Journal of Reproduction & Infertility

Journal of Reproduction & Infertility

Correlation between DXL and DXA in assessment of bone structure in patients using Levothyroxine

Authors
Rahmatollah Hafezi 1
Zohreh Hamidi 2
Akbar Soltani 2
Abbas Ali Keshtkar 3
1 Department of Physiotherapy, Faculty of Medicine, Baghiat-allah University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2 Endocrinology and Metabolism Research Center (EMRC), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Endocrinology and Metabolism Research Center (EMRC), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran; Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
Abstract
Introduction: Many patients using Levothyroxine, have osteopenia or even osteoporosis by the definition of the World Health Organization based on bone mineral density (BMD). Dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) of femur and spine, the standard method for diagnosis of osteoporosis, needs nonportable devices that are not available everywhere. DXL (DXA of calcaneus) is a mobile and less expensive method for assessing the bone. There is little data about this method's correlation with DXA in patients using Levothyroxine. The present study assessed the value of DXL in detecting changes in bone structure in these patients compared with DXA. Materials and Methods: In a cross-sectional analysis, 62 patients (4 men) with a mean age of 53.32+-10.54 years, were studied. A GE-Lunar device (DPX-MD) used for DXA of the hip (neck and total) and spine. DXA of the calcaneus measured using a Demeteck device. SPSS (10) was used for statistical analysis. Sensitivity and specificity of DXL method were measured with ROC curve. P- Value less than 0.05 were considered significant. Results: The mean age of patients was 53.3210.54 years. Osteoporosis found in 18% of patients in any of the total of femur or L2-L4 regions (6% in total region, 16% in L2-L4 regions). Using DXL, osteoporosis diagnosed in 18% of patients. Using ROC curve, sensitivities of T-score ≤-2.5 of calcaneus for diagnosing of osteoporosis in total of hip and L2-L4 regions were respectively 75% and 60% and specificities were respectively 88.2% and 90.2% .Area under curve of total and spine regions were 0.975 (P-value=0.002) ,0.866 (P-value=0.000), respectively. Conclusion: DXL (DXA of calcaneus) can be recommended for screening of osteoporosis among Levothyroxine user patients. Those suspected of osteoporosis, should be examined by additional DXA measurement for establishment of diagnosis before initiation of therapy.
Keywords
BMD
DXA
DXL
levothyroxine
Osteoporosis

مقدمه

پوکی استخوان امروزه به این ترتیب تعریف می‌شود: «بیماری که با کاهش تراکم استخوان و از دست رفتن کیفیت ریزساختار استخوان شناخته می‌شود که خود منجر به افزایش شکنندگی استخوان و افزایش خطر شکستگی می‌گردد» (1). سازمان جهانی بهداشت پوکی استخوان را به صورت کاهش تراکم استخوان به 5/2 انحراف معیار کمتر از متوسط حداکثر تراکم استخوانی در افراد جوان جامعه تعریف کرده است (2). پوکی استخوان می‌تواند اولیه یا ثانویه باشد.

