Modulo3 Osteoporosis

Dr. José R. Caeiro Rey. Diagnóstico de la Osteoporosis

Actualización en el abordaje de la osteoporosis posmenopáusica, 2009.

www.diariomedico.com

Módulo 3: Diagnóstico de la Osteoporosis

Dr. José R. Caeiro Rey

Índice:

1. Introducción

2. Evaluación de la masa ósea

2.1.Métodos de evaluación de la masa ósea

2.1.1. Técnicas densitométricas ionizantes

2.1.2. Técnicas densitométricas no ionizantes

2.2.Diagnóstico cuantitativo o densitométrico de osteoporosis

3. Evaluación de la calidad ósea

3.1. Métodos invasivos de evaluación de la calidad ósea

3.2. Métodos no invasivos de evaluación de la calidad ósea

3.2.1. Análisis macroestructural, morfológico o geométrico

3.2.2. Análisis microestructural o microarquitectural

3.2.3. Análisis ultraestructural o ultraarquitectural

3.2.4. Métodos de evaluación de la composición ósea

3.3. Diagnóstico cualitativo de osteoporosis

4. Evaluación del remodelado óseo

4.1. Marcadores del remodelado óseo

4.2. Diagnóstico de osteoporosis de alto o bajo remodelado

5. Evaluación del paciente con osteoporosis y/o fractura osteoporótica

5.1.Diagnóstico de la osteoporosis

5.2.Riesgo densitométrico de fractura osteoporótica

5.3.Estratificación del riesgo de fractura osteoporótica

5.4.Diagnóstico de la fractura osteoporótica

5.5.El problema del diagnóstico de la fractura vertebral osteoporótica

6. Monitorización y seguimiento de los pacientes con osteoporosis

6.1. Monitorización y seguimiento por densitometría

6.2. Monitorización y seguimiento por marcadores de remodelado

7. Resumen

8. Bibliografía




1. Introducción

En la osteoporosis posmenopáusica (OPPMP) el remodelado óseo se encuentra acelerado, lo que determina, por un lado, una disminución de la DMO y, por otro, una alteración en la calidad estructural y material del hueso.

Desde el punto de vista clínico, si bien el remodelado óseo y la DMO resultan fácilmente medibles respectivamente mediante análisis de los marcadores de formación y de resorción ósea y de técnicas densitométricas convencionales no invasivas como la Absorciometría por Rayos-X de Doble Energía (DEXA), el problema fundamental de la calidad ósea radica en cómo medirla, siendo preciso utilizar diferentes técnicas diagnósticas para evaluar cada uno de los factores que componen esta variable (Figura 1).

Figura 1: Métodos de evaluación de la cantidad, calidad y remodelado óseos

En este módulo analizaremos los diferentes métodos disponibles en la actualidad para el diagnóstico de la osteoporosis, definiendo el concepto cuantitativo o densitométrico de la enfermedad (osteoporosis como descenso de masa ósea), el concepto cualitativo de la misma (osteoporosis como osteopatía fragilizante) y la influencia que tiene el remodelado óseo acelerado en la génesis de este tipo de alteraciones (osteoporosis de alto o bajo remodelado). Finalmente, y a modo de resumen, intentaremos establecer una sistemática de evaluación y diagnóstico del paciente con osteoporosis y/o fractura osteoporótica, analizando cómo se ha de confirmar en los pacientes seleccionados el diagnóstico de osteoporosis, cómo estratificar en ellos el riesgo de fractura y cómo se ha de realizar la monitorización y el seguimiento de este tipo de pacientes.




2. Evaluación de la masa ósea

El desarrollo progresivo de técnicas diagnósticas que permiten la medición precisa de la DMO tanto en el esqueleto axial (columna lumbar) como periférico (cadera, calcáneo, radio distal), ha supuesto un avance decisivo tanto en el diagnóstico de la osteoporosis como en el seguimiento de la respuesta al tratamiento de los pacientes con esta patología.

2.1 Métodos de evaluación de la masa ósea

Bajo el término de métodos no invasivos de análisis densitométrico se engloban una serie de pruebas diagnósticas que permiten determinar la masa ósea en diferentes partes del esqueleto por medio de técnicas que utilizan o no la radiación ionizante (Tabla 1).

Tabla 1: Métodos no invasivos de evaluación de la masa ósea

Métodos no invasivos de análisis densitométrico

1. Ionizantes a. Rayos-X

i. Radiología convencional 1. Absorciometría Radiológica/Fotodensitometría (AR/FD):

a. Clásica b. Asistida por computador

2. Radiogrametría: a. Clásica b. Asistida por computador

ii. Absorciometría radiológica simple (SXA) iii. Absorciometría por rayos-X de doble energía (DEXA). iv. Tomografía computerizada cuantitativa (Q-CT)

1. Axial 2. Periférica (Q-TCp)

b. Rayos gamma i. Absorciometría fotónica simple (SPA) ii. Absorciometría fotónica dual (DPA) iii. Análisis de activación de neutrones (NAA) iv. Recuento de radiaciones Compton (CS)

2. No ionizantes a. Ultrasonido cuantitativo (Q-US) b. Resonancia nuclear magnética (RNM)

i. Tomografía por resonancia magnética (TRNM) ii. Resonancia magnética cuantitativa (Q-RM)




2.1.1 Técnicas densitométricas ionizantes

Las técnicas densitométricas ionizantes determinan la cantidad de masa ósea basándose en alguno de los siguientes parámetros subrogados de medida de dicha masa: el Contenido Mineral Óseo (CMO), que representa la cantidad de hueso mineralizado expresada en gramos (gr); la Densidad Mineral Ósea por Área (DMO), que representa la cantidad de hueso mineralizado por unidad de superficie expresada en gr/cm2 y la Densidad Mineral Ósea Volumétrica (DMO), que representa la cantidad de hueso mineralizado por unidad de volumen expresada en gr/cm3. En la práctica clínica habitual se utilizan las siglas DMO para expresar indistintamente la densidad mineral aparente (DMO por área en gr/cm2) y la real (DMO volumétrica en gr/cm3).

Para describir la eficacia de las técnicas densitométricas, se utilizan fundamentalmente dos parámetros, la precisión y la exactitud.

La precisión indica la variabilidad existente en una serie de medidas repetitivas de una misma muestra. Se formula como el coeficiente de variabilidad (CV), siendo éste el resultado, expresado en porcentaje, del cociente entre la desviación estándar (DE) y la media (X) de dichos valores (CV % = DE/X x 100). La precisión depende básicamente de factores técnicos y humanos, tanto del enfermo como del operador, y se optimiza si el aparato se calibra periódicamente. Se considera que una medición es precisa, y no sujeta al azar o a un error de medición, cuando su valor es igual o superior a 2,8 veces por DE, con un intervalo de confianza del 95% (Cobo, 2003).

La exactitud es la fidelidad con que la medida obtenida expresa el valor real de la masa ósea del paciente. Se cuantifica como porcentaje del error estándar de la regresión lineal de los valores medidos en relación con los valores reales de contenido óseo. Cuanto menor es el valor de estos dos parámetros, tanto más eficaz es la técnica usada. En general, interesan técnicas que tengan la máxima precisión y exactitud a un coste bajo y con la mínima radiación posible (Cobo, 2003).

En la Tabla 2: Características de las técnicas no invasivas de análisis densitométrico (Modificada de Cobo, 2003; Estrada, 1999; Kanis, 1996), se exponen los valores de precisión y exactitud de las técnicas densitométricas ionizantes más habituales.

1 Referido a radio ultradistal 2 Referido a fémur proximal 3 Dependiendo de la región de interés 4 Dependiendo de si es Q-TC de energía simple o dual

Rayos Gamma Rayos-X Técnica/Parámetros

SPA DPA AR/FD. SXA DEXA Q-TC

Región de interés H. periférico H. periférico, axial y cuerpo

entero H. periférico H. periférico

H. periférico,

axial y

cuerpo entero

H. periférico,

axial y

cuerpo entero

Parámetro de masa ósea CMO CMO, AMO Eq DMO CMO CMO, AMO CMO, AMO,

DMO

Tasa cortical/trabecular 60/40 1 60/40 2 60/401 60/40 2 0/1003

Tiempo de estudio (min) 10-151 30-352 <51 5-102 20-25

Dosis equivalente (µSv) <11 32 <53 <11 12 50 o 1004

Precisión in vivo (%) 1-21 3-52 53 1-21 1-22 2-4 o 4-64

Error de Exactitud (%) 4-61 5-102 103 4-61 4-82 5-15 o 3-64




a. Técnicas densitométricas ionizantes mediante rayos-X

Dejando al margen la Radiología Simple, sólo capaz de detectar los signos radiológicos clásicos de osteopenia (aumento de la radiolucidez, resalte de los platillos vertebrales y pérdida de la trabeculación horizontal del cuerpo vertebral) cuando ya se ha producido una pérdida de DMO superior al 30%, dos son las técnicas clásicas todavía en uso para la determinación de la cantidad de masa ósea en el esqueleto, la Absorciometría Radiológica/Fotodensitometría y la Radiogrametría.

La Absorciometría Radiológica/Fotodensitometría, en su forma clásica, ha sido una de las primeras técnicas en ser utilizadas para valorar de forma integral la masa ósea trabecular y cortical (Genant, 1997). En esta técnica, los diferentes niveles de gris de una radiografía convencional son calibrados por una cuña de aluminio colocada a lo largo de la región de interés a analizar. Los resultados se expresan como la densidad equivalente del material de la cuña, obteniéndose a través de este valor la densidad óptica de los huesos (Kanis, 1996; Mirsky, 1998; Cortet, 1999; Cobo, 2003). Las localizaciones anatómicas más frecuentemente utilizadas para la realización de esta técnica han sido las falanges, los metacarpianos y el radio distal (Genant, 1997). Aunque inicialmente presentaba errores de precisión de alrededor del 10%, gracias a las nuevas técnicas de absorciometría radiológica asistida por computador, esta precisión ha aumentado mucho, convirtiéndose en una técnica de alta precisión y reproducibilidad (Cobo, 2003; Rosholm, 2001).

La Radiogrametría no es más que un análisis detallado de radiografías convencionales de alta resolución, sobre las que se realizan mediciones geométricas del grosor cortical y de otras dimensiones óseas. Las localizaciones anatómicas más frecuentemente utilizadas para la realización de esta técnica son el segundo metacarpiano (Figura 2), el radio distal, el húmero, la clavícula, el fémur proximal y la tibia (Kanis, 1996; Cobo, 2003). Mediante radiogrametría se han establecido diferentes índices corticales de los metacarpianos (Morgan, Dequecker, Nordin, etc.) como método de cuantificar la masa ósea en base al grosor de la cortical de dichos huesos.

Figura 2: Radiogrametría por Rayos-X Digitalizada (DXR)




Absorciometría Radiológica/Fotodensitometría y Radiogrametría, aunque antiguas, han visto resurgir su uso y aumentar su precisión diagnóstica con el advenimiento de los sistemas de análisis asistido por computador de la imagen radiográfica digitalizada. Por ello, para algunos autores, y desde el punto de vista de valoración de la masa ósea, podrían tener en ciertos casos comparabilidad con la DEXA. Se ha sugerido así la posibilidad de que estas técnicas adquieran valor diagnóstico en la osteoporosis en aquellos casos en los que la DEXA no esté accesible (Brown, 2002).

La Densitometría Radiológica Simple (SXA) genera un haz de fotones monoenergético y valora la masa ósea en el esqueleto periférico sin diferenciar la atenuación de los tejidos blandos de la de los óseos. Varios estudios publicados demuestran la utilidad de la SXA de calcáneo en el estudio de la osteoporosis, sobre todo para la predicción de fractura vertebral y global (Cobo, 2003).

La Absorciometría por Rayos-X de Doble Energía (DEXA) determina la DMO en gr/cm2, con una reproducibilidad suficiente para que ser empleada de manera habitual en la práctica clínica como método de diagnóstico y de seguimiento de la osteoporosis (Kanis, 1996).

El principio de esta técnica es generar una imagen digitalizada en función de la atenuación de dos haces colimados de rayos-X de alta y baja energía (140 y 70 Kev). El cálculo de la DMO se realiza a través de un algoritmo matemático que inicialmente permite la diferenciación entre el tejido óseo y las partes blandas de una determinada región anatómica, para posteriormente determinar el tamaño del área ósea explorada (cm2) y su CMO (gr). Del cociente entre ambos parámetros se obtiene la DMO por unidad de superficie (gr/cm2), valor referido exclusivamente a esa determinada región.

