Προσδιορισμός απεικονιστικού δείκτη για τη διαφορική διάγνωση οστεονέκρωσης, οστεοακτινονέκρωσης, οστεομυελίτιδας και μεταστατικής νόσου των γνάθων

Abstract

DEVELOPMENT OF A RADIOGRAPHIC INDEX FOR THE DIFFERENTIAL DIAGNOSIS OF OSTEONECROSIS, OSTEORADIONECROSIS, OSTEOMYELITIS, AND METASTATIC DISEASE OF THE JAWS INTRODUCTION Medication-related osteonecrosis of the jaws (MRONJ) is a serious complication associated with the administration of bisphosphonates, antiangiogenic agents, or other medications. Osteoradionecrosis is an iatrogenic disease that occurs as a complication in patients who have undergone radiation therapy to the head and neck. Osteomyelitis is an inflammatory process of the bone marrow in the jaws involving the overlying bone cortex and periosteum, categorized into acute and chronic pyogenic osteomyelitis and diffuse sclerosing osteomyelitis. Metastatic disease of the jaws is common in patients with advanced solid tumors. Although these four pathological conditions have distinct etiopathogenesis and therapeutic approaches, their radiographic appearance often overlaps. AIM The primary objective of the first part of this study (Study 1) is to document and evaluate the radiographic findings in patients with MRONJ, osteoradionecrosis, osteomyelitis, and metastatic disease using Cone Beam Computed Tomography (CBCT). This part of the study aims to assess the presence and extent of radiographic findings, to identify imaging features that may differentiate these four disease entities, and, finally, to propose a new Composite radiographic index (CRIm) in order to contribute to their differential diagnosis. The secondary objective of the study (Study 2) is to examine the application and reliability of the proposed CRIm index in diagnosed patients presenting for diagnosis and treatment of the aforementioned conditions, as well as to investigate the correlation between imaging findings and CRIm values with the clinical stage of patients diagnosed with MRONJ. MATERIAL AND METHODS Study 1This retrospective study assessed archived material from the database of the Dental School of the National and Kapodistrian University of Athens (NKUA) and a private imaging center. The study included patients referred for CBCT imaging at the Oral Diagnosis and Radiology Clinic of NKUA and the private imaging center during the period 2006–2019. The initial search in both databases included 38,797 CBCT scans, among which 420 scans were identified with a final diagnosis of MRONJ, osteoradionecrosis, osteomyelitis, or jaw metastasis. After applying selection and exclusion criteria as described below, the final sample size consisted of 335 CBCT scans of the above conditions, which were included and evaluated. Patients with confirmed clinical or histological diagnoses of these diseases and CBCT which depicted the whole maxilla and/or mandible were included. Patients with unconfirmed final diagnoses or sinus/nasal pathologies due to other causes were excluded. In cases with findings in both jaws, each jaw was evaluated separately. Reexaminations of the same patients were excluded, unless there was a disease progression which provided new radiographic features. Composite Radiographic Index modified This study modified the Composite Radiographic Index (CRI) proposed by Walton K et al. in 2019, which assessed four radiographic