مشکلات عملکردی تیروئید و پوکی استخوان، هر دو بیماری‌های شایعی، به ویژه در دوران بعد از یائسگی هستند (5-3). هورمون‌های تیروئید نقش مهمی در تشکیل ساختار استخوان دارند (6). بررسی‌های هیستومورفومتری نشان داده است که هورمون‌های تیروئید، اوستئوبلاست‌ها و استئوکلاست‌ها را در استخوان‌های متراکم و اسفنجی تحریک می‌کنند (7). مطالعات آزمایشگاهی نشان می‌‌دهد که پرکاری تیروئید نه تنها واگردش استخوانی را افزایش می‌دهد؛‌ بلکه این کار را به نحوی انجام می‌دهد که جذب استخوان با سرعت بیشتری از تشکیل استخوان صورت می‌گیرد و این مسأله باعث کاهش تراکم استخوان می‌شود (10-8). رابطه عملکرد تیروئید و توده استخوانی در چندین مطالعه مقطعی و حتی آینده نگر بررسی شده است. برخی از این مطالعات مانند یک متاآنالیز بوسیله Wuster (11)، نشان دادند که تراکم معدنی استخوان در بیمارانی که جهت سرکوب هورمون محرک تیروئید (TSH) به طور طولانی مدت لووتیروکسین (L-T4)، مصرف می‌کنند، نسبت به افراد گروه شاهد کاهش می‌یابد (12-15). به هر حال مطالعات دیگر در نشان دادن اثرات مخرب مصرف L-T4 بر روی تراکم استخوان (19-16) یا شیوع شکستگی استخوان (21-20) ناتوان بوده‌اند. به نظر می‌رسد مصرف L-T4 که هورمون محرک تیروئید (TSH) را سرکوب ننماید، اثرات اندکی بر استخوان داشته باشد (25-22). یک مطالعه بزرگ آینده نگر که اخیراً برروی زنان مسن غیر بستری صورت گرفته است، شواهد متقن از این که سطح پایین TSH در خون همراه با تراکم پایین استخوانی یا افزایش کاهش تراکم استخوان است را نشان نداد (4). سنجش تراکم استخوان به روشDXA استاندارد طلایی تشخیص پوکی استخوان می‌باشد؛ اما به نظر می‌رسد به غیر از تراکم استخوان، عوامل دیگری مانند متابولیسم استخوان نیز در شکنندگی استخوان مؤثر باشند. استخوان‌های اسفنجی مانند استخوان پاشنه پا با سرعت متابولیسم بالایی که دارند می‌توانند مکان‌های مناسبی برای بررسی وضعیت متابولیسم استخوان و اثر آن بر روی شکنندگی استخوان باشند.

سنجش تراکم استخوان به روشDXA در مناطق محوری یعنی کمر و لگن، امروزه به طور استاندارد برای تشخیص پوکی استخوان به کار می‌روند؛ ولی مطالعاتی نشان داده است که تراکم استخوان در مناطق محیطی نیز مانند پاشنه (28-26) و مچ دست (31-30)، می‌توانند برای بررسی میزان خطر شکستگی مورد استفاده قرار گیرند و قدرت پیشگویی آنها مشابه قدرت پیشگویی کمر و لگن برای تعیین خطر شکستگی است (33-32). مناطق محیطی معمولاً حجم کمتر و سرعت بیشتر در انجام اسکن دارند و بنابراین در آنها از اشعه کمتری استفاده می‌شود و قیمت کمتری دارند. همه اینها ممکن است باعث شود این مناطق محیطی آسانتر و گسترده‌تر در همه جهان مورد استفاده قرارگیرند (34).

مطالعات کمی درباره همخوانی نتایج ِDXL (سنجش تراکم استخوان به روش DXA در منطقه پاشنه) با روش DXA محوری (کمر و لگن) در تشخیص پوکی استخوان وجود دارد؛ اما یک مطالعه نشان داده است که حساسیت 5/2-T-score≤ در پاشنه پا برای تشخیص پوکی استخوان درناحیه گردن و عمومی ران وناحیه کمر به ترتیب 4/36% و8/58% و8/21% و ویژگی آن برای این تشخیص در نواحی فوق‌الذکر به ترتیب 97% و97% و5/96% می‌باشد (35). مطالعه دیگری نشان داد که حساسیت و ویژگی Calscan DXL برای تشخیص پوکی استخوان در مناطق محوری به ترتیب 80% و 82% بوده است (36).

اطلاعات اندکی درباره همخوانی DXL و DXA در بررسی استخوان در مصرف کنندگان لووتیروکسین وجود دارد؛ بنابراین این مطالعه جهت بررسی ارزش DXL در مقایسه با روش استاندارد (DXA) در تشخیص پوکی استخوان در بیماران مصرف کننده لووتیروکسین طراحی شده است.

مواد و روشها

در این مطالعه 62 بیمار مصرف کننده لووتیروکسین (4 مرد) حضور داشتند. این افراد بیماران مراجعه کننده به مرکز سنجش تراکم استخوان بیمارستان شریعتی در فاصله اول سال 82، تا نیمة 83 بودند.

این بیماران غیر از مصرف لووتیروکسین عامل خطر دیگری برای پوکی استخوان نداشتند. در مورد همه شرکت کنندگان پرسشنامه‌ای در مورد اطلاعات عمومی و سابقه پزشکی تکمیل شد.BMD در نواحی کمر و لگن (منطقه عمومی ران) به روش DXA با یک دستگاه GE-Lunar (USA، DPX-MD) و در ناحیه پاشنه با یک دستگاه Calscan (Demetek,Sewden) صورت گرفت.