Generalmente se analizan mediante esta técnica la columna lumbar en proyección postero-anterior (PA) y la extremidad proximal del fémur. No obstante, existen programas específicos para la exploración lateral de la columna lumbar, el antebrazo, las falanges, el calcáneo y el cuerpo entero, en este último caso aportando además información sobre la composición de los tejidos blandos (Cobo, 2003).

En la columna lumbar AP se suele determinar la DMO de la segunda, tercera y cuarta vértebras lumbares y un promedio de todas ellas. En la columna lumbar lateral la única vértebra que está libre de superposiciones es la tercera, por lo que es la generalmente empleada para la determinación de la DMO. A pesar de que teóricamente la ausencia de superposiciones supone una clara ventaja de la proyección lateral frente a la AP, los resultados obtenidos con ésta técnica han hecho disminuir el interés por la misma (Blake, 1996).

En la cadera se puede determinar la DMO del cuello femoral, del triángulo de Ward, del trocánter mayor, de la región intertrocantérica y de la cadera total. En la actualidad la valoración de la DMO en el triángulo de Ward no se utiliza para el diagnóstico de osteoporosis.

La precisión de la DEXA en las exploraciones de columna vertebral puede verse comprometida en casos de espondiloartritis degenerativa, por lo que algunos autores recomiendan a partir de los 65 años realizar exclusivamente la exploración de la cadera. En ella, la mayor precisión con menor probabilidad de artefactación se produce cuando se evalúa el total de la región proximal del fémur, obteniéndose en este caso un CV del 1%.




Por este motivo el valor de la DMO del cuello femoral total se tiende a utilizar como estándar para el diagnóstico de osteoporosis (Kanis 2000; Cobo, 2003) (Figura 3).

Figura 3: Absorciometría por Rayos-X de Doble Energía (DEXA)

Con los densitómetros de última generación, el tiempo de exploración de la DEXA se ha acortado de los 6-15 minutos iniciales con los primeros aparatos a los 2 minutos o menos de la actualidad, y con unas dosis de radiación muy bajas (0,5 a 2,4 Sv). Estas dosis, inferiores de hecho a las de la radiación natural, son mucho menores a las habituales en una radiografía de tórax o de columna lumbar (Lewis, 1994). Los modernos densitómetros que utilizan rayos-X en abanico, si bien mejoraran la resolución de la imagen, aumentan la dosis de radiación recibida por paciente y técnicos.

La alta precisión alcanzada con la DEXA ha determinado que esta exploración sea utilizada como estándar oro para el diagnóstico cuantitativo de la osteoporosis y como técnica con la que se han de comparar los demás métodos de análisis de imagen ósea (Cobo, 2003; Kazakia, 2006; Caeiro, 2009). En cuanto a las limitaciones de la DEXA, destacar que esta técnica de imagen en dos dimensiones (2D) no permite distinguir el hueso cortical del trabecular, no pudiendo tampoco discriminar entre los cambios de DMO relacionados con las alteraciones de la geometría ósea de aquellos puramente relacionados con el incremento específico de la masa (Kazakia, 2006; Caeiro, 2009).

La Tomografía Computerizada Cuantitativa (Q-CT) también utiliza como emisor de radiaciones ionizantes una fuente de rayos-X. Pero a diferencia de la DEXA, en la Q-CT, el receptor rota conjuntamente con el emisor alrededor del objeto a estudio, lo que hace que se vaya captando progresivamente un valor de atenuación de rayos-X para cada una de las proyecciones espaciales del mismo. En una segunda fase, y mediante un algoritmo matemático de reconstrucción, se genera la serie tridimensional de valores de atenuación del objeto. Un fantomas de calibración, convierte estos valores en valores de densidad mineral, lo que permite obtener finalmente la densidad volumétrica verdadera (gr/cm3) del objeto a estudio.




De esta manera la Q-CT se constituye como la única técnica densitométrica no invasiva capaz de evaluar la DMO real del hueso trabecular y cortical en cualquier localización del esqueleto (Cobo, 2003; Link, 2003; Kazakia, 2006; Caeiro, 2009).

La medición de la masa ósea del esqueleto axial (Q-CT Axial) se realiza mediante tomógrafos computerizados convencionales en los que se coloca un patrón de referencia con diferentes densidades minerales. Este fantomas, generalmente de hidroxiapatita en plástico, es escaneado al mismo tiempo que las vértebras, comparándose la densidad ósea vertebral con las distintas densidades conocidas del fantomas. Mediante un programa informático se convierten las unidades Hounsfield del CT convencional en unidades equivalentes de DMO, calculándose así la DMO volumétrica vertebral a lo largo de varios cortes axiales de la columna.

La medición de la masa ósea del esqueleto no axial se realiza con tomógrafos periféricos (Q-CTp). Esta técnica tiene una precisión comparable a la de la DEXA en cuanto a evaluación de la DMO de la extremidad distal del radio. La Q-CTp, al igual que la axial, es capaz de evaluar simultáneamente DMO volumétrica y estructura ósea, así como diferenciar entre hueso trabecular y cortical, lo que hace de ella una herramienta muy útil para el estudio de las variaciones que se producen en la masa y en la estructura ósea del hueso periférico en respuesta al tratamiento de la osteoporosis (Cobo, 2003; Kazakia, 2006; Caeiro, 2009).

b. Técnicas densitométricas ionizantes mediante rayos gamma

La Absorciometría Fotónica Simple (SPA), está basada en la utilización de un haz de fotones monoenergéticos de baja energía a partir de una fuente isotópica, habitualmente el yodo125 (28 keV) o el americio241 (60 keV). La DMO se obtiene a partir del coeficiente de atenuación del tejido óseo, evaluando sobre todo hueso cortical. Al ser necesaria una homogeneidad en el grosor y en la densidad de los tejidos blandos, el uso de la SPA queda limitada a localizaciones periféricas o apendiculares como el radio distal y el calcáneo. Esta técnica se utiliza todavía en estudios longitudinales de cuantificación del CMO y para el seguimiento terapéutico en la osteoporosis (Kanis, 1996).

Las limitaciones de esta última técnica condujeron al desarrollo de la Absorciometría Fotónica Dual (DPA). En la DPA, el isótopo utilizado habitualmente es el Gadolinio153 (44 y 100 keV). La dualidad de su radiación permite eliminar la atenuación originada por los tejidos blandos, sustraer la del tejido óseo, y calcular así la DMO. Esta técnica permite la determinación de la masa ósea en cualquier región anatómica, e incluso la realización de una medición de la misma en la totalidad del esqueleto, aunque las áreas más frecuentemente analizadas son la columna lumbar y el cuello femoral(Kanis, 1996).

El Análisis de Activación de Neutrones (NAA) se basa en la activación del Ca48 óseo a Ca49 mediante un bombardeo corporal total con neutrones de alta energía. Se mide a continuación la velocidad de semidesintegración del Ca49 lo que da una correlación excepcionalmente alta (0.99) con el Calcio óseo total, el cual está en un 99% contenido en el esqueleto. Aunque se trata de una técnica ya experimentada en la clínica, precisa equipos de gran coste por lo que pocos centros disponen de ella. Además, la alta dosis de radiación a la que es sometido el sujeto explorado (4000 mrem) no la hace recomendable para su aplicación a poblaciones generales.




2.1.2 Técnicas densitométricas no ionizantes

La técnica de Ultrasonido Cuantitativo (QUS) se basa en la utilización de dos transductores de ultrasonidos, un transmisor y un receptor enfrentados entre sí, entre los que se sitúa el sector óseo a explorar, antiguamente inmerso en agua para homogeneizar tejidos blandos y actualmente en seco en sistemas acoplados para gel que no necesitan de esta inmersión (Cobo, 2003). La QUS evalúa la atenuación de las diferentes longitudes de onda de los ultrasonidos (200 a 1.000 Khz) y su velocidad de transmisión a través de los tejidos blandos y óseos, obteniéndose mediante este principio parámetros como la velocidad del sonido (Speed of Sound, SOS: m/seg); la atenuación ultrasónica de banda ancha (Broadband Ultrasound Attenuation, BUA: dB/mHz); el índice cuantitativo ultrasónico (Quantitative Ultrasound Index, QUI), denominado también “stiffness” o índice de consistencia y la DMO estimada (estimated BMD, BMDs: g/cm2).

La masa ósea estimada se obtiene a partir de la fórmula de regresión entre los valores ultrasonográficos y los valores obtenidos mediante DEXA. La BUA parece relacionarse con la densidad y las características estructurales del hueso (cantidad de hueso en la vía del ultrasonido y complejidad de la estructura del tejido trabecular-conectividad y anisotropía-) (Cobo, 2003). La SOS está más en relación con la calidad del hueso (inversamente proporcional a la densidad del tejido óseo y directamente proporcional al módulo de elasticidad -módulo de Young- del mismo).

Esta técnica, aunque fácil de usar, de bajo coste, relativamente rápida, portátil y libre de radiaciones ionizantes permite valorar exclusivamente el esqueleto periférico (calcáneo, rótula, antebrazo y falanges), por lo que es utilizada para el diagnóstico de la osteoporosis cuando la DEXA no es accesible (Brown, 2002). La mayor parte de los aparatos ultrasonográficos estudian el calcáneo por ser un hueso muy accesible y manejable y por estar constituido en el 90% por hueso trabecular.

Desde el punto de vista de diagnóstico de la osteoporosis, algunos autores sugieren aplicar una T-score alternativa para los QUS que pudiera estar en 1,8 (Blake, 2001; Sosa, 2003). Estudios tanto prospectivos como retrospectivos indican que la QUS de calcáneo es un buen discriminador entre grupos de pacientes sanos y osteoporóticos aunque con una tasa relativamente alta de falsos negativos, así como un buen predictor independiente de fracturas de cadera, sobre todo cuando esta valoración se asocia a la estimación clínica de factores de riesgo (Hans, 2008). Los QUS, sin embargo, no son apropiados para el seguimiento ni para la monitorización postratamiento de los pacientes con osteoporosis, debido a la escasa precisión de las variables medidas con esta técnica y a la escasa correlación existente entre ésta y la DEXA (0,2-0,4) (Cobo, 2003; Kazakia, 2006; Caeiro, 2009).

La capacidad de analizar las pérdidas de masa ósea que tiene la Resonancia Nuclear Magnética (RNM) se ha utilizado para el diagnóstico de la osteoporosis y para la determinación del riesgo de fractura vertebral. Con el envejecimiento se produce una pérdida progresiva de tejido óseo y un aumento de la grasa trabecular, circunstancia que se traduce en la RNM por variaciones en los tiempos de relajación T1 y T2 del hueso trabecular. Aunque en algunos estudios se ha demostrado una buena correlación entre la DMO medida por RNM y por Q-TC (r=0.94), la medición de masa ósea por RMN sigue todavía siendo una técnica nueva y todavía no verificada.




Su alto coste, muy superior al de otras técnicas de demostrada eficacia para medir la DMO, hace improbable su generalización en el estudio de la osteoporosis.

2.2 Diagnóstico cuantitativo o densitométrico de osteoporosis

concepto densitométrico clásico de osteoporosis de la OMS, define a esta enfermedad como la resultante de una disminución de la masa ósea, siendo la DEXA la técnica “estándar oro” para la medición de la DMO, debido principalmente a su velocidad, baja exposición a radiación, razonable precisión y reproducibilidad y coste relativamente bajo (Kanis, 2000; Cobo, 2003).

Mediante esta técnica, el grado de desviación con respecto a la normalidad de la masa ósea se define mediante comparación, en términos de número de DE, con los valores de referencia de DMO del resto de la población. Se utilizan para ello dos tipos de puntuación, la T y la Z (Figura 4).

Figura 4: T-score y Z-score

La puntuación T (T-score o índice T) compara la DMO del paciente con el valor medio máximo de masa ósea alcanzado en el momento del pico de masa ósea del adulto joven, expresándose su valor como el número de DE con respecto al valor de dicho pico. La puntuación T permite afirmar o descartar, de acuerdo con unos criterios diagnósticos aceptados, la presencia de osteoporosis (T score menor de -2,5 DE), graduar la severidad de la desmineralización y analizar el riesgo de fractura osteoporótica.




