Osteoporose onderzoek door middel van perifeer kwantitatieve computer tomografie (pQCT).

ERGO is een langlopend epidemiologisch bevolkingsonderzoek in de algemene
oudere populatie, uitgevoerd door de afdeling Epidemiologie van het Erasmus
MC[1]. De doelstelling van de ERGO studie is om determinanten van ziekte en
invaliditeit te bestuderen bij personen van 45 jaar en ouder.
Musculoskeletale aandoeningen zijn de meest voorkomende oorzaken van ernstige
acute en chronische pijn en lichamelijke beperking. Deze ziekte treft
honderden miljoenen mensen over de hele wereld, brengt hoge kosten met zich mee
(ongeveer 3% van het bruto nationaal product wereldwijd[2]) en is de op een na
belangrijkste ziekte die bijdraagt aan het aantal levensjaren met een ernstige
beperking[3]. Osteoporose is een systemische aandoening van de botten waarbij
de mechanische sterkte van het skelet vermindert. Het gevolg is dat fracturen
kunnen optreden bij traumata die onder normale omstandigheden niet zouden
resulteren in botbreuken. De heupen, de wervels en de polsen zijn hierbij het
meest voorkomende fractuur plaatsen. Osteoporose komt meer voor bij vrouwen dan
bij mannen en is een aandoening die sterk leeftijdsgebonden is. Eén op drie
vrouwen en één op de vijf mannen wereldwijd ontwikkelt osteoporose, en de
prevalentie neemt snel toe met het stijgen van de leeftijd. Osteoporose leidt
wereldwijd mogelijk tot 9 miljoen fracturen per jaar. Het life-time risico voor
een osteoporotische fractuur is 30% met als gevolg immobiliteit, bijkomende
co-morbiditeit en hoge mortaliteit. Ongeveer 20% van de ouderen met een heup
fractuur komt binnen een jaar na de breuk te overlijden, Zij die een dergelijke
fractuur overleven zijn vaak aanzienlijk geïnvalideerd en hebben een
verminderde levensverwachting. Osteoporose gaat vaak gepaard met andere
processen die beperkingen veroorzaken zoals sarcopenie (geleidelijk verlies van
spiermassa en spierkracht met het ouder worden) en frailty Osteoporose en de
bijbehorende sarcopenie en frailty zijn geassocieerd met een toename van
valincidenten, ziekenhuisopnames, opnames in verpleegtehuizen en mortaliteit.
Dit alles heeft daarnaast economische gevolgen voor de maatschappij. In Europa
zijn de geschatte totale kosten van musculoskeletale aandoeningen grotendeels
indirect. Werkgevers worden geconfronteerd met ziekteverzuim, verminderde
productiviteit en personeelsverloop. Gezinnen hebben verminderde inkomsten,
vervroegde uittreding uit het werkzame leven en een grote afhankelijkheid van
zorg en uitkeringen[3].
Osteoporose wordt tot nu toe operationeel vastgesteld door middel van het
bepalen van de botmineraaldichtheid (BMD). De BMD meting op zichzelf is
desondanks niet optimaal om mensen met een hoog factuurrisico te detecteren.
Hoewel het fractuur risico bij een lage BMD hoog is (hoge specificiteit) is het
fractuurrisico zeker niet verwaarloosbaar bij een normale BMD (lage
sensitiviteit)[4]. Dit heeft te maken met de multifactoriële etiologie van
osteoporose en botbreuken. Bij een bepaalde BMD waarde (Figuur 1), kunnen een
groot aantal skeletale sub-componenten aanwezig zijn[5], met belangrijke
verschillen in grootte, vorm, mineralisatie, materiaal distributie, corticale
dikte, trabeculaire inhoud en sterkte-eigenschappen en alle gepaard gaande met
verschillen in onderliggende genetische en pathofysiologische mechanismen.
Onderzoek van al deze componenten zou de verschillen kunnen verklaren die zijn
gevonden tussen de verschillende klinische trials, tussen medicamenteuze
behandelingen, en het effect op het fractuurrisico en BMD verhoging[6].De
afgelopen jaren is de nadruk van klinisch onderzoek komen te liggen op
toepassen van hoge-resolutie beeldvormende technieken om botkwaliteit te kunnen
beoordelen in aanvulling op de meting van de botdichtheid[7]. Botkwaliteit
heeft te maken met trabeculaire en corticale botmicro-architectuur,
botomzetting, mineralisatie, en cellulariteit, Deze 3-D eigenschappen kunnen
niet gemeten worden met de DEXA, een 2-D apparaat. Gecomputeriseerde tomografie
(CT) scanning is een van de technieken die hogere ruimtelijke resolutie en een
betere afbakening van botarchitectuur kunnen weergeven[7]. De beperkingen van
de DEXA metingen kunnen hiermee omzeild worden. Volumetrische CT heeft echter
beperkingen in de zin van hoge kosten, toegankelijkheid en blootstelling aan
straling. Daarom is perifeer kwantitatieve gecomputeriseerde tomografie (pQCT)
uitgegroeid tot de methode van eerste keuze in grootschalige onderzoeken [8,
9]. Deze methode is snel, vereist geen externe radiologische afscherming
(stralingsblootstelling < 0.001 mSV) en is zeer reproduceerbaar [10]. De
trabeculaire architectuur en afname van de corticale dichtheid afname zijn
hiermee goed vast te stellen bij mensen met osteoporose en wordt weerspiegeld
door de sterkte indices gemeten met pQCT. Corticale bot parameters die gemeten
kunnen worden met de pQCT zijn volumetrische BMD, de omtrek van periost en
corticale dikte. De gouden standaard voor metingen van het trabeculaire bot qua
hoeveelheid, onderlinge samenhang en samenhang met omgevende weefsels is echter
MRI of hoge resolutie pQCT. Desondanks is het trabeculaire vBMD zoals gemeten
wordt met pQCT sterk gecorreleerd met de ratio het totale bot
volume:trabeculair bot volume (BV/TV) en kan gebruikt worden als een
betrouwbare proxy [11].