برای تجزیه و تحلیل آماری، T-score در روش های DXA و DXL مورد استفاده قرار گرفت. معیار تشخیصی برای پوکی استخوان ، مطابق معیار WHO، 5/2-  T score بود (T score بالاتر از 1- به عنوان سالم و از 1- تا 5/2- به عنوان استئوپنیک در نظر گرفته شد). نرم‌افزار آماری مورد استفاده SPSS (10) بود. با استفاده از معیارهای فوق‌الذکر برای پیش‌آمد (پوکی استخوان به روش DXA) و عدم پیشامد (سالم یا استئوپنیک بودن بیماران به روش DXA)، منحنی ROC برای T-score بدست آمده بوسیله DXL، رسم گردید. در نقطه 5/2-= score T-، حساسیت و ویژگی روش DXL، برای تشخیص استئوپروز در نقاط مختلف استخوانی بدن، به دست آمد. سطح معنی‌داری کمتر از 05/0 در نظر گرفته شد.

نتایج

متوسط سنی افراد 54/10 32/53 سال بود. 42 نفر از زنان یائسه بودند و متوسط سن یائسگی آنها 80/5 61/48 سال بود.

همه آنها بیش از 6 ماه تحت درمان با لووتیروکسین بودند و فاقد عامل خطر دیگری برای بروز پوکی استخوان بودند.

با استفاده از روش DXA، استئوپروز در 18% بیماران یافت شد (6% در ناحیه عمومی ران و16% در ناحیه کمر). با استفاده از روش DXL در18% بیماران استئوپروز مشاهده گردید. با استفاده از منحنی ROC، حساسیت5/2T-Score ≤ در ناحیه پاشنه برای تشخیص پوکی استخوان درناحیه عمومی ران وناحیه کمر به ترتیب 75% و60% و ویژگی آن برای این تشخیص در نواحی فوق‌الذکر به ترتیب 2/88% و2/90% بود. سطح زیر منحنی برای نواحی عمومی ران و ناحیه کمر به ترتیب 975/0 (002/0= P-value) و 866/0 (000/0 =P-value) بود (شکل شمارة3-1).

بحث

چنان که ذکر شد سازمان جهانی بهداشت سنجش تراکم استخوان به روشDXA در مناطق محوری را روش استاندارد برای تشخیص پوکی استخوان معرفی نموده و پوکی استخوان را نیز به صورت کاهش تراکم استخوان به 5/2 انحراف معیار کمتر از متوسط حداکثر تراکم استخوانی در افراد جوان جامعه تعریف کرده است. در عین حال به غیر از تراکم استخوان ، عوامل دیگری مانند متابولیسم استخوان نیز در شکنندگی استخوان مؤثر می‌باشند. بنابراین گمان می‌رود استخوان‌های اسفنجی مانند استخوان پاشنة پا با سرعت بالای متابولیسم، مکان‌های مناسبی برای بررسی وضعیت متابولیسم استخوان و اثر آن بر روی شکنندگی استخوان باشند. مطالعات نشان داده است که پاشنه پا مکان مناسبی برای پیشگویی خطر شکستگی مهره های کمری است (37-33).

مطالعه حاضر نشان داد که حساسیت 5/2-T-score ≤ در ناحیه پاشنه برای تشخیص پوکی استخوان درناحیه عمومی ران وناحیه کمر به ترتیب 75% و60% و ویژگی آن برای این تشخیص در نواحی فوق‌الذکر به ترتیب 2/88% و2/90% است. این یافته‌ها شبیه به یافته‌هایی است که در زنان طبیعی به دست آمده است (36) و بدان معنی است که تراکم استخوان در پاشنه پا، در بیماران مصرف کننده لووتیروکسین نیز مانند زنان طبیعی جامعه، شاید بتواند در بررسی میزان خطر شکستگی پاتولوژیک به کار رود.

در مجموع به نظر می‌رسد روش DXL، می‌تواند در غربالگری بیماران مصرف کننده لووتیروکسین برای پوکی استخوان به کار رود. افرادی که با این روش احتمال پوکی استخوان در آنها مطرح شود، برای تأیید نهایی تشخیص باید مورد سنجش تراکم استخوان به روش DXA قرار گیرند.