La puntuación Z (Z-score o índice Z) compara en cambio la DMO con la masa ósea media de la población de la misma edad y sexo que el paciente, expresándose como el número de DE con respecto a dicho valor.

Una alteración por debajo de -1 DE de la puntuación Z sitúa al paciente en una condición patológica, obligando a realizar un diagnóstico diferencial de la causa o causas de desmineralización ósea.

En 1994 la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó un informe en el que se establecían los criterios de clasificación de los pacientes según el resultado de la densitometría ósea (WHO, 1994). Dicha clasificación establece cuatro categorías diferentes dependiendo de la puntuación T obtenida con dicha prueba (Figura 5):

Figura 5: Curva de DMO y diagnóstico de Osteoporosis (la línea horizontal representa la DMO del paciente)

1. Normal, cuando la puntuación T es superior a -1 DE

2. Osteopenia, cuando la puntuación T está entre las -1 y las -2,5 DE

3. Osteoporosis, cuando la puntuación T es igual o inferior a las -2,5 DE

4. Osteoporosis grave (establecida), cuando la puntuación T es igual o inferior a las -2,5 DE en presencia de una o más fracturas por fragilidad.

Estos criterios diagnósticos han sido establecidos para la población femenina posmenopáusica de raza blanca caucásica y para varones mayores de 50 años. No existen datos suficientes en este momento para establecer los mismos criterios diagnósticos en mujeres premenopáusicas y en hombres menores de esa edad.




No obstante las recomendaciones actuales aconsejan utilizar la puntuación Z en estos casos, tomando en el caso de los hombres el valor del pico de la masa ósea de la población masculina y refiriendo el resultado como dentro o por debajo del rango esperado para su edad.

En niños y adolescentes la ISCD mantiene el uso de los valores referenciados a edad y sexo (Z-score). Para el diagnóstico de osteoporosis en razas distintas a la caucásica debería disponerse de valores de normalidad para esa raza concreta.

Los razones exactas del por qué el comité de la OMS decidió establecer la cifra de -2,5 DE como valor diagnóstico de osteoporosis todavía no se han aclarado con suficiente exactitud. No obstante la decisión parece estar en relación con el valor de la prevalencia de fracturas en mujeres posmenopáusicas de raza blanca. Con los datos epidemiológicos de 1994, dicha prevalencia se cifraba en torno al 30%, y el valor densitométrico de T igual a -2,5 DE dejaba por debajo a un porcentaje similar de mujeres, razón por la cuál se estableció este valor como umbral de la enfermedad.

3. Evaluación de la calidad ósea

Debido a que los métodos de evaluación de la masa ósea no son capaces de analizar en su totalidad las alteraciones arquitecturales que ocurren en el hueso trabecular y cortical como consecuencia de la edad, de la menopausia o de las enfermedades del metabolismo óseo, ni a que tampoco son capaces de predecir completamente la aparición de fracturas por fragilidad, ni de explicar en su totalidad los efectos terapéuticos que tienen los fármacos antiosteoporóticos sobre el hueso, han ido desarrollándose progresivamente diferentes técnicas de imagen capaces de evaluar factores relacionados con la calidad ósea e involucrados en la resistencia total del hueso.

De igual manera, ciertos parámetros relacionados con la composición y mineralización del tejido óseo, parecen contribuir en mayor o menor medida a la resistencia del hueso, razón por la cual se han ido desarrollando también técnicas de imagen capaces de evaluar estas variables.

3.1 Métodos invasivos de evaluación de la calidad ósea

Tradicionalmente la Punción Biopsia Ósea (PBO) ha sido considerada como la prueba de referencia para el estudio de los parámetros estructurales del hueso. Se utilizan para ello biopsias transilíacas por trocar tomadas 3 cm por detrás y 3 cm por debajo de la espina iliaca antero-superior. Métodos histológicos, como la tinción de hematoxilina-eosina permite definir los componentes celulares del hueso, mientras que tinciones especiales como la de Von Kossa o tricrómico permiten visualizar fácilmente la matriz ósea mineralizada y la no mineralizada. Las tetraciclinas, administradas en dos períodos de tiempo diferentes, permiten el estudio de la remodelación ósea al teñir el osteoide neoformado y hacerlo visible bajo el microscopio de fluorescencia.




La Histomorfometría ósea (HO) combina la microscopia (con resolución aproximada a 1 µm) con la medición cuantitativa asistida por computador de determinados parámetros estructurales estáticos del hueso (volumen trabecular, espesor trabecular, separación trabecular, volumen de osteoide, superficie de osteoide, etc.), así como con la valoración dinámica de la intensidad del remodelado óseo (velocidad de mineralización del osteoide, frecuencia de activación, etc.), lo que la hace imprescindible para la valoración de las alteraciones cualitativas que se producen en determinadas enfermedades del metabolismo óseo-mineral.

El carácter invasivo y destructivo de la PBO-HO hace difícil su empleo en la práctica clínica habitual, por lo que en esta última década se han ido desarrollando nuevos sistemas de evaluación de la calidad ósea a diferentes niveles anatómicos, que permiten el análisis no destructivo in vitro e in vivo de la estructura y la composición química del hueso (Tabla 3). A pesar de ello dicha evaluación sigue siendo hoy en día subóptima, muy cara y casi exclusivamente limitada al ámbito de la osteoporosis (Link 1999; Link 2003).

Tabla 3: Métodos no invasivos de evaluación de la calidad ósea

La Microtomografía Computerizada por emisión de rayos-X (µ-CTX) es una técnica relativamente novedosa que permite la adquisición de imágenes óseas de alta resolución en 2D y 3D de forma no destructiva sin necesidad de pretratamientos de la muestra. Utiliza para ello un tubo microfocal y un detector de rayos-X con una matriz que abarca la totalidad del campo de visión en dos direcciones. El sistema de microtomografía permite obtener así múltiples imágenes radiológicas de gran precisión desde diferentes ángulos de visión (hasta 0.45º por paso). A partir de estas imágenes se obtiene inicialmente una serie de secciones transversales consecutivas de la muestra. Posteriormente, y mediante diferentes algoritmos de reconstrucción de imagen que reagrupan la información radiográfica de la forma más real posible, se obtiene la visualización en 3D del volumen de interés (VOI) (Figura 6).




Figura 6: Análisis estructural in vitro mediante µ-TC-3D

Las altas resoluciones que se alcanzan mediante µ-CTX (5 µm isotrópicas) facilitan la visualización tanto de la microestructura cortical como de la fina estructura trabecular, lo que permite la determinación de las variables histomorfométricas óseas de una manera mucho más precisa y conexa que la HO clásica. Además la µ-CTX permite el análisis de otros parámetros no métricos óseos como la porosidad cortical, el índice de fragmentación y el número de Euler, el grado de anisotropía, el índice de estructura del modelo, etc. En la Tabla 4 se enumeran los principales parámetros morfométricos que se pueden determinar en 2D y en 3D con la µ-CTX ósea.

Tabla 4: Parámetros morfométricos óseos en 2D y 3D

Parámetros 2D Parámetros 3D

T. Ar Área Trabecular TV Volumen Trabecular

B. Ar Área Ósea BV Volumen Óseo

Tb. Pf Factor de Modelo Trabecular Conn.D Densidad Conectiva

BV/TV Fracción Volumétrica Ósea BV/TV Fracción Volumétrica Ósea

Tb. N Número Trabecular Tb.N Número Trabecular

Tb. Th Grosor Trabecular Tb.Th Grosor Trabecular

P Grado de porosidad Tb.Sp Separación Trabecular

Ecc Excentricidad P Grado de porosidad

DA Grado de anisotropía SMI Índice de Modelo Estructural

DA Grado de anisotropía

Eu.N Número de Euler




Mediante µ-CTX, y gracias al empleo de fantomas minerales, se puede obtener también una estimación indirecta de la DMO de la VOI a estudio. La µ-CTX permite además el desarrollo de modelos micromecánicos a partir de las variables morfométricas obtenidas, mediante la conversión directa de los voxeles que contienen hueso en elementos mecánicos analizables por el método de elementos finitos. A partir de este tipo de análisis se ha demostrado que las variables histomorfométricas del hueso trabecular están íntimamente relacionadas con sus propiedades biomecánicas (Caeiro, 2009).

La Micro Resonancia Nuclear Magnética (µ-RNM) puede ser utilizada igualmente como método de evaluación in vitro de la estructura trabecular. Utiliza para ello aparatos de RNM de muy alta resolución (8-10 teslas) capaces de extraer imágenes de un determinado VOI y de definir las estructuras óseas contenidas en él. La µ-RNM permite el análisis de muestras de hasta un 1 cm3 de hueso con resoluciones espaciales comprendidas entre las 50 y las 100 µm. Las imágenes con resolución de 92 µm. permiten evaluar la estructura trabecular, obtener mediciones morfométricas similares a las conseguidas mediante estudios histológicos y aproximarse a la conectividad, orientación espacial y anisotropía de la región a estudio (Vokes, 2003). En general, las mediciones morfométricas efectuadas con µ-RNM se correlacionan bien con las efectuadas con µ-CT, si bien debido al ruido y a los artefactos técnicos, resoluciones superiores a la mencionada tienden a sobreestimar el grosor trabecular y el volumen total de hueso (Kazakia, 2006; Caeiro, 2009).

3.2 Métodos no invasivos de evaluación de la calidad ósea

Bajo el término de métodos no invasivos de evaluación de la calidad ósea se engloban una serie de técnicas que permiten cuantificar tanto variables cualitativas aisladas de la resistencia ósea como, al menos en parte, la resistencia total de una determinada región de hueso (Bonnick, 2007).

3.2.1 Análisis macroestructural, morfológico o geométrico

La Radiología Convencional (RxC), digitalizada o no, ha permitido, analizar pormenorizadamente la morfología vertebral y de la cadera, evaluando en estas regiones una serie de parámetros geométricos relacionados más o menos significativamente con la resistencia ósea.

A nivel vertebral, mediante RxC es posible cuantificar la morfología de los cuerpos vertebrales con y sin fractura. Aunque clásicamente la medición de las alturas vertebrales se realizaba empleando reglas o calibradores, actualmente la morfometría vertebral utiliza procedimientos de medición sobre imagen radiográfica digitalizada de columna vertebral dorsal y lumbar (Morfometría Vertebral Radiográfica o MRX), lo que permite no sólo una determinación más exacta de las alturas y las áreas de los cuerpos vertebrales, sino una evaluación cuantitativa de sus deformidades (Figura 7).




Figura 7: Morfometría Vertebral Radiográfica (MRX)

A nivel de la cadera, además de los clásicos índices radiológicos macroestructurales de Singh y Dorr, se han utilizado para su análisis morfológico una serie de medidas angulares y lineales de la pelvis y del cuello femoral. El índice radiológico de Singh (Singh, 1970) no es más que una valoración semicuantitativa del grado de osteoporosis regional de la extremidad proximal del fémur basada en los patrones radiológicos de pérdida progresiva de los haces trabeculares de compresión y tensión a medida que va disminuyendo la masa ósea. El índice morfológico-cortical de Dorr permite aproximarse de una manera cuantitativa a la calidad ósea femoral, mediante la evaluación de la relación que determinan el grosor cortical, la forma y la anchura del canal medular en una radiografía anteroposterior del fémur proximal. Recientemente Yeung et al. Han demostrado que una variante de este índice, la tasa de hueso del canal medida a 10 cm. Por debajo del trocánter menor, presenta una muy buena correlación con el T score (r = -0.71, P < .001) y la mejor capacidad de todos estos tipos de índice para discriminar entre pacientes osteoporóticos y no osteoporóticos en las curvas ROC (Yeung, 2006).

Glüer et al. (Gluer, 1994) analizaron la capacidad de ciertas medidas morfológicas de la pelvis y del fémur para predecir fracturas de cadera. En su estudio, y de manera independiente, un grosor disminuido de la cortical del cuello femoral, un diámetro intertrocantérico elevado y un grosor disminuido de la cortical de la diáfisis femoral, se correlacionaban con un mayor riesgo de fractura en dicha localización anatómica. Yoshikawa et al. (Yoshikawa, 1994) introdujeron dos factores matemáticos en el estudio de la influencia de la geometría del cuello de fémur sobre el riesgo de fractura: el factor de seguridad (SF) o índice de resistencia del cuello femoral mientras se camina, el índice de caída (FI) o índice de resistencia del cuello femoral durante la misma y el índice de stress femoral (FSI) o relación existente entre la SF y el FI.




