Artículos Originales Complejo Científico Ortopédico Internacional "Frank País". Ciudad de La Habana

Densitometría ósea y predicción de riesgo de fractura de la cadera

PROF. DR. SC. RODRIGO ALVAREZ CAMBRAS,¹ DR. ORLANDO M. DE CARDENAS CENTENO,² DR. FERMIN DE LA FUENTE CALVO,³ ING. BELKIS LOPEZ GARCIA,⁴ ING. LOURDES BOLAÑOS PEREZ⁴ E ING. AILZA CASTRO SOLER⁵

1. Doctor en Ciencias. Especialista de II Grado en Ortopedia y Traumatología. Profesor Titular de Ortopedia y Traumatología del Instituto Superior de Ciencias Médicas de La Habana (ISCM-H). Director del Complejo Científico Ortopédico Internacional "Frank País".
2. Especialista de II Grado en Ortopedia y Traumatología. Instructor de Ortopedia y Traumatología del ISCM-H. Vicedirector.
3. Doctor en Ciencias. Licenciado en Física. Investigador Auxiliar del Laboratorio de Inmunofluorescencia. Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNIC).
4. Ingeniera Electrónica. Centro de Estudios Aplicados al Desarrollo Nuclear (CEADEN).
5. Ingeniera Nuclear. Departamento de Medicina Nuclear.

Alvarez Cambras R, Cárdenas Centeno OM de, Fuente Calvo F de la, López García B, Bolaños Pérez L, Castro Soler A. Densitometría ósea y predicción de riesgo de fractura de la cadera. Rev Cubana Ortop Traumatol 1996;10(2):119-24.

Resumen

Este trabajo es el resultado de una investigación multicéntrica que sirvió de ensayo clínico para la validación de un densitómetro óseo (Degos 7032). El estudio consistió en la comparación de dos grupos de personas: uno de 50 voluntarios aparentemente sanos y 39 pacientes con fractura de la cadera. Para comparar ambos grupos se utilizó para la evaluación la prueba F de Fischer si la diferencia entre las varianzas de la densidad ósea era significativa en el extremo distal del radio por el método de absorciometría de simple fotón. A continuación se comparó mediante la prueba de la t de Student (para valores no apareados). La diferencia entre las medias fue significativa. De aquí se concluyó que la magnitud de la densidad ósea es un índice que permite diferenciar los dos grupos y sirve para monitorear el riesgo de fractura de la cadera y anticiparse al trauma de la fractura.

Palabras clave: DENSIDAD OSEA; FRACTURAS DE CADERA; DENSITOMETRIA; ABSORCIOMETRIA DE FOTON.

En 1963, Cameron y Sorenson¹ describieron un nuevo método de medición de la masa ósea por absorciometría de simple fotón (ASF), que aún en nuestros días conserva efectividad y vigencia.^2-4

Entre las características técnicas de este método, se destaca la baja dosis de irradiación y rapidez, por lo que el paciente tiene un tiempo de exposición a las radiaciones reducido.^1,2,4 Otra de las características técnicas de la ASF es la precisión, entendida como el porcentaje de error con respecto a un estándar de referencia de contenido de mineral óseo (CMO) conocido y la reproducibilidad; es decir, la capacidad de reproducir un mismo resultado a lo largo del tiempo.

El conocimiento de la bioquímica del remodelamiento óseo y los métodos diagnósticos densitométricos han avanzado en forma significativa en los últimos 30 años.^4,5

La densitometría ósea es un procedimiento útil para la determinación de la masa ósea; pero, básicamente, es un procedimiento para la prevención de la disminución de la densidad ósea cuando ésta está por debajo del umbral de fractura.^1,4

Este sistema eficaz es conveniente usarlo con la medida precisa y las indicaciones adecuadas.