Deze aanvraag betreft het toevoegen van peripheral Quantitative Computed
Tomography (pQCT) onderzoek binnen het ERGO studie. In het ERGO onderzoek wordt
al sinds het begin in 1990 onderzoek gedaan naar osteoporose binnen de algemene
populatie. Als maat van osteoporose wordt gebruikt gemaakt van een DEXA-scanner
waarmee de botmineraaldichtheid (BMD of Bone Mineral Density) wordt
vastgesteld. Nadeel hiervan is dat een 2-dimensionele techniek is. Botkenmerken
zoals trabeculaire en corticale architectuur, bot turnover, mineralisatie en
cellulariteit kunnen hiermee niet bestudeerd worden. We willen het onderzoek nu
uitbreiden met peripheral quantitative computerized tomography (pQCT). Dit is
een 3-D techniek die in toenemende mate wordt toegepast in het onderzoek naar
kenmerken van bot en spierweefsel van de proximale tibia.

Met de pQCT 3D scanning techniek willen we meer inzicht krijgen in de
botkwaliteit de eventuele de ontwikkeling en progressie van osteoporose. Met de
huidige technieken om botdichtheid te bepalen wordt de diagnose osteoporose
veelal te laat gesteld. De botsterkte moet al aanzienlijk zijn afgenomen
voordat er voldaan wordt aan de geldende botdichtheidscriteria voor
osteoporose. Door de implementatie van de hoge resolutie beeldvormende
technieken kan men eerder parameters identificeren/detecteren die invloed
hebben op de bot structuur en kwaliteit en die kunnen helpen bij de predictie
van osteoporose en fracturen. Het is van het grootste belang dat dit kan
gebeuren op een moment dat de gevolgen van de aandoening nog omkeerbaar zijn.
Met het pQCT onderzoek willen we ook bijdragen aan de ontwikkeling van een
robuustere definitie van osteoporose, de determinanten hiervan en het
vaststellen van betere prevalentie en incidentiecijfers. Uiteindelijk wil dit
onderzoek binnen de ERGO Studie een bijdrage leveren aan het ontwikkelen van
preventieve maatregelen voor het optimaliseren van de musculoskeletale
gezondheid om osteoporose in de toekomst te kunnen voorkomen dan wel uit te
stellen.

Het ERGO-onderzoek omvat ongeveer 15.000 deelnemers in de leeftijd van 45 jaar
en ouder. Gedurende drie dagen per week zullen er in het ERGO
gezondheidscentrum in Ommoord, musculoskeletaal onderzoek worden verricht. Per
dag zullen 12-15 deelnemers worden onderzocht. Uitgaande van het feit dat het
ERGO gezondheidscentrum 46 weken per jaar is geopend, zullen er na 1 jaar in
ieder geval 1.656 deelnemers zijn onderzocht. De pQCT foto*s zullen worden
uitgevoerd door getrainde onderzoekers/medewerkers werkzaam bij het
ERGO-onderzoek van het Erasmus MC. De onderzoeker/medewerker hebben allen een
radiologische training ondergaan. Dit onderzoek zal in totaal circa 4 minuten
per deelnemer duren. De deelnemer neemt plaats op een stoel waarbij hij/zijn
rechter onderbeen door het apparaat steekt. Het onderbeen wordt net iets onder
de knie gefixeerd, Hierdoor wordt het onderbeen centraal, horizontaal en
evenwijdig met de richting van het apparaat gepositioneerd en ondersteund
gehouden. Een marginale stralingsbelasting voor een deelnemer zal in totaal
1,2µSv (0,01mSV) zijn voor het maken van 4 pQCT foto*s van de proximale tibia.
Deze effectieve dosis valt binnen de ICRP 103 richtlijnen, categorie 1: < 0,1
mSv, waarbij de onderzoeksdoeleinde bedoeld is ter vergroting van de medisch
wetenschappelijk kennis

Een deelnemer zal in totaal een marginale effectieve dosis van 1,2µSv (0,01mSV)
ontvangen bij het maken van 4 pQCT foto*s. Dit valt ver binnen de gestelde ICRP
103 richtlijn categorie 1: < 0,1 mSv, waarbij de onderzoeksdoeleinde vergroting
van de medisch wetenschappelijk kennis is.
De ontvangen effectieve dosis zal naar verwachting geen gezondheidsklachten
teweeg brengen.