Estos índices, relacionados ambos con el AST y el MIST del cuello femoral, disminuyen con la edad, lo que justificaría al menos en parte, el aumento del riesgo de ese tipo de fracturas con el envejecimiento.

Ciertos programas informáticos como el Q-Bone® (Trabeculae EBT S.L.) permiten la evaluación semiautomática de las variables morfológicas y biomecánicas de la cadera. Mediante este programa informático, una vez indicado en la imagen radiográfica convencional digitalizada el centro de la cabeza femoral, el eje anatómico del cuello femoral y el eje anatómico diafisiario del fémur, se obtienen de forma automática una serie de variables morfológico-biomecánicas de la cadera como la longitud del eje de la cadera, el diámetro externo del cuello femoral, el diámetro interno del cuello femoral, el grosor cortical medio planar de la región del cuello femoral, el AST, el centro de masas y el grosor cortical transversal de la región del cuello femoral, el MIST, el módulo de la sección, la relación de deformación, el SF y el FI (Caeiro, 2007).

En el momento actual, la DEXA, además de evaluar satisfactoriamente la DMO in vivo a nivel axial y periférico, es capaz de proporcionar datos cuantitativos referentes a las características macroestructurales del hueso.

A nivel del fémur proximal se han evaluado mediante DEXA variables tales como la longitud del eje de la cadera, la longitud y la anchura del cuello femoral y el ángulo cervicodiafisario, medidas que han demostrado en estudios caso-control efectuados en poblaciones no españolas y españolas estar relacionadas, independientemente de la edad y de la DMO, con el riesgo de padecer una fractura de cadera.

El método de Análisis Estructural o de Resistencia de la Cadera (Hip Structural or Strength Analysis o HSA), permite al mismo tiempo una aproximación a la estructura y a la resistencia biomecánica de la extremidad proximal de fémur. Varios autores, han analizado mediante DEXA-HSA las diferencias estructurales y biomecánicas existentes entre caderas fracturadas y no fracturadas. Szulc et al., en un estudio realizado en mujeres con fracturas trocantéricas de cadera, demostraron que de manera significativa las pacientes fracturadas presentaban, frente a las controles, un menor grosor cortical, un menor MIST y una mayor tasa de deformidad por pandeo, siendo estas tres características predictivas de fractura de cadera (Szulc, 2006). Por tanto, y de manera general, parece poder concluirse que si bien los parámetros de resistencia ósea obtenibles por DEXA-HSA son variables predictivas de fractura de cadera, no son mejores Zredoctores del riesgo de la misma que la propia DMO (Bonnick, 2007). La precisión de la DEXA-HSA es entre 1,5 y 2 veces menor que la de la DMO por DEXA (Bonnick, 2007).

La Q-CT, y particularmente la Q-TC Volumétrica (Volumetric Quantitative Computer Tomography o vQ-CT), con una resolución superior a las 500 µm., es la única técnica de imagen que además de aportar datos sobre macroestructura de un hueso, permite de manera precisa y específica diferenciar in vivo y no destructivamente el hueso trabecular del cortical en cualquier localización del esqueleto, midiendo en tres dimensiones su verdadera densidad mineral volumétrica (mg/cm3) (Cobo, 2003). Las imágenes tridimensionales de la Q-TC permiten la estimación del grosor cortical a lo largo de toda la circunferencia ósea en regiones de interés como el cuello femoral, la región intertrocantérica y la diáfisis femoral (Bonnick, 2007), por lo que el HSA puede ser igualmente realizado mediante esta técnica de imagen. Si bien la disponibilidad de la vQ-CT es menor que la de la DEXA, la precisión de la Q-CT HSA resulta ligeramente superior a la de la DEXA-HSA (Bonnick, 2007).




3.2.2 Análisis microestructural o microarquitectural

Para analizar la microarquitectura del hueso trabecular es necesario utilizar técnicas de imagen de alta resolución que permitan evaluar directamente las características de la trama trabecular o bien obtener una representación bi o tridimensional de la misma.

La Radiografía Convencional Digitalizada (Rx-CD) presenta una resolución espacial superior a las 40 µm., obtenible sin demasiada dificultad a nivel del esqueleto periférico pero mucho más difícilmente asequible a nivel del axial (Vokes, 2003; Lespesailles 2006). Debido a que el diámetro de la trabécula ósea oscila entre las 50 y 200 µm., la RxC es incapaz de detectar dicha unidad estructural de manera independiente, pudiendo únicamente aportar proyecciones en 2D de los patrones arquitecturales trabeculares radiográficos (Vokes, 2003). Diversos autores han demostrado la eficacia del análisis y cuantificación de este tipo de patrones trabeculares radiográficos como método de análisis estructural óseo, destacando entre ellos el denominado Análisis Textural Radiográfico (Radiographic Texture Analysis o RTA).

La Macrorradiografía Digitalizada (M-RxD) ha sido también utilizada por ciertos autores como técnica de análisis no invasivo de la textura ósea. Buckland-Wright et al. demostraron, en un estudio experimental y clínico sobre osteoporosis, que existía cierta correlación entre el AF de la textura ósea y la DMO (r=-0.66) (Buckland-Wright, 1994).

Todavía son pocos los autores que han intentado utilizar las imágenes DEXA como método de evaluación de la microarquitectura ósea. Wilkie et al. realizaron un análisis textural fractal basado en Fourier de una serie de imágenes de densitómetro periférico de calcáneo, comparando estos resultados con los obtenidos del análisis textural de RxCD de ese mismo hueso. Los autores demuestran la existencia de una alta correlación entre ambas técnicas de evaluación, independientemente del algoritmo matemático empleado para el análisis textural (Wilkie, 2004). Para ellos, el principal beneficio de utilizar este tipo de imágenes para un análisis textural radiográfico, sería el poder obtener conjuntamente una aproximación cuantitativa a la estructura ósea y una medida de la DMO.

Recientemente Caeiro et al. han evaluado las posibilidades de la DEXA como método de evaluación de la microestructura trabecular ósea de la cadera. En su estudio, si bien las variables morfológicas y biomecánicas obtenidas mediante esta técnica de imagen proporcionaban una información complementaria y discriminadora entre grupos con DMO normal, osteopénico y osteoporótico, el AF uni o multidireccional aportaba escasa información adicional de manera aislada. Sin embargo, cuando a las variables texturales fractales se les asociaban variables lumínicas obtenidas de la propia imagen de la DEXA (índices ópticofractales) se obtenía una mayor capacidad discriminadora entre grupos de pacientes osteoporóticos y no osteoporóticos (Caeiro, 2007).




Una de las herramientas no invasivas más prometedoras en la actualidad para la evaluación estructural ósea in vivo es la Tomografía Computarizada de Alta Resolución (TC-AR).

Los escáneres de uso clínico con resolución de 200 a 400 µm. y con capacidad de analizar cortes de hasta 1 mm. de espesor, si bien no pueden determinar de forma individual la estructura de una trabécula, sí permiten obtener in vitro e in vivo, una imagen en 2D muy similar a la estructura global de la red trabecular, pudiéndose determinar en ella sus características microestructurales (superficie trabecular, número de entrecruzamientos trabeculares, índice de fragmentación trabecular, etc.) u obteniendo una cuantificación global de la misma mediante RTA y AF (Vokes, 2003; Genant, 2006; Kazakia, 2006; Caeiro 2009) (Figura 8). Las características estructurales evaluadas mediante Q-CT AR han demostrado in vitro cierto grado de correlación con la DMO y con las propiedades biomecánicas del hueso (Kazakia, 2006; Lespesailles, 2006; Ceiro 2009), de manera que en la evaluación de la resistencia vertebral el RTA de estas imágenes es comparable o incluso superior a la DMO volumétrica. Si bien el RTA de las imágenes de Q-CT AR no discrimina tan bien como la DMO entre pacientes con o sin fractura osteoporótica, la combinación de parámetros estructurales y DMO sí ha demostrado tener mayor capacidad discriminativa entre grupos que las referidas variables de forma aislada (Kazakia, 2006; Genant, 2006).

Figura 8: Análisis estructural in vitro mediante TC-AR y Análisis Fractal

La Q-CT de Alta Resolución Periférica (Q-CTp AR, High Resolution peripheral Q-CT o HR-pQCT ), una nueva generación de Q-CT AR de mayor resolución espacial (82 µm. isotrópicas), permite diferenciar in vivo entre tejido óseo cortical y trabecular, con capacidad suficiente como para identificar trabéculas aisladas en regiones óseas periféricas como el radio distal y la tibia (Kazakia, 2006; Bonnick, 2007). Los parámetros estructurales 3D obtenibles mediante esta técnica, están altamente relacionados con los parámetros estructurales obtenibles mediante µ-CTX.




La Micro Tomografía Computerizada en 3D (µ-TC-3D) con una resolución de 170 x 170 x 480 µm3 y un optimizado software de análisis en 3D, permite efectuar no invasivamente el equivalente a una biopsia ósea (biopsia virtual ósea o BVO) con una reproducibilidad muy satisfactoria. Por ello, la BVO por µ-CTp viene siendo utilizada a lo largo de estos últimos años como método no invasivo de análisis estructural del hueso trabecular, tanto con fines diagnósticos como terapéuticos, así como base para la elaboración de micro modelos de análisis por elementos finitos (Genant, 2006).

La RNM de Alta Resolución (RNM-AR, High Resolution MRI o HR-MRI), que utiliza potentes campos magnéticos y secuencias de pulso electromagnéticos para generar imágenes tridimensionales, se ha ido constituyendo en estos últimos años como uno de los métodos no ionizantes emergentes de análisis no invasivo y no destructivo in vivo de la arquitectura ósea. La generalización de aparatos de alto campo (1,5 Teslas), la tecnología de las antenas de superficie, el desarrollo de las técnicas de imagen y los progresos de la informática han revolucionado la RNM permitiendo aumentar su poder de resolución. En la actualidad, aunque mediante esta técnica se puedan alcanzar in vivo resoluciones superiores a las 150 x 150 x 500 µm3 (Bonnick, 2007), con un grosor de corte de 250 µm., estos parámetros no son suficientes para determinar la estructura de una trabécula de forma aislada. De hecho, en las imágenes de RNM-AR el hueso trabecular aparece como una fina red sin señal dentro de una médula ósea adiposa de relativa hiperseñal (Kazakia, 2006).

Esta red trabecular “aparente”, densa en el individuo sano y poco densa en el paciente osteoporótico, se puede evaluar mediante AF o bien a mediante un Análisis Tridimensional Lineal Gráfico que permite caracterizar el patrón estructural del hueso trabecular en las imágenes de RNM-AR (Genant, 2006).

La ventaja más importante que esta tecnología aporta a los estudios in vivo es, obviamente, la no utilización de radiaciones ioniozantes, siendo sus desventajas más destacables su alto coste y el tiempo relativamente largo de exploración (> 10-20 min).

La Microrresonancia Nuclear Magnética (µ-RNM o µ-MRI) utiliza sofisticados algoritmos computacionales para extraer matemáticamente de las imágenes de RNM-AR un VOI, y para definir en 3D las estructuras óseas contenidas en él (curvas, superficies y uniones), lo que permite realizar no sólo un análisis topológico-microarquitectural de la región a estudio, sino aproximarse también a la orientación espacial y a la anisotropía de la misma (Gomberg, 2003). Esta metodología, conocida generalmente como BVO por µ-RNM, es utilizable in vivo a nivel del radio distal, tibia distal y calcáneo (Lespesailles, 2006; Bonnick, 2007).

Tal y como comentamos anteriormente, los Ultrasonidos cuantitativos (QUS) al evaluar la atenuación de las diferentes longitudes de onda y su velocidad de transmisión a través de los tejidos blandos y los óseos permiten obtener parámetros que parecen relacionarse no sólo con la densidad mineral sino con las características estructurales y biomecánicas del hueso.