El valor de la densidad de mineral óseo (DMO) es un indicador clave para conocer el estado del esqueleto de un individuo y se determina en gramos de hidroxiapatita por unidad de área (g/cm²).^6,7

En cualquier individuo la masa ósea va aumentando durante la adolescencia hasta alcanzar su nivel más alto en la tercera década de la vida. La cantidad máxima que una persona es capaz de acumular se denomina capital óseo.⁷ Hasta los 30 años permanece estable, y se inicia después de una pérdida progresiva que puede ser acelerada por diferentes factores predisponentes o de riesgo,⁸ como son los siguientes:

• Antecedentes familiares de osteoporosis.
• Constitución corporal delgada/baja talla.
• Raza blanca o asiática. Piel clara y fina.
• Nuliparidad/amenorrea/déficit estrogénico.
• Menopausia temprana espontánea o quirúrgica (menor o igual a 40 años).
• Aporte de calcio insuficiente/intolerancia láctea.
• Ingesta excesiva de alcohol.
• Hábito de fumar intenso (tabaquismo).
• Ingesta elevada de cafeína (?).
• Administración prolongada de corticoides, anticonvulsivantes o antiácidos.
• Inmovilización prolongada/estilo de vida sedentario.
• Antecedentes de fracturas no traumáticas.
• Enfermedades como artritis reumatoidea, conectivopatías, hepatopatías y otras.

Cuando la pérdida de la masa ósea es significativa y sobrepasa el umbral crítico por debajo del cual existe un riesgo de que se produzcan fracturas espontáneas o por traumas mínimos, nos encontramos ante una osteopenia.⁹

Aunque todavía hay algunos estudios contradictorios respecto a la valoración de dicho umbral, Avioli, en Italia, reportó en 1983 que se sabe que una pérdida mayor del 30 % de la masa ósea indica que existe un peligro de fractura.^10,11

En 1990, Kanis manifestó, en sentido estricto, que el término osteoporosis debe reservarse para describir la consecuencia clínica de osteopenia, es decir, la fractura asociada a fragilidad ósea.¹²

Según Lane y Mc Donnell, la osteoporosis es una enfermedad insidiosa, progresiva, con una pérdida de masa ósea acelerada que conlleva a un esqueleto debilitado o frágil que lo hace más vulnerable a las fracturas.¹³

En 1984, Kelsey, en su conferencia sobre Consenso de Desarrollo del Instituto Nacional de Salud, estimó que en los Estados Unidos ocurren anualmente 1,2 millones de fracturas no traumáticas en adultos atribuibles a la osteoporosis. Las más importantes son las de la cadera y que, como resultado de estas fracturas de la cadera, se asocia una mortalidad de entre el 12 y el 20 %, mientras que el 50 % de los que sobreviven necesitarán cuidados de enfermería por un largo período, lo que implica una gran repercusión en el aspecto socioeconómico.¹⁴

Melton y Riggs, en 1983, establecieron una relación entre la densidad de mineral óseo (DMO) y la prevalencia de riesgo de fractura.¹⁵

En 1984, Holbrook, Grazier y Kelsey presentaron, en la Reunión de la Academia Americana de Cirujanos Ortopédicos, celebrada en Chicago, un estudio sobre el impacto humano y económico de las lesiones del sistema músculo-esquelético que implicaban un costo o financiamiento de 6,1 billones (USD) cada año, y mostró cómo las estadísticas ubicaban a la osteoporosis en una posición de importancia nacional que requiere un incremento en la preparación de médicos especializados, así como el desarrollo de métodos para su diagnóstico y poner un énfasis importante en su prevención.¹⁴

En 1992, Honorato, de la Clínica Universitaria de la Facultad de Medicina de Navarra, reportó que en España la osteoporosis afecta a más de 3 millones de personas, lo que representa un gasto sanitario anual de más de 100 000 millones de pesetas.¹⁶

En 1991, en el Simposio sobre Diagnóstico y Terapéutica de la Osteoporosis, celebrado en Menorca, España, el doctor Munuera, del Hospital "La Paz", de Madrid, y el doctor Rapado, de la Fundación "Jiménez Díaz", manifestaron que del estudio hecho en su país se infiere que la incidencia de fracturas por osteoporosis está entre el 40 y el 80 % por cada 100 000 habitantes, que es una medida prácticamente igual a la de los países del Sur de Europa, y que, con el Estudio de Densidad de Mineral Oseo llevado a cabo en España, se podrá prevenir la pérdida de masa ósea mediante tratamiento preventivo.¹⁷

La osteoporosis afecta sobre todo a mujeres después de la menopausia y a personas de uno y otro sexo mayores de 65 años,^{4,6,7-11,14-17} Por ello, las proyecciones demográficas para el año 2000, que indican que ocurrirá una duplicación de la población mayor de 65 años, y con el aumento de la "esperanza de vida", se incrementará este problema. Así, si no se implantan medidas adecuadas, se convertirá, según expertos de la OMS/OPS, en una plaga que colapsará los presupuestos sanitarios de algunos países a principios del siglo xxi.