features (osteosclerosis, osteolysis, periostealreaction, and sequestration). Two additional radiographic features were added. The modified CRIm (Composite Radiographic Index modified) evaluates six radiographic findings: A) lytic changes, B) sclerosis, C) periosteal bone formation, D) sequestration, E) non –healing extraction sockets and other findings which included: i) sinus implication, ii) inferior alveolar canal involvement and iii) jaw fracture. Non – healing extraction sockets were evaluated only when included within or adjacent to the underlying lesion. The radiographic findings A, B, C, D and E were scored as follows: 0: Absent, 1: Localized when there was a single lesion less than 1 cm, 2: Extensive when the single lesion extended beyond 1 cm or in the presence of multiple lesions and the radiographic findings F were scored as follows: 0 Absent, 1 Present. The total CRIm score ranges from 0 to 12. Patients were classified into three categories based on their scores: Low CRIm (0–3), Medium CRIm (4–8), High CRIm (9–12). Two observers evaluated blindly all the CBCT scans in the same monitor, under the same viewing conditions. Both observers were trained and calibrated prior to the evaluation. In cases of disagreement between the two observers, a third observer evaluated the CBCT scans with the same viewing conditions. Study 2This retrospective study used archived material from the database of the Dental School of NKUA. It included patients referred for CBCT to the Oral Diagnosis and Radiology Clinic during the period 2019–2023. The final sample size consisted of 61 CBCT scans of MRONJ, osteoradionecrosis, osteomyelitis, or jaw metastasis, which were included and evaluated. 85% of the sample consisted of 52 CBCT scans of MRONJ, 7 CBCT scans of osteoradionecrosis (11%), 1 CBCT scan of osteomyelitis (2%), and 1 CBCT scan of metastatic disease (2%). Further statistical analysis was not performed, as the sample was characterized by heterogeneity due to the small number of patients with osteoradionecrosis, osteomyelitis, and metastatic disease. Clinical staging for every patient (Stage 0-3) was provided by the Department of Oral Pathology & Hospital Dentistry according to the guidelines of Ruggiero SL et al. 2022. The selection and exclusion criteria, the application of the CRIm index, and the evaluation by the observers were identical to those performed in Study 1.RESULTSIn Study 1, osteolysis was the most frequent radiographic finding (>90%) in all four pathological conditions, followed by osteosclerosis, primarily in MRONJ (72.8%) and osteomyelitis (76.2%). Metastasis showed the lowest mean CRIm score compared to the other three conditions. Statistically significant differences in mean CRIm scores were observed between cases of MRONJ-metastasis and osteomyelitis-metastasis (Bonferroni p-value<0.001). In Study 2, a statistically significant correlation was observed between clinical stage and radiographic findings of osteolysis, sequestration, and inferior alveolar canal involvement. Additionally, a significant correlation was found between clinical stage and CRIm index classification. Comparative analysis between Study 1 and Study 2 showed no statistically significant differences in mean CRIm scores between the two study samples. DISCUSSION/CONCLUSIONS Medication related osteonecrosis of the