En concreto la BUA parece relacionarse con la densidad y las características estructurales del hueso (cantidad de hueso en la vía del ultrasonido y complejidad de la estructura del tejido trabecular-conectividad y anisotropía-)(Cobo, 2003). La SOS está más en relación con la calidad del hueso (inversamente proporcional a la densidad del tejido óseo y directamente proporcional al módulo de elasticidad -módulo de Young- del mismo).




Existen además ciertas evidencias de que los QUS pueden aportar información relacionada con las propiedades materiales del hueso. No obstante, cuando se trata de aparatos comerciales, los QUS parecen aportar exclusivamente una estimación de la DMO (Link, 2003).

El Escaneado Confocal y Diagnóstico Acústico (SCAD) es un método no invasivo de ultrasonidos de alta resolución que determina la estructura del hueso y relaciona parámetros específicos ultrasónicos con la DMO, las propiedades biomecánicas (rigidez, elasticidad, etc.) y la resistencia ósea. Se están realizando mediante esta técnica estudios comparativos in vitro con HO y µ-CT, e in vivo, estudios comparativos frente a DEXA en cadera y mapeos de la superficie trabecular del calcáneo (Xia, 2007).

El Análisis por Elementos Finitos (AEF), se basa en la descomposición de una estructura compleja, de comportamiento biomecánico desconocido, en una serie de subestructuras geométricamente simplificadas denominadas elementos finitos (EF). El comportamiento individual de cada una de estas subestructuras, denominadas generalmente “ladrillos”, se determina mediante ecuaciones matemáticas que evalúan las cargas o las tensiones que éstas reciben. A partir del análisis individual de cada uno de estos elementos, se obtiene un modelo computacional global de la estructura analizada, que permite por un lado determinar su resistencia global y, por otro, ser “cargado” matemáticamente para determinar la forma, el tipo y la localización del fracaso biomecánico (Bonnick, 2007).

Se han desarrollado modelos vertebrales y femorales de EF a partir de cortes tridimensionales de Q-CT AR y de RNM-AR. Los modelos obtenidos mediante este análisis son muy exactos incluso cuando se emplean resoluciones de escaneado bajas.

Diferentes modelos de AEF han demostrado gran capacidad para discriminar entre personas con y sin osteoporosis, y para determinar la eficacia terapéutica en términos de resistencia ósea de fármacos antirresortivos y anabólicos (Keaveny, 2007).

A pesar de ello, todavía hoy en día el AEF no ha conseguido poder ser aplicado de manera general en la práctica clínica, debido sobre todo a la necesidad de aumentar la precisión de los modelos y a los muy altos requerimientos computacionales que estas técnicas requieren.

3.2.3 Análisis ultraestructural o ultraarquitectural

Actualmente, la Microscopía de Fuerzas Atómicas y la Nanoindentación son las técnicas más novedosas para el estudio, respectivamente, de la arquitectura nanoestructural y de las propiedades biomecánicas óseas a dicho nivel. Aunque ya existen en la actualidad diversos trabajos de aplicación de estas tecnologías para el estudio del tejido óseo, por el momento, y debido a lo reciente de dichas tecnologías y a la complejidad de la estructura ósea a este nivel, los resultados cuantitativos son todavía imprecisos y altamente dependientes de la técnica de pretratamiento a la que se somete la muestra ósea antes del análisis.




3.2.4 Métodos de evaluación de la composición ósea

Ninguna de las técnicas descritas anteriormente permiten obtener información sobre la composición química ni la mineralización de la matriz ósea, por lo que es necesario la utilización de técnicas microscópicas y microespectroscópicas in vitro para conseguirlo.

Mediante la Microespectroscopia de Infrarrojos mediante Transformada de Fourier (FT-IR) se ha podido determinar la composición mineral del tejido óseo trabecular y cortical normal (Paschalis,1996), y mediante Microespectroscopia Raman (Figura 9) se ha demostrado muy recientemente que existe una correlación negativa entre dicha composición mineral y las propiedades mecánicas óseas, lo que sugiere que el grado de deformación elástica del hueso se ve negativamente afectado por el aumento del orden de la red cristalina o el aumento de la cantidad de mineral por unidad de colágeno (Akkus, 2003).

Figura 9: Análisis de la composición ósea mediante Microespectroscopia

Raman

El grado de mineralización de la matriz ósea, y su distribución a lo largo del hueso, puede ser evaluada in vitro mediante diferentes métodos como la Microrradiografía, la SRCT, la Microscopía Electrónica de Barrido Cuantitativa por Retrodispersión de Electrones (Quantitative Backsattered Scanning Electrón Microscopy o QBS-SEM) y la Microespectroscopía (Compston, 2006).

3.3 Diagnóstico cualitativo de osteoporosis

En contraposición al antes mencionado concepto densitométrico clásico de osteoporosis de la OMS la definición actual de la enfermedad nos proporciona una aproximación más mecanicista a la fisiopatología de la misma. Por ello, los nuevos sistemas de evaluación de la calidad ósea que permiten tanto el análisis in Zredo como in vivo de la estructura, la composición y la mineralización del hueso proporcionan una información complementaria muy útil sobre la naturaleza y los cambios fisiopatológicos que se producen en la osteoporosis.




Pero a pesar de este importante avance todavía queda por resolver si esta información supone o no ventajas desde el punto de vista clínico frente a la densitometría, y si realmente es necesario aportar o no conjuntamente con la DMO una serie de parámetros arquitecturales y de composición que supongan una evaluación más específica de la bondad cualitativa y biomecánica de la reserva ósea en situaciones clínicas como la osteoporosis. De la misma manera, y por el momento, ninguna de las aproximaciones cualitativas al diagnóstico de la osteoporosis ha demostrado ser superior a la determinación de la DMO por DEXA, como variable Zredoctora de fractura osteoporótica (Bonnick, 2007).

4. Evaluación del remodelado óseo

El remodelado óseo es el mecanismo por el cual el hueso adulto se renueva para mantener intacta su competencia estructural y biomecánica, evitando la acumulación de microlesiones por la fatiga. Este proceso se inicia con la activación de la resorción ósea por el osteoclasto al que le sigue un periodo de formación ósea mediado por el osteoblasto. Mediante estos dos mecanismos, generalmente acoplados entre sí, se van generando a nivel de cada una de las unidades básicas de remodelación una serie de balances óseos focales (cantidad de hueso formado menos cantidad de hueso reabsorbido) que determinan en un sumatorio de todos ellos el balance óseo general del hueso.

Este proceso de transformación de la estructura ósea puede valorarse de forma directa mediante HO o bien, de forma indirecta, mediante la determinación de los denominados marcadores del remodelado óseo (MRO), una serie de sustancias que pueden analizarse en sangre y/o en orina y que reflejan el grado de actividad de este proceso.

4.1 Marcadores del remodelado óseo

En general los MRO son enzimas, otras proteínas o péptidos secretados por los osteoblastos o los osteoclastos, o bien productos originados durante la formación o la degradación del colágeno tipo 1, la principal proteína estructural de la matriz orgánica del hueso.

Por tanto, los MRO pueden clasificarse en función del mecanismo del remodelado que analizan, ya sea la resorción o la formación ósea. Los marcadores relacionados con los osteoblastos y que reflejan por tanto la actividad osteoblástica se denominan marcadores de formación, mientras que los relacionados con los osteoclastos y que reflejan por tanto la actividad osteoclástica se denominan marcadores de resorción (Tabla 5).




Tabla 5: Marcadores del remodelado óseo

4.1.1 Marcadores de formación ósea

Todos los marcadores comúnmente empleados para medir la formación ósea se miden en suero. Incluyen enzimas de los osteoblastos relacionados con la formación y la mineralización ósea, así como fragmentos proteicos del procolágeno óseo que son liberados a la circulación durante el proceso de maduración del colágeno y de la formación de la matriz ósea (Cons, 2003; Jódar, 2003; Alvarez, 2004; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

En general los marcadores de formación se correlacionan con los parámetros histomorfométricos de formación ósea, presentando en sujetos sanos valores altos en la niñez y en la menopausia.

Los tratamientos antirresortivos para la osteoporosis inducen reducciones en los marcadores de formación ósea, aunque con un cierto retraso en relación con los marcadores de resorción. Sin embargo el tratamiento de la osteoporosis con fármacos anabólicos como la teriparatide (1-34 PTH) producen una marcada elevación tanto de los marcadores de formación como los de resorción. El tratamiento de la osteoporosis con vitamina D puede elevar las concentraciones de osteocalcina (Cons, 2003; Jódar, 2003; Alvarez, 2004; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).




Los más importantes son:

1. Enzimas sintetizadas por los osteoblastos:

• Fosfatasa alcalina total (FAT, ALP)

• Isoenzima ósea de la fosfatasa alcalina (FAO, BAP, BSAP, BALP).

2. Otras proteínas sintetizadas por los osteoblastos:

• Osteocalcina o “bone gla-protein” (OC, DGP,GLA)

• Propéptido carboxiterminal del procolágeno 1 (PICP).

• Propéptido aminoterminal del procolágeno 1 (PINP).

a. Fosfatasa alcalina total (ALP)

Existen 4 isoenzimas de la fosfatasa alcalina, la placentaria, la intestinal, la de células germinales y la hepática/hueso/riñón. La isoenzima de la fosfatasa alcalina del hígado, huesos y riñones es el principal componente de esta enzima en el suero, siendo por ello que la medición de la actividad de la ALP total en suero es un pobre indicador de la formación ósea (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

En pacientes con osteoporosis pueden producirse incrementos ligeros en la actividad de la ALP debido bien al aumento del remodelado óseo que ocurre inmediatamente después de la menopausia o a la presencia de fracturas u otras alteraciones localizadas del metabolismo óseo. No obstante también pueden elevar los niveles de ALP el hiperparatiroidismo, el hipertiroidismo, el Paget, la osteomalacia y las enfermedades hepáticas.

Los niveles de actividad de ALP en pacientes con osteoporosis generalmente alcanzan 2 veces el límite superior normal del rango de referencia. Elevaciones mayores a estos niveles sugieren que podemos estar ante una enfermedad óseas diferente a la osteoporosis (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

Se ha mejorado la especificidad de la medición de la ALP mediante el empleo de pruebas específicas para la fracción ósea de la fosfatasa alcalina (BALP). Este tipo de análisis ha permitido disponer de una prueba rápida y sencilla para identificar pacientes con niveles altos de remodelado óseo, por lo que se viene empleando en la mayoría de los estudios clínicos controlados de tratamiento de la osteoporosis con fármacos antirresortivos.




b. Osteocalcina

La osteocalcina, una proteína característica del hueso y de la dentina, es la proteína no-colágena más abundante en el esqueleto. Está producida por el osteoblasto y regula la homeostasis del calcio al inhibir la precipitación del fosfato, evitando la excesiva mineralización de la matriz ósea. Aunque una vez sintetizada la mayor parte se incorpora a la matriz extracelular del hueso, una fracción es liberada a la circulación donde puede ser medida (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

La osteocalcina sérica se incrementa en situaciones asociadas al aumento del remodelado óseo, como el hiperparatiroidismo primario o secundario y la enfermedad de Paget. Los niveles séricos de osteocalcina generalmente son un buen indicador del ritmo de remodelado óseo cuando la resorción y la formación se encuentran acopladas. En casos como la osteoporosis posmenopáusica, donde la resorción y la formación se encuentran desacopladas, la osteocalcina sólo sirve como un marcador de formación ósea (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

c. Propéptidos del procolágeno

El colágeno tipo-1 es el componente más abundante de la matriz ósea. Durante la síntesis del colágeno se producen y son liberados a la circulación fragmentos peptídicos amino y carboxiterminales de una molécula precursora, el pro-colágeno. Los productos fraccionados de este proceso son el PICP y el PINP. Estas extensiones de péptidos del procolágeno tipo-1 pueden ser detectadas por radioinmunoanálisis, reflejando la cantidad de matriz ósea sintetizada. No se han establecido correlaciones definitivas entre fragmentos de pro-colágeno y formación ósea por lo que no se les considera actualmente una alternativa a la osteocalcina o la BALP (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

4.1.2 Marcadores de resorción ósea

La mayoría de los marcadores bioquímicos de resorción ósea pueden ser medidos en la orina, aunque algunos de ellos pueden ser analizados también en sangre. La mayoría de los marcadores de resorción son el resultado de la destrucción del colágeno tipo-1, principal componente de la matriz ósea y responsable del 90% del contenido orgánico del hueso (Cons, 2003; Jódar, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

En general estos marcadores se encuentran elevados en los niños (asociado al proceso modelado del hueso adulto), en la menopausia y en situaciones de elevado remodelado óseo como el Paget o el hipertiroidismo (Jódar, 2003).