En Cuba, la "expectativa de vida" de nuestra población es de 76 años, por lo que no escapamos a la problemática planteada; sin embargo, por contar con un Sistema Nacional de Salud eficiente y por el desarrollo alcanzado en la asistencia médica primaria, puede pensarse en la planificación de programas de salud preventivos que permitirán mejorar sustancialmente la "calidad de vida" de esos pacientes (entiéndase población de riesgo).

Material y método

Se realizó un estudio en el Complejo Científico Ortopédico Internacional "Frank País" (CCOIFP) que sirvió de ensayo clínico para validar un densitómetro óseo (Degos 7032) de ASF (figura 1), desarrollado conjuntamente por el CNIC y el CEADEN. FIGURA 1. Densitómetro óseo (Degos 7032).

El ensayo se realizó entre el 15 de septiembre de 1993 y el 28 de febrero de 1995, y consistió en la comparación de dos grupos de personas; uno de 50 voluntarios aparentemente sanos (AP) y 39 pacientes con fractura de la cadera (FC).

Las personas seleccionadas en ambos grupos fueron aquellas que acudieron voluntariamente al CCOIFP y que reunían los requisitos siguientes: mayores de 20 años, y que no tuvieran ninguna enfermedad ósea o endocrinometabólica conocida, ni estuvieran ingiriendo ningún producto o medicamento que alterara el contenido o el metabolismo óseos. A todas las personas seleccionadas se les informó sobre los procedimientos a los que serían sometidas; éstas, de forma voluntaria, llenaron y firmaron el acta de "consentimiento informado", según las normas internacionales para la realización de ensayos clínicos.

Se registraron sus datos generales: nombre, número de historia clínica, edad, sexo, talla, peso y color de la piel, así como parámetros bioquímicos (contenido de calcio y fosfatasa alcalina séricos). Mediante el equipo Degos 7032 de ASF se determinaron el ancho (A) y la altura (H) del radio como el contenido de mineral óseo (CMO) y el valor de la densidad ósea (CMO/A) para normalizar los resultados.

Se interrelacionaron las diferentes variables para hacer un análisis de la incidencia de la fractura de cadera y su potencial relación con el parámetro que se escogiera.

El análisis estadístico de los resultados se obtuvo aplicando la prueba de la t de Student, valores no apareados, para la comparación de los valores promedio y la prueba F de Fischer para la comparación de las varianzas.

Resultados

En la tabla 1 se brinda un resumen estadístico breve de los datos de los voluntarios aparentemente sanos y, en la tabla 2, de los pacientes con fracturas de cadera, respectivamente, con las siguientes variables: edad, talla, peso, ancho, altura, CMO, CMO/A en el sitio de medición del radio y los contenidos de calcio y fosfatasa alcalina séricos. Con todos los datos recogidos, se obtuvo la pertenencia (paciente a paciente) a cada grupo atáreo (21-30, 31-40, 41-50, 51-60 y mayores de 60 años) y su desglose por sexos. De esta forma se obtuvo homogeneidad entre los grupos para poder realizar la comparación entre ambos. Las variables recogidas se utilizaron como potenciales indicadores de alteraciones metabólicas que indicaron osteoporosis o riesgo de ella. TABLA 1. Breve resumen estadístico de los datos de los voluntarios aparentemente sanos

Variable	No.	Media	DE*	Mínimo	Máximo
Edad	50	45,4	13,9	26	74
Talla	50	164,5	10,4	140	196
Peso	50	64,5	9,7	41,8	88,2
Ancho	50	1,513	0,216	1,007	2,067
Altura	50	1,185	0,114	0,918	1,478
CMO	50	0,848	0,135	0,411	1,238
CMO/A	50	0,570	0,117	0,298	0,805
CA	50	2,2	0,3	1,8	3
FA	50	30,9	12,4	20	98,2