  1. Eastell R. Treatment of postmenopausal osteo-porosis. N Engl J Med.1998;338:736-46.
  2. WHO study group. Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis. Technical report series43.Geneva: WHO.1994.
  3. Kanis J.A., Devogelaer J.P., Gennari C. Practical guide for the use of bone mineral measurements in the asessment of treatment of osteoporosis: a posi-tion paper of the European Foundation for Osteopo-rosis and Bone Disease. Osteoporos Int.1996;6: 256-61.
  4. Bauer D.C., Nevitt M.C., Ettinger B., Stone K. Low thyrotropin levels are not associated with bone loss in older women: a prospective study. J Clin Endocrinol Metab.1997;82:2931-2936.
  5. Uzzan B., Campos J., Cucherat M., Nony P., Boissel J.P., Perret G.Y. Effects on bone mass of long-term treatment with thyroid hormones: a meta-analysis.J Clin Endocrinol Metab.1996;81:4278-89.
  6. Mosekilde L., Eriksen E.F., Charles P. Effects of thyroid hormones on bone and mineral metabolism. Endocrinol Metab Clin North Am.1990;19:35-63.
  7. Mosekilde L., Melsen F., Bagger J.P., Myhere- Jensen O., Sorensen N.S. Bone changes in hyper-thyroidism. Interrelationship between bone morpho-metry, thyroid function and calcium-phosphorus metabolism. Acta Endocrinol.1977;85:515-525.
  8. Wartofsky L. Osteoporosis:a growing concern for the thyroidologist. Thyroid Today.1988;11:1-11.
  9. Auwerx J., Bouillon R. Mineral and bone meta-bolism in thyroid disease: a review. Q J Med.1986; 60:737-752.
  10. Baran D.T., Braverman L.E. (Editorial). Thyro-id hormones and bone mass. J Clin Endocrinol Metab.1991;72:1182-1183.
  11. Wu¨ster C., Schilddru¨ S. Osteoporose In Schil-ddru¨se 1993: Therapie der Hyperthyreose,pp380-392. Eds D Reinwein & B Weinheimer. Berlin, New York: DeGryter,1994.
  12. Ross D.S., Neer R.M., Ridgway E.C., Daniels G.H. Subclinical hyperthyroidism and reduced bone density as a possible result of prolonged supper-ssion of the pituitary-thyroid axis with L-thyroxine. Am J Med.1987; 82:1167-70.
  13. Paul T.L., Kerrigan J., Kelly A.M., Braverman L.E.,Baran D.T. Longterm L-thyroxine therapy is associated with decreased hip bone density in pre-menopausal women. JAMA.1988;259:3137-3141.
  14. Taelman P., Kaufman J.M., Janssens X., Vand-ecauter H., Vermeulen A. Reduced forearm bone mineral content and biochemical evidence of incr-eased bone turnover in women with euthyroid goiter treated with thyroid hormone. Clin Endo-crinol.1990;33:107-17.
  15. Diamond T., Nery L., Hales I. A therapeutic dilemma: suppressive doses of thyroxine signify-cantly reduce bone mineral measurements in both premenopausal and postmenopausal women with thyroid carcinoma. J Clin Endocrinol Metab.1990; 72:1184-88.
  16. Guo C.Y., Weetman P., Eastell R. Longitudinal changes of bone mineral density and bone turnover in postmenopausal women on thyroxine. Clin End-ocrinol.1997;46:301-7.
  17. Hawkins F., Rigopoulou D., Papapietro K., Lopez M.B. Spinal bone mass after long-term treat-ment with l-thyroxine in postmenopausal women with thyroid cancer and chronic lymphocytic thyro-iditis. Calcif Tissue Int.1994;54:16-9.
  18. Nuzzo V., Lupoli G., Del Puente A., Rampone E., Carpinelli A. Esposito Del Puente A. Bone min-eral density in premenopausal women receiving levothyroxine suppressive therapy. Gynecol Endo-crinol.1998;12: 333-337.
  19. Mu¨ller C.G., Bayley T.A., Harrison J.E., Tsang R. Possible limited bone loss with suppressive thy-roxine therapy is unlikely to have clinical releva-nce. Thyroid.1995;5:81-87.