Los tratamientos antirresortivos son capaces de inducir una reducción precoz (a las semanas o a los pocos meses) en los marcadores de resorción ósea, lo que puede suponer una disminución de hasta el 40-60% sobre los valores basales con antirresortivos potentes como los aminobifosfonatos. Por ello, algunos autores han propuesto determinar las concentraciones basales de marcadores de resorción para evaluar la adherencia y la respuesta al tratamiento en pacientes con osteoporosis.




No obstante en la actualidad todavía no existen datos concluyentes que permitan, especialmente desde el punto de vista del coste-beneficio, recomendar esta aproximación (Jódar, 2003).

Los marcadores de resorción ósea más importantes son:

1. Enzimas sintetizadas por los osteoclastos:

• Fosfatasa ácida tartrato resistente en suero (FART, TRAP)

2. Derivados de la degradación del colágeno óseo:

• Hidroxiprolina (OH-Pro).

• Piridinolina (Pir) y deoxipiridinolina (Dpir) libres.

• Telopéptido carboxiterminal del colágeno 1 con puentes de piridinolina en suero (ICTP).

• Telopéptido aminoterminal del colágeno 1 con puentes de piridinolinaen suero y en orina (NTX).

• Telopéptido carboxiterminal de la cadena alfa 1 del colágeno 1 en suero y en orina (ß-Cross-Laps, CTX).

3. Derivados de la degradación de la fase mineral del hueso:

• Cociente calcio/creatinina.

a. Fosfatasa ácida tartrato resistente

Los osteoclastos contienen una fosfatasa ácida resistente a la inhibición por ácido tártrico que le permite ser distinguida de otras isoenzimas de la fosfatasa ácida. Esta fosfatasa ácida tartrato resistente (TRAP) juega un papel importante en la resorción ósea. Los niveles plasmáticos de TRAP están elevados en pacientes con enfermedades óseas metabólicas que cursan con un aumento de la velocidad del resorción óseo. Es el único de los marcadores de remodelado que evalúa la actividad directa del osteoclasto, ya que el resto de los marcadores de resorción son indicadores del grado destrucción de la matriz ósea. La medición de los niveles de TRAP es técnicamente difícil por lo que su utilidad en la práctica clínica es limitada (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).




b. Hidroxiprolina

La hidroxiprolina es una forma hidroxilada del aminoácido prolina y se encuentra principalmente en el colágeno. La hidroxiprolina libre excretada en la orina puede servir como un marcador de resorción ósea ya que el aumento en el remodelado óseo puede elevar los niveles hidroxiprolina urinaria.

En la actualidad la medición de hidroxiprolina en orina es el menos empleado de los marcadores de resorción ósea porque los niveles de hidroxiprolina varían significativamente día a día y con la cantidad de hidroxiprolina presente en las comidas (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

c. Piridinolina y Deoxipiridinolina

Una vez depositado en el hueso, las fibras de colágeno forman enlaces estabilizadores. La piridinolina y la deoxipiridinolina son los dos principales tipos de aminoácidos encontrados en estos enlaces, los cuales aumentan la fuerza y estabilidad de las cadenas de colágeno. La piridinolina se encuentra principalmente en el cartílago y en niveles bajos en el colágeno del hueso. En contraste, la deoxipiridinolina se encuentra casi exclusivamente en la dentina y en el colágeno tipo-1 del hueso, siendo de esta manera un marcador excelente de pérdida ósea (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009). La piridinolina y la deoxipiridinolina son liberadas de la matriz de las estructuras helicoidales del colágeno cuando la matriz ósea se degrada por acción de los osteoclastos.

Estas dos moléculas están presentes en la orina en dos formas, una libre (aproximadamente el 40%) y una ligada a péptidos (aproximadamente el 60%). La medición en muestras de orina de estas moléculas en su forma libre se realiza actualmente por técnicas inmunoenzimáticas.

La excreción urinaria de piridinolina y deoxipiridinolina aumenta con la edad y en los pacientes con ciertos estados patológicos, incluyendo el hipertiroidismo y la enfermedad de Paget. Los niveles urinarios de estas moléculas también se encuentran elevados en pacientes con osteoporosis, y los niveles diminuyen durante el tratamiento con medicamentos antirresortivos (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

La excreción de piridinolina y deoxipiridinolina se correlaciona bien con otros marcadores de resorción ósea, confirmando su utilidad como evaluador de la pérdida ósea (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

d. Enlaces telopéptidos del colágeno

Aún cuando las moléculas de enlaces con piridinolina son productos relativamente específicos de la destrucción del colágeno, estos enlaces también se pueden encontrar en proteínas como la elastina. Sin embrago, los niveles urinarios de telopéptidos con carbono-terminal (CTX) y nitrógeno-terminal (NTX), aunque son también fragmentos liberados durante la actividad de los osteoclastos, son marcadores potencialmente más específicos de la destrucción del colágeno óseo.




Las pruebas inmunoenzimáticas para los telopéptidos-N y telopéptidos-C en orina y sangre son indicadores sensibles y específicos de la resorción ósea.

Los niveles de telopéptidos en sangre o en orina aumentan en pacientes con enfermedades óseas asociadas a un aumento en la resorción ósea (osteoporosis posmenopáusica) y disminuyen en este tipo de pacientes como respuesta a los tratamientos antirresortivos. Las mediciones de los telopéptidos, al igual que los enlaces con piridinolinas, tienen como limitante su alto coeficiente de variabilidad (CV), lo que obliga a alcanzar hasta un 50% de variación para poder afirmar que los cambios observados son atribuidos al tratamiento y no a la variabilidad de la medición (Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

4.2 Diagnóstico de osteoporosis de alto o bajo remodelado

Una vez establecido el diagnóstico de la osteoporosis, resulta útil, sobre todo desde el punto de vista de pronóstico y tratamiento, establecer si ésta es de metabolismo alto o bajo.

En la Osteoporosis de metabolismo elevado está incrementada la actividad de los osteoclastos, por lo que predomina fisiopatológicamente el proceso de resorción ósea. Esta alteración se traduce en una franca osteopatía fragilizante con adelgazamiento trabecular, rotura de puentes transversales, perdida de conectividad, etc. Además en este tipo de osteoporosis los osteoblastos son incapaces de sustituir el hueso a la velocidad con la que los osteoclastos lo reabsorben, lo que se traduce en una pérdida neta de masa ósea. En orina y suero es posible por tanto detectar niveles elevados de marcadores de resorción como de formación ósea.

Responde a este tipo fisiopatológico la osteoporosis posmenopáusica o tipo I, en la que el déficit estrogénico sería el responsable de la alta tasa de remodelado. Este tipo de osteoporosis tiene una prevalencia mayor en mujeres (6:1), es responsable de una pérdida de DMO progresiva (2-3% anual durante 6-10 años) y se acompaña de fracturas por fragilidad en pacientes entre los 50 y los 75 años de edad, fracturas típicamente localizadas en lugares donde predomina el hueso trabecular: vértebras, región intertrocantérica de la cadera y extremidad distal del radio.

En la Osteoporosis de metabolismo bajo, los osteoblastos son incapaces de formar hueso mientras que los osteoclastos realizan la resorción ósea a una velocidad normal o incluso ligeramente disminuida, razón por la cuál predomina la pérdida progresiva de masa ósea sobre la osteopatía fragilizante rápidamente progresiva. Los marcadores de resorción ósea son similares a los que se observan antes de la menopausia, mientras que los de formación están en unos niveles muy bajos, indicando la deficiencia en la formación de hueso.

Responde a este tipo fisiopatológico la osteoporosis involutiva senil o tipo II, en la que alteraciones osteoblasto dependientes asociadas a una deficitaria ingestión de calcio y al hiperparatiroidismo secundario que ello conlleva, producen por un lado una disminución progresiva en la cantidad de hueso formada y, por otro, una insuficiencia para reemplazar la cantidad total de hueso resorbido. De esta manera, con el envejecimiento, se van desarrollando progresivamente, balances óseos negativos por disminución de la formación ósea en cada UBM, llegando a producir finalmente un balance óseo negativo global.




Este tipo de osteoporosis tiene también una prevalencia mayor en mujeres (2:1), y se acompaña de fracturas por fragilidad en la pelvis, cuello femoral, tibia proximal y extremidad proximal de húmero en pacientes mayores de 75 años de edad.

Recientemente se ha constatado que la osteoporosis de alto y bajo remodelado puede aparecer a cualquier edad, lo que subraya la importancia de determinar la tasa de pérdida ósea y el valor de los marcadores de remodelado en los pacientes con osteoporosis.

En resumen, la utilidad de los MRO para valorar la osteoporosis en el contexto de la clínica diaria se circunscribe a su capacidad de valorar el riesgo de fractura, de identificar sujetos con riesgo de pérdida ósea acelerada y de valorar la respuesta al tratamiento antirresortivo a corto plazo, pero nunca deben ser utilizados para diagnosticar la enfermedad (Gómez de Tejada, 2006).

5. Evaluación del paciente con osteoporosis y/o fractura osteoporótica

5.1 Diagnóstico de la osteoporosis

A pesar de que en el momento actual, tal y como hemos constatado, existen diferentes métodos no invasivos de evaluación de la masa ósea, la densitometría por DEXA sigue siendo el estándar oro para el diagnóstico de osteoporosis. De igual manera a la densitometría se la sigue considerando en la actualidad como el método más específico para determinar la severidad de la pérdida de masa ósea, para valorar si existe o no riesgo de fractura en una determinada región anatómica y para saber si el paciente responde o no al tratamiento de la enfermedad (Kanis, 1996).

Los criterios a seguir para la realización de una densitometría varían dependiendo de la guía de práctica clínica consultada (CIGCO, OMS, SEIOMM), aunque la mayoría de ellas coinciden en que no es necesario ni operativo realizar esta prueba de forma indiscriminada a toda la población para detectar a aquellas personas que tienen osteoporosis o un alto riesgo de fractura (Gómez de Tejada, 2006). Sería necesario, por tanto, limitar el uso de la misma de tal forma que fuese rentable y efectiva, que no se saturase realizando mediciones innecesarias a personas de bajo riesgo y que no impidiese acceder a ella a aquéllas otras que realmente se fueran a beneficiar de un tratamiento contra la enfermedad, incrementando de esta manera la relación coste-beneficio de la prueba (Gómez de Tejada, 2006).




Las últimas recomendaciones de la Sociedad Internacional sobre Densitometría Clínica (ISCD) sobre las indicaciones de una densitometría son (Binkley, 2006):

1. Mujeres de 65 años o mayores.

2. Mujeres posmenopáusicas menores de 65 años con factores de riesgo.

3. Hombres de 70 años o mayores.

4. Adultos con fracturas por fragilidad.

5. Adultos con enfermedades asociadas con baja masa o pérdida óseas.

6. Adultos que tomen fármacos asociados con baja masa o pérdida óseas.

7. Cualquier persona en quien se esté considerando establecer un tratamiento farmacológico para la osteoporosis.

8. Cualquier persona en tratamiento para la osteoporosis, para monitorizar su efecto.

Cuando no se tenga acceso a la determinación de la DMO por DEXA, cualquier otra técnica no invasiva de medición de la DMO validada en nuestro entorno, incluso las que valoran el esqueleto periférico, aportarán información útil para el diagnóstico de la enfermedad.

5.2 Riesgo densitométrico de fractura osteoporótica

Si partimos del hecho de que existe una relación exponencial entre la pérdida de masa ósea y el incremento del riesgo de fracturas, y de que por cada disminución de una DE de la DMO existe una reducción del 12% de la cantidad de hueso (Levis, 1998), resulta sencillo entender que de manera general el RR de fractura osteoporótica aumente de 1,5 a 2,8 veces por cada disminución de una DE en la DMO con respecto a controles de la misma edad y sexo. De hecho, el conocido Zetanálisis de Marshall (Marshall, 1996) señala que el RR asociado a la predicción de cualquier tipo de fractura es muy similar para todas las técnicas de medición, ya sean axiales como periféricas (1,5 veces por cada DE que disminuye la DMO).