* DE = desviación estándar. TABLA 2. Breve resumen estadístico de los pacientes con fractura de la cadera

Variable	No.	Media	DE*	Mínimo	Máximo
Edad-FC	39	72,2	13,4	36	94
Peso-FC	39	57,6	11,7	31,8	80,8
Talla-FC	39	160,5	10,7	130	193
Ancho-FC	39	1,365	0,235	0,794	1,855
Altura-FC	39	1,107	0,124	0,805	1,366
CMO-FC	39	0,630	0,188	0,221	1,094
CMO/A-FC	39	0,460	0,111	0,202	0,685
CA-FC	39	2,07	0,280	1,8	2,8
FA-FC	39	42,1	17,2	20	80

* DE = desviación estándar.

Este breve resumen estadístico muestra los valores promedio y desviaciones estándares de los datos fundamentales para evaluar comparativamente los AP y FC.

En la tabla 3 se presenta el análisis estadístico de los resultados aplicando la prueba de la t de Student, valores no apareados, para la comparación de los valores promedio, y la prueba F de Fischer para la comparación de las varianzas, que arrojaron los siguientes resultados:

• La prueba F de Fischer muestra (de acuerdo con el valor de la probabilidad: 0,37) que las varianzas (y, por ende, las desviaciones estándares) no son significativamente diferentes, lo cual no permite afirmar que son iguales.
• Según el resultado obtenido con la prueba de la t de Student para comparar las medias (valores promedio) de CMO/A, ésta muestra que bajo la hipótesis de varianzas iguales la probabilidad es 0,00, lo que permite afirmar que las medias son significativamente diferentes y bajo la hipótesis de varianzas desiguales (la probabilidad es igualmente 0,00) las medias son de nuevo significativamente diferentes.

TABLA 3. Análisis estadístico de los resultados. Comparación de medias según las pruebas de la t de Student y F de Fischer

	Resultados de dos grupos de variables no apareados
	CMO/A-AP		CMO/A-FC
Conteo - Media 50	,57064 39	,4602821
95 % IC de la media	,5371859	,6040942	,4240671	,496497
DE-EE	,1177161	1,664758E-02	,1117189	1,788933E-02
	Varianzas iguales		Varianzas desiguales
Valor de T-probable	4,48661	0,0000	4,516008	0,0000
Grados de libertad	87		85,69546
Diferencia	,110358	2,459718E-02	,110358	2,443706E-02
95 % IC de la Diferencia	6,146851E-02	,1592474	6,178004E-02	,1589359
Razón de las t probando las varianzas de los grupos		1,110246	Probabilidad 0,3721
	: ,202 95 % IC	Límite de los ploteos	,805	:
CMO/A-AP	:		< ! a ! >
CMO/A-FC	:		< ! a ! >
	: ,202	Ploteos de las líneas	,805	:
CMO/A-AP	: . . . . . . . . . . . 1 . 1 . . 1 . . 1121 . 313. 1212323 . 11 .. 23 . 41211 . 1. 1. 2 . . 1 :
CMO/A-FC	: 1. . . . . 1 . 1 . . . . 1 . 1. 21. 213. . . 3122223.21 . . 1 . 11 . 2 . . . 1 . 1. . . . . . . . . . . . :

IC = intervalo de confianza. DE = desviación estándar. EE = error estándar.

Y₂ = Porcentaje de densidad ósea en el antebrazo para determinar los niveles de riesgo de fractura de la cadera.

Discusión

Con independencia de que las varianzas del grupo de voluntarios aparentemente sanos y el grupo de pacientes con fractura de cadera sean o no significativamente diferentes, las medias correspondientes a cada uno de los grupos sí lo son al ser comparados por esta prueba estadística. De aquí se puede inferir que las mediciones (de la densidad ósea del radio) hechas con el densitómetro óseo Degos 7032 en el extremo distal del antebrazo permiten diferenciar a estos grupos (aparentes sanos y fracturados de cadera).