jaws, osteoradionecrosis, osteomyelitis, and metastatic disease of the jaws are four pathological conditions with distinct etiopathogenesis but shared radiographic features. The predominance of certain radiographic findings in one or more of these conditions significantly aids in their differential diagnosis, enhancing the reliability and utility of the CRIm index. Cumulative radiographic findings seem to provide a more objective approach, better reflected in the new modified CRIm index. The distribution of CRIm scores according to the clinical stage of MRONJ indicates a progressive increase in CRIm as clinical stages advance, suggesting a correlation between clinical and radiographic features of medication related osteonecrosis of the jaws. The CRIm index appears to be a valid tool for assessing medication related osteonecrosis of the jaws progression by estimating the extent of bone involvement.

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΙΚOY ΔΕΙΚΤH ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗ ΔΙΑΓΝΩΣΗ ΟΣΤΕΟΝΕΚΡΩΣΗΣ, ΟΣΤΕΟΑΚΤΙΝΟΝΕΚΡΩΣΗΣ, ΟΣΤΕΟΜΥΕΛΙΤΙΔΑΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΤΑΤΙΚΗΣ ΝΟΣΟΥ ΤΩΝ ΓΝΑΘΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η οστεονέκρωση των γνάθων από λήψη φαρμάκων αποτελεί μια σοβαρή επιπλοκή, η οποία σχετίζεται με τη χορήγηση διφωσφονικών και αντιαγγειογενετικών ή άλλων φαρμάκων. Η οστεοακτινονέκρωση είναι ιατρογενής νόσος που εκδηλώνεται ως επιπλοκή σε ασθενείς που έχουν υποβληθεί για θεραπευτικούς λόγους σε ακτινοβολία της κεφαλής και του τραχήλου. Η οστεομυελίτιδα είναι μια φλεγμονώδης διεργασία του μυελού των οστών των γνάθων με εμπλοκή των υπερκείμενων οστικών πετάλων και του περιόστεου και διακρίνεται σε οξείακαι χρόνια πυογόνο οστεομυελίτιδα και διάχυτη σκληρυντική οστεομυελίτιδα. Η μεταστατική νόσος των γνάθων είναι συχνή σε ασθενείς με προχωρημένους συμπαγείς όγκους. Παρόλο που και οι τέσσερις παθολογικές καταστάσεις έχουν ξεχωριστή αιτιοπαθογένεια και διαφορετική θεραπευτική προσέγγιση, η ακτινογραφική τους εικόνα συχνά ομοιάζει και περιπλέκει τη διαφορική διάγνωση. ΣΚΟΠΟΣ Ο σκοπός της παρούσας ερευνητικής εργασίας είναι (Μελέτη 1): η καταγραφή και αξιολόγηση των απεικονιστικών ευρημάτων σε ασθενείς με οστεονέκρωση από λήψη φαρμάκων, οστεοακτινονέκρωση, οστεομυελίτιδα και μεταστατική νόσο των γνάθων με τη βοήθεια της Υπολογιστικής Τομογραφίας Κωνικής Δέσμης. Η μελέτη στοχεύει να αξιολογήσει την παρουσία και την έκταση των ακτινογραφικών ευρημάτων, να εντοπίσει τα ακτινογραφικά ευρήματα που ενδέχεται να διαφοροποιούν τα τέσσερα αυτά νοσήματα και, τέλος, να προτείνει ένα νέο απεικονιστικό δείκτη (CRIm), με στόχο τη συμβολή στη διάγνωση αυτών των νοσημάτων. Στο δεύτερο μέρος της έρευνας (Μελέτη 2): ο έλεγχος της εφαρμογής και αξιοπιστίας του απεικονιστικού δείκτη CRIm σε νέους ασθενείς που θα προσέρχονται για διάγνωση και θεραπευτική αντιμετώπιση με τα παραπάνω νοσήματα καθώς και η συσχέτιση των απεικονιστικών ευρημάτων και του δείκτη CRIm με το κλινικό στάδιο των ασθενών με οστεονέκρωση της γνάθου από λήψη φαρμάκων. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Μελέτη 1 Πρόκειται για μια αναδρομική μελέτη με την οποία πραγματοποιήθηκε χρήση αρχειακού υλικού από το αρχείο της Οδοντιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ και ενός ιδιωτικού ακτινολογικού ιατρείου. Η μελέτη αφορά ασθενείς που παραπέμφθηκαν για εξέταση CBCT στην Κλινική της Διαγνωστικής και Ακτινολογίας Στόματος και στο ιδιωτικό ακτινολογικό ιατρείο κατά την περίοδο 2006-2019. Η αρχική αναζήτηση στις δύο βάσεις δεδομένων περιλάμβανε 38.797 εξετάσεις CBCT εκ των οποίων ανευρέθηκαν 420 με τελική διάγνωση οστεονέκρωση από λήψη φαρμάκων, οστεοακτινονέκρωση, οστεομυελίτιδα και μεταστατική νόσο των γνάθων. Μετά την εφαρμογή των κριτηρίων επιλογής και αποκλεισμού που περιγράφονται παρακάτω το τελικό μέγεθος του δείγματος αποτέλεσαν 335 εξετάσεις CBCT οστεονέκρωσης, οστεοακτινονέκρωσης, οστεομυελίτιδας και μεταστατικής νόσου των γνάθων οι οποίες συμπεριλήφθηκαν και αξιολογήθηκαν. Στην παρούσα μελέτη συμπεριελήφθησαν ασθενείς με επιβεβαιωμένη κλινική ή ιστολογική διάγνωση των παραπάνω νοσημάτων και με εξέταση CBCT τουλάχιστον μίας ολόκληρης γνάθου ενώ αποκλείστηκαν ασθενείς με μη επιβεβαιωμένη διάγνωση και ασθενείς με παθολογία των ιγμορείων άντρων/ρινός οφειλόμενη σε άλλα αίτια. Στις περιπτώσεις ασθενών με ευρήματα και στις δύο γνάθους, η κάθε γνάθος αξιολογήθηκε χωριστά. Οι επανεξετάσεις των ίδιων ασθενών αποκλείστηκαν, εκτός εάν υπήρχε εξέλιξη στη βαρύτητα της νόσου και προκύπταν νέα απεικονιστικά ευρήματα. Προσδιορισμός προτεινόμενου απεικονιστικού δείκτηΣτην παρούσα έρευνα πραγματοποιήθηκε μία τροποποίηση του απεικονιστικού δείκτη CRI (Composite Radiographic Index) που προτάθηκε από τους Walton Κ και συν 2019 ο οποίος μελετούσε τέσσερα απεικονιστικά ευρήματα (οστεοσκλήρυνση, οστεόλυση, αντίδραση περιοστέου, απολυματοποίηση) με την εισαγωγή δύο επιπλέον απεικονιστικών ευρημάτων. Ο τροποποιημένος δείκτης CRIm (Composite Radiographic Index modified) αξιολογεί έξι απεικονιστικά ευρήματα: Α) οστεόλυση, Β) οστεοσκλήρυνση, Γ) περιοστική εναπόθεση, Δ) οστικά απολύματα, Ε) μετεξακτικά φατνία και ΣΤ) λοιπά ευρήματα: i)κατάληψη ιγμορείου άντρου, ii)αλλοίωση σε επαφή με το κάτω φατνιακό νεύρο και iii)παθολογικό κάταγμα γνάθου. Τα μετεξακτικά φατνία αξιολογήθηκαν μόνο όταν ήταν εντός της υποκείμενης αλλοίωσης ή σε γειτνίαση με αυτήν. Τα απεικονιστικά ευρήματα Α,Β,Γ,Δ,Ε έλαβαν τιμές όπου ορίζονται ως: 0 απουσία ευρημάτων, 1 παρουσία ευρημάτων σε έκταση έως ένα εκατοστό, 2 παρουσία ευρημάτων σε έκταση μεγαλύτερη του ενός εκατοστού ή παρουσία πολλαπλών ευρημάτων. Τα ευρήματα ΣΤ έλαβαν τιμές όπου ορίζονται ως: 0 απουσία ευρήματος, 1 παρουσία ευρήματος. Η συνολική βαθμολογία του δείκτη CRIm αποδίδει ένα θεωρητικό εύρος που κυμαίνεται από 0-12. Κατόπιν πραγματοποιήθηκε ταξινόμηση των ασθενών σε τρεις ομάδες βάσει βαθμολογίας: Χαμηλό CRIm (0-3), Μέσο CRIm (4-8) , Υψηλό CRIm (9-12). Όλες οι εξετάσεις CBCT μελετήθηκαν και αξιολογήθηκαν ανεξάρτητα από δύο παρατηρητές οι οποίοι αξιολόγησαν τυφλά τα περιστατικά ως προς τη διάγνωση. Οι παρατηρητές εκπαιδεύτηκαν μαζί ως προς τη μεθοδολογία και την καταγραφή των απεικονιστικών ευρημάτων κάθε κατηγορίας στην ίδια οθόνη ηλεκτρονικού υπολογιστή και κάτω από τις ίδιες συνθήκες μελέτης. Σε περιπτώσεις διαφωνίας, ένας τρίτος παρατηρητής έμπειρος ειδικός στη Στοματική και Γναθοπροσωπική Ακτινολογία, αξιολόγησε τις εξετάσεις CBCT με τις ίδιες συνθήκες μελέτης. Μελέτη 2 Πρόκειται για μια αναδρομική μελέτη με την οποία πραγματοποιήθηκε χρήση αρχειακού υλικού από το αρχείο της Οδοντιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ. Η μελέτη αφορά ασθενείς που παραπέμφθηκαν για Υπολογιστική Τομογραφία Κωνικής