De manera más específica, la evaluación de la DMO de una región anatómica determinada es la mejor forma de predecir el RR de fractura en dicha región (Marshall, 1996). Por ello todas las guías clínicas de osteoporosis recomiendan que para conocer el riesgo de fractura de una determinada localización anatómica el mejor procedimiento es medir la DMO en dicho lugar (Cummings, 1995).

Así cuando se mide específicamente la DMO en la columna vertebral, la disminución de una DE en la puntuación T a dicho nivel supone un incremento de entre 1,9 a 2,3 veces en el RR de fractura vertebral osteoporótica. De igual manera, cuando se evalúa la DMO específicamente en la cadera, la disminución de una DE en la puntuación T a dicho nivel supone un aumento de entre 2,3 a 2,7 veces en el RR de fractura de cadera.




No obstante, si bien la mayoría de los estudios señalan que la DEXA es un buen predictor del riesgo de fracturas osteoporóticas (Black, 1992; Melton, 1993), no todos los pacientes con osteoporosis densitométrica van a padecer fracturas.

Es necesario por tanto establecer unos criterios de estratificación del RR de fractura osteoporótica que nos permitan no sólo una valoración global del riesgo sino el indicar el tratamiento de la enfermedad.

5.3 Estratificación del riesgo de fractura osteoporótica

Aunque no existen pruebas de que esta aproximación sea más beneficiosa desde el punto de vista de coste-efectividad, en la valoración del perfil de riesgo del paciente con OP debe considerarse:

1. La presencia de factores de riesgo de fractura osteoporótica independientes de la DMO, en condiciones ideales obtenidos en el propio entorno del enfermo, y cuyo valor predictivo combinado supere al de la medida de DMO.

2. El valor de DMO normalizado (T-score) preferentemente de la cadera, recordando que, por cada DE el riesgo relativo de fractura aumenta aproximadamente en un factor de 2.

3. La determinación de marcadores de remodelado, cuya elevación es un factor de riesgo de fractura osteoporótica independiente de la DMO (RR mayor de 2).

4. El riesgo individual de fractura depende básicamente de la edad y de la esperanza de vida (Life time risk).

5.4 Diagnóstico de la fractura osteoporótica

La osteoporosis, desde el punto de vista clínico, suele ser asintomática (66% de los casos), aunque algunos autores definen la existencia de manifestaciones prefractura que en muchas ocasiones se interpretan como datos indicativos de envejecimiento: pérdida de piezas dentarias, fragilidad ungueal, pérdida de talla, etc. (Mesa Ramos, 2006).

Cuando la enfermedad debuta como una fractura vertebral osteoporótica (FrVOP), la clínica se caracteriza por dolor dorsal o lumbar de aparición brusca mientras se realizan actividades de la vida diaria. Este dolor agudo, que suele desaparecer a las pocas semanas, es generalmente reemplazado por un dolor crónico dorsal irradiado en ocasiones hacia el abdomen. El dolor se asocia a veces a pérdida de talla y deformidad cifótica progresiva. Esta deformidad, en pacientes no tratados, puede hacer que el reborde costal alcance la cresta ilíaca. Muchas veces la pérdida de talla y la deformidad cifótica son la única sintomatología referida por las pacientes. Todas estas manifestaciones no son más que la expresión de los acuñamientos vertebrales progresivos que se van produciendo a medida que fracasa biomecánicamente el hueso trabecular vertebral.




La radiología convencional, digitalizada o no, sigue siendo el método de elección para el diagnóstico de confirmación de las fracturas vertebrales osteoporóticas. Se han propuesto diversos sistemas de clasificación para describir y graduar semicuantitativamente las fracturas vertebrales, resultando útiles no sólo para facilitar el diagnóstico de la osteoporosis sino para evaluar la gravedad y/o el grado de progresión de la enfermedad. El sistema de clasificación semicuantitativo de las fracturas vertebrales más conocido y empleado es el de Genant y Wu (Genant, 1993).

Cuando la enfermedad debuta como una fractura no vertebral osteoporótica (FrNoVOP) (fractura de húmero proximal, radio distal, pelvis, extremidad proximal y distal de fémur, extremidad proximal de tibia, etc.), la clínica es la específica de cada tipo de fractura. En estos casos la radiología convencional aporta igualmente no sólo un diagnóstico de confirmación de la fractura, sino una aproximación al grado de pérdida de masa ósea y de desestructuración cualitativa del hueso afecto. Si bien la radiografía simple sólo es capaz de detectar cambios en la masa ósea cuando ya se ha producido una pérdida de DMO superior al 30%, sí permite realizar generalmente una valoración aproximada del grado de osteoporosis regional ósea.

Una vez establecido el diagnóstico de FrOP conviene completar la historia clínica con una valoración médico general que incluya un examen físico general, la evaluación de estado mental, un examen neurológico, una evaluación cardíaca, un examen musculoesquelético y una evaluación geriátrica (Genant, 1999). Se recomienda hacer especial hincapié en la evaluación del estado nutricional del paciente, fundamentalmente de sus niveles de proteínas, ya que la desnutrición proteica, está relacionada con la anemia, la disminución del gasto cardíaco, la disminución del líquido intravascular y la deshidratación, la alteración del metabolismo de los fármacos, la disminución de la capacidad máxima respiratoria, la disminución de la masa muscular (sarcopenia), la disminución de la masa ósea (osteoporosis), la fatiga fácil, las caídas (fracturas por fragilidad), deterioro del estado funcional (dependencia), el deterioro cognitivo, la alteración de la función inmunológica, las úlceras por decúbito y el incremento de la mortalidad.

Igualmente, la evaluación de la función neuromuscular mediante el test estandarizado de tiempo de incorporación y puesta en marcha –Timed Up and Go Test (TUAG)- nos ofrecerá una buena aproximación al riesgo de caídas que presenta el paciente.

La definición de FrOP lleva implícito el hecho de que una vez determinado el carácter de fractura por fragilidad han de descartarse otras causas de fractura de baja energía no osteoporóticas, tales como las fracturas patológicas secundarias a alteraciones osteometabólicas (hipertiroidismo, hiperparatiroidismo, osteomalacia, déficit de vitamina D, etc.) y las secundarias a patologías neoplásicas locales o generales, tanto benignas como malignas (tumores óseos primarios, metástasis óseas, mieloma, etc.). Al margen de lo que las pruebas de imagen (radiografía, TAC, RNM) puedan aportar al diagnóstico diferencial, un recuento hemático completo, una bioquímica sérica y unos niveles hormonales que incluyan hormonas tiroideas y PTH permitirán generalmente identificar cualquier trastorno hematológico, mineral o electrolítico, así como desvelar alguna enfermedad sistémica o endocrino-metabólica que se haya pasado por alto en la valoración inicial del paciente.

Como metodología para descartar las causas más frecuentes de osteoporosis secundaria recomendamos la realización de las pruebas analíticas recogidas en la Tabla 6 (Jodar, 2003; Caeiro, 2006).




Tabla 6: Pruebas analíticas en el diagnóstico diferencial de la osteoporosis (Caeiro, 2006. Modificada de Jódar, 2003)

Tabla 1: Pruebas analíticas en el diagnóstico diferencial de la osteoporosis Prueba Anomalía detectada Sospecha diagnóstica

Hemograma completo con VSG Anemia y ↑ VSG Mieloma Fractura patológica

Creatinina ↑ Creatinina Enfermedad renal

Calcio ↑ Calcio

↓ Calcio

Hiperparatiroidismo1º, Hipercalcemia tumoral Malabsorción, déficit de vitamina D

Fósforo ↓ Fósforo Osteomalacia

Fosfatasa alcalina ↑ Fosfatasa alcalina Enfermedad hepática, déficit de vitamina D, enfermedad de Paget

Transaminasas ↑ Transaminasas Enfermedad hepática

Albúmina ↓ Albúmina Malnutrición, enfermedad hepática o renal

Electroforesis de proteínas Gammapatías monoclonales

Mieloma

PTH ↑ PTH Hiperparatiroidismo 1º o 2º

25 (OH)-vitamina D ↓25 (OH)-vitamina D Déficit de vitamina D

TSH (ultrasensible) ↓ TSH Hipertiroidismo

Calcio en orina Hipercalciuria Hipercalciuria primaria o secundaria a hiperparatiroidismo, hipercalcemia tumoral, hipertiroidismo, etc

5.5 El problema del diagnóstico de la fractura vertebral osteoporótica

Las técnicas de análisis macroestructural mediante RxC y la MXR aplicadas al estudio de las fracturas vertebrales osteoporóticas han permitido desarrollar sistemas de clasificación y programas informáticos de ayuda al diagnóstico para este tipo de fracturas.

La Morfometría Vertebral Radiográfica (MRX) utiliza seis puntos para determinar la altura vertebral anterior (hVA), la altura vertebral central, media o medio-vertebral (hVM) y la altura vertebral posterior (hVP) Los parámetros más empleados para detectar fracturas vertebrales son el índice de acuñamiento (hVA/hVP), el índice de biconcavidad (hVM/hVP) y el índice de compresión (hVA/A ± 1), donde ‘‘1’’ indica el cuerpo vertebral anexo por arriba o por abajo.

Se han propuesto diversos sistemas de clasificación para describir y graduar semicuantitativamente las fracturas vertebrales, resultando útiles para facilitar el diagnóstico de osteoporosis y para evaluar la severidad o progresión de la enfermedad. Los sistemas de clasificación semicuantitativos de las fracturas vertebrales más conocidos son los de Meunier, Melton, Eastell, McCloskey-Kanis y Genant-Wu.

En el método de Meunier se evalúan los cuerpos vertebrales de T3 a L4, clasificándose cada vértebra en relación a su forma. El grado 1 se asigna a una vértebra normal sin deformidad; el grado 2 a una vértebra bicóncava y el grado 3 a una vértebra con fractura de la placa, a una vértebra colapsada o a una vértebra en cuña. A partir de la evaluación de las deformidades vertebrales se puede calcular un Índice Vertebral Radiológico (IVR), valor que viene dado por la suma de los grados de deformidad de todas las vértebras o como el cociente de la suma de todas las deformidades vertebrales entre el número de vértebras (Meunier, 1978).




Melton y colaboradores propusieron una definición de fracturas vertebrales utilizando un porcentaje de disminución en los índices anterior, medio o posterior de las alturas de los cuerpos vertebrales comparado con los valores normales para un cuerpo vertebral en particular (Melton, 1987).

Eastell modificó este método, definiendo a las fracturas vertebrales en base al grado disminución de desviaciones estándar en vez del de porcentajes fijos, considerando deformidad de grado I cuando se producía una reducción en una de las alturas anterior, media o posterior mayor de -3 DE del valor medio, y fracturas graves o de grado II a las que están a -4 o más DE de esta media. (Eastell, 1991).

Más recientemente, McCloskey y Kanis propusieron modificaciones a los criterios del método de Eastell/Melton incluyendo el uso de las alturas posteriores esperadas y (McCloskey, 1993). De esta manera el Método de McCloskey-Kanis exige que la altura vertebral disminuida lo esté también al menos en -3 DE respecto a un valor de altura posterior predefinida.

En el método de Genant y Wu (Genant, 1993), la severidad de una fractura es evaluada por inspección visual, determinándose el grado de reducción de las alturas vertebrales y los cambios morfológicos secundarios de la vértebra. Mediante este método se analizan las vértebras torácicas y lumbares desde D4 a L4 y se clasifican como normales (grado 0); deformidad ligera (grado 1: 20–25% de reducción en la altura anterior, media y/o posterior y un 10–20% de reducción en el área vertebral); deformidad moderada (grado 2: 25–40% de reducción en la altura anterior, media y/o posterior y un 10–20% de reducción en el área vertebral); media y/o posterior y un 20–40% de reducción en el área vertebral); y deformidad severa (grado 3: 40% o más de reducción en la altura anterior, media y/o posterior y el área vertebral). Mediante este método se puede calcular igualmente un Índice de Fractura Vertebral (IFV), que viene expresado como la suma de todos los grados asignados a las vértebras dividido entre el número de vértebras evaluadas.