La figura 2 muestra, en una forma de eje X contra dos ejes Y, la posibilidad de ubicar el valor de la densidad ósea de la persona supuesta enferma, o de avaluar, en casos de monitoreo de población para estudios epidemiológicos en un grupo de riesgo.

Fig. 2

Si se considera normal el valor de densidad ósea (CMO/A), 100 % (o sea, igual a la media de un grupo de personas aparentemente sanas de entre 20 y 40 años de edad), se podrá determinar el riesgo de fractura de la cadera si el valor de CMO/A está entre los rangos siguientes:

Rangos	Riesgo
90 y 100 %	leve
80 y 90 %	moderado
70 y 80 %	severo
60 y 70 %	grave
50 y 60 %	muy grave

Esta clasificación se basa en reportes de la literatura médica internacional que establecen el criterio de que la disminución de una desviación estándar en el valor de la densidad ósea (CMO/A) duplica el riesgo de fractura con respecto a la población adulta, aparentemente sana, de entre 20 y 40 años de edad.

Finalmente, se pone de manifiesto, como se reporta en diferentes trabajos aquí citados, que el método de la densitometría ósea por ASF en el antebrazo permite monitorear y evaluar el riesgo de fractura de la cadera, y anticiparse a la infeliz y dolorosa fractura que tantos problemas de salud y gastos hospitalarios causa, especialmente en la población de mayor riesgo (mujeres posmenopáusicas), por lo que podrán realizarse estudios más profundos, tanto de laboratorio como clínicos, para establecer su diagnóstico y tratamiento precoz y efectivo.

Alvarez Cambras R, Cárdenas Centeno OM de, Fuente Calvo F de la, López García B, Bolaños Pérez L, Castro Soler A. Bone densitometry and risk prediction of the hip fracture. Rev Cubana Ortop Traumatol 1996;10(2):15-22.

SUMMARY

This paper is the result of a multicenter investigation that served as a clinical assay for the validation of a bone densitometer (Degos 7032). The study was based on the comparison of two groups of persons: one of the 50 apparently sound volonteers and the other of 39 patients with hip fracture. To compare both groups it was used for the evaluation the F Fischer's test if the difference between the bone density variances (CMO-width) was significant in the distal extreme of the ratio by using the method of simple photon absorptiometry. Then, another comparison was made by the t of Student test (for unmatched values). The difference between the means was significant. It was concluded that the bone density magnitude is an index that allow to differentiate both groups and that it may be used to monitor the hip fracture risk and to anticipate to the trauma caused by fracture.

Key words: BONE DENSITY; DENSITOMETRY; HIP FRACTURES; ABSORPTIOMETRY, PHOTON.

Alvarez Cambras R, Cárdenas Centeno OM de, Fuente Calvo F de la, López García B, Bolaños Pérez L, Castro Soler A. Densitométrie osseuse et prédiction du risque de fracture de la hanche. Rev Cubana Ortop Traumatol 1996;10(2):15-22.

Résumé

Ce travail est le résultat d'une recherche multicentrique servant d'essai clinique pour la validation d'un densitomètre osseux (Degos 7032). L'étude a consisté à une comparaison de deux groupes de personnes: l'un de 50 volontaires apparemment sains et l'autre de 39 patients avec fracture de la hanche. Afin de comparer les deux groupes, on a utilisé une épreuve F de Fischer si la différence entre les variances de la densité osseuse (CMO/large) était significative dans l'extrème distal du radius par la méthode d'absorptiométrie du simple photon. Après on a comparé au moyen de l'essai de la t de Student (pour les valeurs no appariées). La différence entre les moyennes a été significative. On en conclut que la magnitude de la densité osseuse c'est un indice qui permet de différencier les deux groupes et sert pour le monitorage du risque de fracture de la hanche et pour anticiper au trauma.

Mots clés: DENSITE OSSEUSE; FRACTURES DE LA HANCHE; DENSITOMETRIE; ABSORPTIOMETRIE DU PHOTON.

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Prof. Rodrigo Alvarez Cambras. Complejo Científico Ortopédico Internacional "Frank País". Ave. 51 No. 19603. La Lisa, Ciudad de La Habana, Cuba.