulla microarchitettura ossea, ma possono essere utilizzati solo in siti periferici (femore e avambraccio) e non sono ancora stati incorporati in protocolli di imaging clinico standardizzati a causa della mancanza di valutazione del sito (rachide lombare), dove le fratture osteoporotiche sono più frequenti.

La letteratura attuale suggerisce un potenziale per aumentare l'accuratezza diagnostica della previsione della forza ossea incorporando descrittori matematici avanzati della struttura ossea. I collaboratori del progetto a Rochester hanno dimostrato che le caratteristiche geometriche che caratterizzano il compartimento trabecolare femorale possono integrare le misurazioni BMD convenzionali e migliorare la previsione della forza ossea nei campioni di femore ex vivo. Tuttavia, sono stati fatti pochi sforzi per utilizzare effettivamente queste informazioni complementari sull'immagine nella pratica clinica. Questo studio dovrebbe incoraggiare l'ulteriore sviluppo di queste tecniche e l'implementazione nella pratica clinica.

Il nostro obiettivo è iniziare a colmare il divario tra la ricerca fondamentale sulla previsione della forza ossea e la gestione clinica dell'osteoporosi, riflettendo un approccio di ricerca traslazionale dal "banco al letto del paziente". A tal fine, una nuova metodologia sarà valutata sia da un'analisi retrospettiva che da uno studio pilota prospettico. La scelta specifica di utilizzare la TC a doppia energia (DECT) per lo studio pilota prospettico è motivata dal potenziale per migliorare la misurazione della densità minerale ossea oltre ciò che può fare la TC quantitativa (QCT) e consente anche la decomposizione del materiale in calcio e componenti dei tessuti molli, che ha applicazioni per altre entità patologiche clinicamente rilevanti e alla fine comporterà l'ampia disponibilità di questa tecnologia relativamente nuova.