Δέσμης (CBCT) στην Κλινική της Διαγνωστικής και Ακτινολογίας Στόματος κατά την περίοδο 2019-2023. Μετά την εφαρμογή των κριτηρίων επιλογής και αποκλεισμού το τελικό μέγεθος του δείγματος αποτέλεσαν 61 εξετάσεις CBCT οστεονέκρωσης από λήψη φαρμάκων, οστεοακτινονέκρωσης, οστεομυελίτιδας και μεταστατικής νόσου των γνάθων. Το 85% ήταν 52 εξετάσεις CBCT οστεονέκρωσης από λήψη φαρμάκων, 7 εξετάσεις CBCT οστεοακτινονέκρωσης (11%), 1 εξέταση CBCT οστεομυελίτιδας (2%) και 1 εξέταση CBCT μεταστατικής νόσου (2%). Δε διενεργήθηκε περαιτέρω στατιστική ανάλυση, καθώς το δείγμα χαρακτηριζόταν από ανομοιογένεια λόγω του μικρού αριθμού ασθενών με οστεοακτινονέκρωση, οστεομυελίτιδα και μεταστατική νόσο. Η κλινική σταδιοποίηση κάθε ασθενούς με οστεονέκρωση της γνάθου από λήψη φαρμάκων (κλινικό στάδιο 0-3) καθορίστηκε από την Κλινική Στοματολογίας & Νοσοκομειακής Οδοντιατρικής σύμφωνα με τις κατευθυντήριες γραμμές των Ruggiero SL και συν. 2022. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε ως προς τα κριτήρια επιλογής καιαποκλεισμού των εξετάσεων CBCT, της εφαρμογής του δείκτη CRIm και της αξιολόγησης των παρατηρητών ήταν όμοια με της Μελέτης 1. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Στα αποτελέσματα της Μελέτης 1 παρατηρήθηκε ότι η οστεολυτική αλλοίωση αποτέλεσε το πιο συχνό απεικονιστικό εύρημα σε ποσοστό άνω 90% και για τα τέσσερα νοσήματα ενώ η οστεοσκλήρυνση ήταν το δεύτερο πιο συχνό απεικονιστικό εύρημα κυρίως για την οστεονέκρωση από λήψη φαρμάκων (72,8%) και για την οστεομυελίτιδα (76,2%). Η μεταστατική νόσος παρουσίασε τη χαμηλότερη μέση τιμή CRIm συγκριτικά με τα άλλα τρία νοσήματα. Η μέση τιμή του CRIm διαφέρει σε βαθμό στατιστικά σημαντικό ανάμεσα σε περιστατικά οστεονέκρωσης-μεταστατικής νόσου και οστεομυελίτιδας-μεταστατικής νόσου (Bonferroni p-value <0.001). Στα αποτελέσματα της Μελέτης 2 Παρατηρείται στατιστικά σημαντική συσχέτιση του κλινικού σταδίου με την οστεόλυση, την απολυματοποίηση και την αλλοίωση σε επαφή με το κάτω φατνιακό νεύρο. Παρατηρήθηκε επίσης στατιστικά σημαντική συσχέτιση του κλινικού σταδίου με την ταξινόμηση του δείκτη CRIm. Στη συγκριτική ανάλυση της Μελέτης 1 και Μελέτης 2 δεν προκύπτει στατιστικά σημαντική διαφοροποίηση της μέσης τιμής του δείκτη CRIm μεταξύ του δείγματος των δύο μελετών. ΣΥΖΗΤΗΣΗ/ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η οστεονέκρωση της γνάθου από φάρμακα, η οστεοακτινονέκρωση, η οστεομυελίτιδα και η μεταστατική νόσος των γνάθων είναι τέσσερεις παθολογικές καταστάσεις με διαφορετική αιτιοπαθογένεια αλλά με κοινά απεικονιστικά χαρακτηριστικά. Η αυξημένη συχνότητα εμφάνισης συγκεκριμένων απεικονιστικών ευρημάτων σε μία ή περισσότερες εξ΄αυτών μπορεί να συμβάλει σημαντικά στη διαφορική τους διάγνωση, ενισχύοντας την αξιοπιστία και τη χρησιμότητα του δείκτη CRIm. Τα αθροιστικά απεικονιστικά ευρήματα φαίνεται να οδηγούν σε πιο αντικειμενική προσέγγιση η οποία αντικατοπτρίζεται καλυτέρα με το νέο τροποποιημένο δείκτη CRIm. Η κατανομή του δείκτη CRIm σύμφωνα με το κλινικό στάδιο της οστεονέκρωσης της γνάθου από φάρμακα δείχνει μια προοδευτική αύξηση του CRIm καθώς τα κλινικά στάδια εξελίσσονται, υποδεικνύοντας μια συσχέτιση μεταξύ της κλινικής και ακτινογραφικής εικόνας της οστεονέκρωσης. Ο δείκτης CRIm φαίνεται να αποτελεί έναν έγκυρο δείκτη αξιολόγησης της προόδου της οστεονέκρωσης, μέσω της εκτίμησης της έκτασης της εμπλοκής του οστού.