Skelettomsättning kring asymptomatiska knäproteser över tid Mätning med skelettscintigrafi

Skelettomsättning kring asymptomatiska knäproteser över tid Mätning med skelettscintigrafi Närhälsan FoU primärvård FoU-centrum Skaraborg Författare: Elin Eriksson, ST-läkare Bild- och funktionsmedicin, Skaraborgs sjukhus

Rapport 2014:1 Utförd i grundläggande kurs i FoU-metodik FoU-centrum Skaraborg Primärvård och Tandvård i samverkan Handledare: Sören Sandström, överläkare Bild- och funktionsmedicin, Skaraborgs sjukhus

SAMMANFATTNING Bakgrund Skelettscintigrafi avbildar ökad skelettomsättning och är en basal metod inom Nuklearmedicin. Efter en total knäartroplastik ses generellt en ökad skelettomsättning kring symptomfria proteser flera år efter operationen och det saknas koncensus kring vilken skelettomsättningsnivå som anses normal. Denna studie ämnar därför kartlägga om det finns något samband mellan skelettomsättningen kring protesen i tibiakondylen och knäprotesens postoperativa ålder hos symptomfria patienter med de protesmodeller som är vanligast på Skaraborgs sjukhus. Metod Retrospektiv journalstudie av de skelettscintigrafier som gjorts på Skaraborgs Sjukhus mellan 1 januari 2010 30 april 2013 på individer med en symptomfri knäprotes. Skelettomsättningen mättes kring protesen i tibiakondylen samt i normal benvävnad och en kvot beräknades för den ökade omsättningen kring protesen. Förhållandet mellan kvoten och protesålder studerades. Resultat 57 protesundersökningar på 41 individer inkluderades i studien. Det sågs en ökad skelettomsättning kring protesen med en kvot på 1,83 (± 0,55SD). Det sågs inte något signifikant samband mellan skelettomsättning och protesålder. Konklusion Det finns inget samband mellan skelettomsättning och postoperativ ålder i vårt material vilket innebär att vi inte behöver ta hänsyn till protesålder vid bedömning av scintigrafier med knäprotes. Vår studie talar för att skelettomsättningen kring knäproteser äldre än ett år är cirka två gånger högre än för skelettet i genomsnitt vilket kan ses som normalt för symptomfria knäproteser. Nyckelord: skelettscintigrafi, total knäartroplastik.

INNEHÅLLSFÖRTECKNING BAKGRUND... 1 SCINTIGRAFI... 1 KNÄPROTESER... 1 KOMPLIKATIONER... 1 UTREDNING... 2 SYFTE... 2 METOD... 3 DESIGN... 3 URVAL... 3 EXKLUSIONSKRITERIER... 3 DATAINSAMLING OCH DATAANALYS... 3 ETISKA ÖVERVÄGANDEN... 4 RESULTAT... 4 KORRELATIONSANALYSER... 5 DISKUSSION... 8 SLUTSATS... 10 REFERENSLISTA... 11