  20. Leese G.P., Jung R.T., Guthrie C., Waugh N., Browning M.C. Morbidity in patients on L-thyro-xine: a comparison of those with a normal to those with a suppressed TSH. Clin Endocrinol.1992;37: 500-3.
  21. Salomon B.L., Wartofsky L., Burman K.D. Pre-valence of fractures in postmenopausal women with thyroid disease. Thyroid.1993;3:17-23.
  22. Kung A.W.C., Pun K.K. Bone mineral density in premenopausal women receiving long-term phys-iological doses of thyroxine. JAMA.1991;265: 2688-91.
  23. Grant D.J., McMurdo M.E.T., Mole P.A., Paterson C.R., Davies R.R. Suppressed TSH levels secondary to thyroxine replacement therapy is not associated with osteoporosis. Clin Endocrinol. 1993;39:529-533.
  24. Schneider D.L., Barrett-Connor E.L., Morton D.J. Thyroid hormone use and bone mineral density in elderly women. Effects of estrogen. JAMA.1994; 271:1245-9.
  25. Franklyn J.A., Betteridge J., Dykin J., Holder R., Oates G., Parle J.V. Long-term thyroxine treat-ment and bone mineral density. Lancet.1992;340:9-13.
  26. Cummings S.R., Black D.M., Nevitt M.C., Browner W.S., Cauley J.A., Genant H.K., Mascioli S.R., Scott J.C., Seeley D.G., Steiger P. Append-icular bone density and age predict hip fracture in women. The Study of Osteoporotic Fractures Res-earch Group. JAMA.1990;263:665-8.
  27. Wasnich R.D., Ross P.D., Heilbrun L.K., Vogel J.M. Selection of the optimal skeletal site for frac-ture risk prediction.Clin Orthop.1987;216:262-9.
  28. Vogel J.M., Wasnich R.D. Ross P.D. The clinical relevance of calcaneus bone mineral measu-rements: a review. Bone Miner.1988;5:35-58.
  29. Riario-Sforza G.G., Incorvaia C., Scazzoso A., Travisi T., Nitti F., Fumagalli M. Cut off values of bone mineral density defining postmenopausal wo-men with bone fractures. Ann Rheum Dis. 1995; 54:807-10.
  30. Hui S.L., Slemenda C.W., Johnston C.C. Jr. Baseline measurement of bone mass predicts frac-ture in white women. Ann Intern Med.1989;111: 355-61.
  31. Gardsell P., Johnell O., Nilsson B.E., Nilsson JA. The predictive value of fracture, disease, and falling tendency for fragility fractures in women. Calcif Tissue Int.1989;45:327-30.
  32. Black D.M., Cummings S.R., Genant H.K, Ne-vitt M.C., Palermo L., Browner W. Axial and appe-ndicular bone density predict fractures in older women. J Bone Miner Res.1992;7:633-8.
  33. Baran D.T., Faulkner K.G., Genant H.K., Miller P.D., Pacifici R. Diagnosis and management of ost-eoporosis: guidelines for the utilization of bone densitometry. Calcif Tissue Int.1997;61:433-40.
  34. Pacheco E.M.B., Harrison E.J., Ward K.A., Lunt M., Adams J.E. Detection of osteoporosis by Dual Energy X-ray Absorptiometry (DXA) of the Calcaneus: Is the WHO Criterion applicable? Cal Tis Int.2002;70:475-482.
  35. Kullenberg R., Falch J.A. Prevalence of osteoporosis using bone mineral easurements at the calcaneus by dual X-ray and laser (DXL). Osteoporos Int.14:823-7.
  36. Wasnich R.D., Ross P.D. A comparison of single and multi-site BMC Measurements for asse-ssment of spine fracture probability. J Nucl Med. 989;30:1166-177.
  37. Melton L.J., Atkinson E.J., O'Fallon W.M., Wa-hner H.W., Riggs B.L. Long-term fracture predict-tion by bone mineral assessed at different skeletal sites. J Bone Miner Res.1993;8:1227-33.
Journal of Reproduction & Infertility
Volume 6, Issue 1
Winter 2005
Pages 87-92