Otro índice radiológico de valoración de las deformidades vertebrales frecuentemente utilizado, y basado también en el uso de esta clasificación es el Índice de Deformidad Espinal (IDE), método semicuantitativo que otorga una puntuación a cada vértebra (desde D4 a L4) de acuerdo con los grados de deformidad de Genant, valorándose el índice entre un mínimo de 0 y un máximo de 39 puntos.

Si bien éstos y otros estudios clínicos y epidemiológicos han demostrado la utilidad de la MXR, esta técnica no suele ser empleada en la práctica clínica cotidiana debido generalmente al consumo de tiempo que supone, pudiendo no obstante llegar a utilizarse como complemento diagnóstico de la osteoporosis si el recurso está disponible o si programas informáticos de ayuda al diagnóstico facilitaran la realización de esta tarea (Caeiro, 2009).

En este sentido muy recientemente ha aparecido en el mercado una aplicación informática denominada MorphoXpress (ImageMetrics PLC, Procter&Gamble) que permite semiautomatizar el procedimiento de morfometríoa vertebral a partir de radiografías laterales de columna digitalizadas. El aplicativo, mediante un algoritmo de reconocimiento automático de los contornos vertebrales, es capaz de identificar automáticamente los 6 puntos limitantes de las alturas vertebrales anterior, media y posterior, y a partir de ellas calcular el grado de deformidad vertebral existente. La aplicación permite incrementar la exactitud del procedimiento, reducir la variabilidad intra e inter observador, disminuir considerablemente el tiempo necesario para la realización de la MRX y facilitar el seguimiento de la evolución morfológica vértebra a vértebra.




Recientemente se ha desarrollado un método alternativo a la MRX basado en la realización de morfometrías vertebrales sobre imágenes DEXA. Este método, denominado Morfometría Vertebral por Absorciometría (MXA), puede realizarse en equipos de densitometría ósea con multi-detector. En el caso de los densitómetros GE-Lunar esta aplicación es conocida como LVA (Lateral Vertebral Assessment), mientras que en los densitómetros Hologic se conoce como IVA (Instant Vertebral Assessment) (Caeiro 2009).

Las mediciones por MXA permiten de forma sencilla y eficiente adquirir una imagen única de toda la columna vertebral con una cantidad significativamente menor de radiación que la que recibe el paciente con las radiografías convencionales. Sin embargo, como resultado de las dosis bajas de radiación, las imágenes por MXA son de inferior calidad a las imágenes obtenidas con radiografías convencionales. Es por ello que la identificación de deformidades vertebrales por MXA se encuentra limitada principalmente a la mala calidad de imagen que se alcanza en las vértebras dorsales altas.

En un estudio comparativo entre estas dos técnicas de morfometría vertebral Rea y colaboradores, demuestran que la MXA es más efectiva que la MRX en la identificación de las deformidades vertebrales moderadas y severas, con una sensibilidad de hasta 81% para deformidades grado 2 comparada con el 22% de sensibilidad para las de grado 1 (Rea, 2000). En ocasiones la combinación de obesidad con DMO muy baja y múltiples fracturas puede hacer imposible realizar este tipo de estudios.

Aún cuando la calidad de las imágenes por MXA es claramente inferior a la de una RxC, esta técnica tiene ciertas ventajas sobre ella, como por ejemplo la adquisición de toda la columna en una sola imagen, la eliminación de la magnificación no lineal inducida por los rayos-X y la substancial menor dosis de radiación recibida por el paciente. Estas ventajas hacen de la MXA una técnica potencialmente útil, relativamente rápida y de baja radiación para identificar deformidades vertebrales.

6. Monitorización y seguimiento de los pacientes con osteoporosis y FrOP

6.1 Monitorización y seguimiento por densitometría

El control densitométrico de los pacientes, tanto si están o no en tratamiento, no debe realizarse antes del año, ya que debido al propio coeficiente de variabilidad de la técnica, situado entre el 1% y el 3%, no seremos capaces de identificar cambios significativos entre mediciones efectuadas en intervalos inferiores de tiempo. El objetivo en estos casos es detectar pérdidas aceleradas de masa ósea mayores que el mínimo cambio significativo (MCS) siendo éste igual a 2,77 por la reproductibilidad del aparato. Otra fórmula para conocer si los cambios en la DMO durante el seguimiento densitométrico de un paciente son significativos o no es observar que la variación obtenida entre ambas mediciones expresada en porcentaje es mayor que el producto de 1.96 por la DE que nos proporciona el propio aparato.

Para monitorizar y seguir a los pacientes mediante DEXA se prefiere la proyección PA de columna lumbar por presentar mayores cambios de DMO a lo largo del tiempo.




6.2 Monitorización y seguimiento por marcadores de remodelado

Los MRO conjuntamente con otros datos clínicos pueden ser útiles para detectar pacientes con riesgo de osteoporosis y fractura osteoporótica. No obstante, la correlación de los marcadores de resorción ósea con los valores de la DMO en mujeres posmenopáusica, aunque significativa, es muy modesta (-0,3 a -0,5). Por tanto, aunque las mujeres con osteoporosis tiene valores más altos de marcadores que las controles sanas, por su elevado error no se pueden utilizar para estimar la pérdida de masa ósea ni para diagnosticar la presencia de osteoporosis (Jódar, 2003; Cons, 2003; Gómez de Tejada, 2006; del Pino, 2009).

No obstante una concentración elevada de marcadores de resorción ósea sí es un factor de riesgo de fractura osteoporótica independiente de los valores de DMO (riesgo relativo mayor de 2) (Garnero, 1996; Melton, 1997)

Los MRO pueden resultar útiles para realizar un seguimiento evolutivo de la enfermedad y para valorar la respuesta al tratamiento.

7. Resumen

Si bien el remodelado óseo y la DMO resultan fácilmente medibles respectivamente mediante análisis de los marcadores de formación y de resorción ósea y de técnicas densitométricas convencionales no invasivas como la Absorciometría por Rayos-X de Doble Energía (DEXA), el problema fundamental de la calidad ósea radica en cómo medirla, siendo preciso utilizar diferentes técnicas diagnósticas para evaluar cada uno de los factores que componen esta variable (Figura 1).

La Absorciometría por Rayos-X de Doble Energía (DEXA) determina la DMO en gr/cm2, con una reproducibilidad suficiente para que ser empleada de manera habitual en la práctica clínica como método de diagnóstico y de seguimiento de la osteoporosis. El principio de esta técnica es generar una imagen digitalizada en función de la atenuación de dos haces colimados de rayos-X de alta y baja energía. Generalmente se analizan mediante esta técnica la columna lumbar en proyección postero-anterior (PA) y la extremidad proximal del fémur. En la columna lumbar AP se suele determinar la DMO de la segunda, tercera y cuarta vértebras lumbares y un promedio de todas ellas. En la cadera se puede determinar la DMO del cuello femoral, del triángulo de Ward, del trocánter mayor, de la región intertrocantérica y de la cadera total. En la actualidad la valoración de la DMO en el triángulo de Ward no se utiliza para el diagnóstico de osteoporosis. El valor de la DMO del cuello femoral total se tiende a utilizar como estándar para el diagnóstico de osteoporosis.

La Tomografía Computerizada Cuantitativa (Q-CT) es la única técnica densitométrica no invasiva capaz de evaluar la DMO real del hueso trabecular y cortical en cualquier localización del esqueleto.




El Ultrasonido Cuantitativo (QUS) evalúa la atenuación de las diferentes longitudes de onda de los ultrasonidos y su velocidad de transmisión a través de los tejidos blandos y óseos, obteniéndose mediante este principio parámetros como la velocidad del sonido (Speed of Sound, SOS: m/seg); la atenuación ultrasónica de banda ancha (Broadband Ultrasound Attenuation, BUA: dB/mHz); el índice cuantitativo ultrasónico (Quantitative Ultrasound Index, QUI) y la DMO estimada (estimated BMD, BMDs: g/cm2). La mayor parte de los aparatos ultrasonográficos estudian el calcáneo por ser un hueso muy accesible y manejable y por estar constituido en el 90% por hueso trabecular. Los QUS, no son apropiados para el seguimiento ni para la monitorización postratamiento de los pacientes con osteoporosis.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) establece cuatro categorías diferentes dependiendo de la puntuación T obtenida con dicha prueba:

4. Normal, cuando la puntuación T es superior a -1 DE

5. Osteopenia, cuando la puntuación T está entre las -1 y las -2,5 DE

6. Osteoporosis, cuando la puntuación T es igual o inferior a las -2,5 DE

7. Osteoporosis grave (establecida), cuando la puntuación T es igual o inferior a las -2,5 DE en presencia de una o más fracturas por fragilidad.

Debido a que los métodos de evaluación de la masa ósea no son capaces de analizar en su totalidad las alteraciones arquitecturales que ocurren en el hueso trabecular y cortical como consecuencia de la edad, de la menopausia o de las enfermedades del metabolismo óseo, ni a que tampoco son capaces de predecir completamente la aparición de fracturas por fragilidad, ni de explicar en su totalidad los efectos terapéuticos que tienen los fármacos antiosteoporóticos sobre el hueso, han ido desarrollándose progresivamente diferentes técnicas de imagen capaces de evaluar factores relacionados con la calidad ósea e involucrados en la resistencia total del hueso. Pero a pesar de este importante avance todavía queda por resolver si esta información supone o no ventajas desde el punto de vista clínico frente a la densitometría, y si realmente es necesario aportar o no conjuntamente con la DMO una serie de parámetros arquitecturales y de composición que supongan una evaluación más específica de la bondad cualitativa y biomecánica de la reserva ósea en situaciones clínicas como la osteoporosis. De la misma manera, y por el momento, ninguna de las aproximaciones cualitativas al diagnóstico de la osteoporosis ha demostrado ser superior a la determinación de la DMO por DEXA, como variable predictora de fractura osteoporótica.

El remodelado óseo puede valorarse de forma indirecta mediante la determinación de los marcadores del remodelado óseo (MRO), una serie de sustancias que pueden analizarse en sangre y/o en orina y que reflejan el grado de actividad de este proceso.

Los marcadores de formación ósea más importantes son la Fosfatasa alcalina total (FAT, ALP), la isoenzima ósea de la fosfatasa alcalina (FAO, BAP, BSAP, BALP), la osteocalcina o “bone gla-protein” (OC, DGP,GLA), el propéptido carboxiterminal del procolágeno 1 (PICP) y el propéptido aminoterminal del procolágeno 1 (PINP).




Los marcadores de resorción ósea más importantes son al fosfatasa ácida tartrato resistente en suero (FART, TRAP), la hidroxiprolina (OH-Pro), la piridinolina (Pir) y deoxipiridinolina (Dpir) libres, el telopéptido carboxiterminal del colágeno 1 con puentes de piridinolina en suero (ICTP), el telopéptido aminoterminal del colágeno 1 con puentes de piridinolinaen suero y en orina (NTX), el telopéptido carboxiterminal de la cadena alfa 1 del colágeno 1 en suero y en orina (ß-Cross-Laps, CTX) y el cociente calcio/creatinina.

En la Osteoporosis de metabolismo elevado está incrementada la actividad de los osteoclastos, por lo que predomina fisiopatológicamente el proceso de resorción ósea. En orina y suero es posible por tanto detectar niveles elevados de marcadores de resorción como de formación ósea. Responde a este tipo fisiopatológico la osteoporosis posmenopáusica o tipo I, en la que el déficit estrogénico sería el responsable de la alta tasa de remodelado.

En la Osteoporosis de metabolismo bajo, los osteoblastos son incapaces de formar hueso mientras que los osteoclastos realizan la resorción ósea a una velocidad normal o incluso ligeramente disminuida, razón por la cuál predomina la pérdida progresiva de masa ósea. Los marcadores de resorción ósea son similares a los que se observan antes de la menopausia, mientras que los de formación están en unos niveles muy bajos, indicando la deficiencia en la formación de hueso. Responde a este tipo fisiopatológico la osteoporosis involutiva senil o tipo II, en la que alteraciones osteoblasto dependientes asociadas a una deficitaria ingestión de calcio y al hiperparatiroidismo secundario que ello conlleva, producen por un lado una disminución progresiva en la cantidad de hueso formada y, por otro, una insuficiencia para reemplazar la cantidad total de hueso resorbido.

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