BAKGRUND Scintigrafi Scintigrafi är en av hörnstenarna inom nuklearmedicin. Metoden går ut på att man ger patienten en injektion med ett radiofarmaka, en radioaktiv isotop även kallad radionuklid som är kemiskt kopplad till en bärarmolekyl. Bärarmolekylen ansamlas i olika organ i kroppen beroende på vad den har för egenskaper. Man kan bl.a. scintigrafera lungor, skelett, sköldkörtel och hjärtmuskel. Efter injektion av ett radiofarmaka mäts isotopaktiviteten i vävnaden med en gammakamera som detekterar och avbildar det radioaktiva sönderfallet av isotopen (1). Den vanligaste radiofarmakan vid skelettscintigrafi är teknetium (99m Tc) kopplat till hydroxy-metylen-difosfonat (HDP). Efter injektion av detta läkemedel tas HDP upp av osteoblasterna i benvävnad. Scintigrafin mäter således osteoblastaktivitet (skelettomsättning) i skelettet. I det normala skelettet fördelas upptaget av HDP symmetriskt och det ses högre isotopaktivitet i områden med högre benomsättning eller belastning. Det krävs endast en 5 15 % förändring av skelettomsättningen för att den ska ses med skelettscintigrafi, vilket är betydligt känsligare än konventionell röntgen. Exempel på vanliga orsaker till ökad skelettomsättning är tillväxt, läkande frakturer/ trauman, skelettinfektioner, skelettinflammationer eller tumörer/metastaser i skelettet. Scintigrafi används bl.a. för att utreda frakturmisstanke, för att bedöma utbredning av tumörsjukdom i skelettet samt för uppföljning av behandlingar. Dock ger inte osteolytiska destruktioner (bennedbrytning) som t.ex. myelom ökat upptag vid scintigrafi. Där kan man istället se områden utan isotopaktivitet som omges av normal isotopaktivitet (1, 2). Knäproteser Total knäartroplastik (TKA) innebär att man byter ut de destruerade broskytorna i knäleden mot ytor i metall, detta för att minska lidande och funktionsnedsättning hos individer med olika typer av knäledsbesvär. De vanligaste orsakerna till knäledsplastik är artros, reumatoid artrit (RA), posttraumatisk artrit, osteonekros och destruerande ledinfektioner (3). I början av 70-talet var detta ingrepp fortfarande relativt ovanligt i Sverige men ökningen av antalet ingrepp har varit nästan exponentiell och 2011 utfördes 12 753 primäroperationer i Sverige enligt Svenska knäprotesregistret. Medelåldern för implantat var ca 69 år och 58 % av patienterna var kvinnor (4). Man har i internationella studier visat att över 90 % av patienterna har fungerade proteser efter 10 15 år (5). Komplikationer De vanligaste komplikationerna efter TKA är proteslossning, infektion, protesnära fraktur, protesinstabilitet, proteskomponentdysfunktion, heterotopisk bentillväxt och smärta. Komplikationer kan uppkomma många år efter operationen, infektion är den vanligast förekommande komplikationen de två första åren postoperativt därefter är det proteslossning (3,6). År 2011 gjordes 830 protesrevisioner i Sverige. Beroende på grundsjukdom kan patienterna ha olika postoperativa förlopp och skillnader i revisionsfrekvens (4). 1

Utredning När en patient med knäprotes söker ortopedkliniken för symptom från knäet utreds han eller hon för att avgöra den troligaste orsaken till besvären. För att komplettera den kliniska bedömningen används ofta röntgen då det är en billig, enkel och lättillgänglig metod som kan utesluta eller bekräfta uppenbara tillstånd som dislocerad protesnära fraktur, förändring i protesläget och heterotopisk bentillväxt. Radiologen tittar även efter uppklarningslinjer (benresorption) kring proteskomponenterna, vilket kan vara ett indirekt tecken på proteslossning. Om dessa linjer är mindre än 2 millimeter har det visat sig vara av liten signifikans och upp till 30 % av symptomfria proteser har uppklarningslinjer. Instabilitet, ofta orsakat av att en proteskomponent sätts in med en viss vinkel- eller rotationsfelställning ses bättre med datortomografi (DT) än med röntgen. Det finns således ett antal proteskomplikationer som inte tillförlitligt kan diagnostiseras med röntgen (5, 7, 8). Som komplement används därför ofta scintigrafi av leden, där man bedömer graden av isotopaktivitet i den periprostetiska benvävnaden. Det finns inte någon säker korrelation mellan uppklarningslinjer på röntgen och ökad isotopaktivitet på scintigrafi (7, 9). Misstänks en protesinfektion kan man komplettera skelettscintigrafin med en annan typ av scintigrafi där man fäster 99m Tc till patientens egna leukocyter alternativt antigranulocyt antikroppar och om de ansamlas kring protesen så är det sannolikt en protesinfektion. Upp till ett år postoperativt pågår läkning och den protesnära benvävnaden har så hög isotopaktivitet att det sällan går att scintigrafiskt skilja mellan läkning och komplikation (9, 10). När protesen är äldre än ett år minskar den uppmätta isotopaktiviteten successivt men det råder stor spridning i litteraturen kring hur hög aktivitet som bedöms vara normalt. Detta beror delvis på att det finns många olika protesmodeller, där vissa är fastsatta med cement och andra inte, samt att man har gjort mätningarna på lite olika sätt. Dock kvarstår faktum att aktiviteten förblir förhöjd jämfört normalaktiviteten i övriga skelettet i upp till 12 år postoperativt (11). Aktiviteten är oftast betydligt högre i tibiakondylen än i femurkondylen och det är i tibiakondylen som de flesta proteslossningar sker (11). För att bättre kunna bedöma skelettscintigrafier hos patienter med knäprotesbesvär på nuklearmedicin i Skövde måste vi därför skapa ett normalmaterial där vi kartlägger den genomsnittliga isotopaktiviteten kring de protestyper som vi använder på Skaraborgs sjukhus (SkaS). SYFTE Att skapa ett normalmaterial för den genomsnittliga isotopaktiviteten hos asymptomatiska patienter med de protesmodeller som är vanligast på SkaS samt att kartlägga om det finns något samband mellan den uppmätta isotopaktiviteten i tibiakondylen och protesens postoperativa ålder. 2

METOD Design Retrospektiv tvärsnittsstudie. Urval Alla helkroppsskelettscintigrafier som gjorts med 99m Tc -HDP på Nuklearmedicin i Skövde från januari 2010 t.o.m. april 2013, oavsett indikation, granskades och undersökningar som innehöll en knäprotes antecknades. För att bekräfta att patienten var symptomfri granskades scintigrafiremissen för information rörande symptom från knäet och ortopedjournalen granskades för att utesluta att patienten haft kontakt med ortopedkliniken angående sitt knä inom sex månader före och lika lång tid efter sin scintigrafi. Patientens ålder och kön samt protesens ålder vid scintigrafin registrerades. För att undvika bias på basen av selektionsfel registrerades även patientens grundsjukdom, alltså orsaken till att patienten fick knäprotes, samt anledningen för skelettscintigrafi. I de fall där patienten hade bilaterala knäproteser registrerades dessa som separata undersökningar, liksom de patienter som scintigraferats mer än en gång. Exklusionskriterier Protes yngre än 1 år vid undersökningstillfället Annan protesmodell än Skövdes DePuy PFC Sigma eller Lidköpings Zimmer NexGen Symptom från knäet Ofullständiga journaluppgifter Datainsamling och dataanalys På de anteriora och posteriora bilderna bedömdes upptaget (max count) i tibiakondylen genom att dela in den i en medial och en lateral del som mättes var för sig, för att öka sensitiviteten. Dessa jämfördes med upptaget på en yta av cirka 20 cm² i kontralaterala femur (såvida inte denna innehöll en höftprotes, då ipsilaterala femur istället jämfördes) vilket motsvarade normal isotopaktivitet i skelettet. Därefter beräknades en kvot för den ökade aktiviteten kring protesen. En lika stor yta i lårmuskeln mättes som referensvärde, se figur 1. Alla ytor korrigerades för bakgrundsaktivitet genom att subtrahera medel för referensvärdet och värdena räknades om till geometriska medelvärden för att korrigera för attenuering. Data registrerades i ett Exceldokument där också merparten av de statistiska beräkningarna gjordes. För att undersöka sambandet mellan isotopupptag och protesens postoperativa ålder användes Pearson s korrelationskoefficient. För att undersöka om det fanns någon signifikant skillnad mellan isotopupptaget i mediala och laterala halvan av tibiakondylen användes Wilcoxon s matched pairs test. Dessa analyser gjordes i SPSS med hjälp av statistiker på FoU-centrum på SkaS. 3

Figur 1. Exempel på skelettscintigrafi med markering av de ytor i skelettet där isotopupptag analyserats Etiska överväganden Studien betraktas som en del av ST-utbildningen, där aspekter som verksamhetens kvalité och förbättringsmöjligheter vägs in och då är etisk prövning inte nödvändig. Det är en retrospektiv studie där frågeställningen rör normalfördelning vilket innebär en låg sannolikhet att någon patient kommer att påverkas negativt av studien. Den kollega som är ansvarig för granskningen av undersökningarna i normala fall är tillika handledare och upplever ingen intressekonflikt, således bedöms nyttan överväga riskerna. Anmälan är gjord enligt PUL. RESULTAT Mellan 1 januari 2010 och 30 april 2013 gjordes 2 154 skelettscintigrafier på Nuklearmedicin i Skövde. Av dem som undersöktes hade 61 individer knäledsprotes. Av dessa hade 17 stycken bilaterala proteser och sex stycken scintigraferades mer än en gång. Trettio undersökningar exkluderades; fem stycken p.g.a. symptom, sex stycken p.g.a. annan protesmodell, tre stycken hade proteser yngre än ett år och 16 stycken saknade journaluppgifter, ett antal av dessa förefaller vara opererade på annan ort. Detta resulterade i 57 protesundersökningar på 41 individer som inkluderades i studien. Av dessa var 48 % män och medelåldern var cirka 74 år. Fyrtioåtta av de 57 undersökningarna, 84 %, utfördes på patienter med protesmodell PFC Sigma, resterande på modellen NexGen. Medelåldern för proteserna låg på 4,67 år (PFC Sigma 5,05 år och NexGen 2,61 år) med en medianålder på 4,47 år. Den yngsta protesen var 1,06 år och den äldsta 9,81 år. 4

Majoriteten av patienterna, 95 %, fick sin protes p.g.a. artros, resterande patienter hade RA. Tabell 1 visar vad som låg till grund för att patienterna remitterades för scintigrafi. Tabell 1. Orsak till scintigrafi Orsak Prostatacancer Bröstcancer Gynekologisk cancer Levercancer Lungcancer Oklar smärta Oklart fynd på röntgen Utredning av annan orsak Antal 22 13 5 1 1 5 5 4 Korrelationsanalyser Det ses ett ökat upptag för båda tibiakondylerna med ett kvotmedelvärde för hela materialet på 1,83 (± 0,55SD) (PFC Sigma 1,86 ±0,57SD, NexGen 1,71 ±0,41SD) och en spridning mellan 0,79 och 3,84. Det ses dock inget signifikant samband mellan protesålder och isotopupptag för tibiakondylen som helhet, korrelationskoefficient -0,2 (p-värde 0,13), se figur 2. 4,0 3,5 3,0 2,5 Kvot 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 2 4 6 8 10 Protesålder i år Figur 2. Sambandet mellan isotopupptag och protesålder för båda kondylerna tillsammans 5

Det ses inte heller något signifikant samband när man analyserar kondylerna var för sig eller de olika protesmodellerna separat, se figur 3 och 4. Mediala Laterala 4,0 3,5 3,0 2,5 Kvot 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 2 4 6 8 10 Protesålder i år Figur 3. Sambandet mellan protesålder och isotopupptag i kondylerna var för sig PFC Sigma NexGen 4,0 3,5 3,0 2,5 Kvot 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 2 4 6 8 10 Protesålder i år Figur 4. Sambandet mellan protesålder och isotopupptag för de olika protesmodellerna 6

De mediala kondylerna hade i medel en kvot på 0,07 (± 0,37 SD) högre upptag sett till hela materialet. Vid jämförelse av upptaget mellan de mediala och laterala kondylerna ses dock ingen signifikant skillnad med Wilcoxon s matched pairs test. Det ses ingen skillnad i upptag som kan kopplas till bakomliggande sjukdom, se figur 5. Artros Reumatoid artrit 4,0 3,5 3,0 Kvot 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 2 4 6 8 10 Protesålder i år Figur 5. Sambandet mellan protesålder och isotopupptag för de olika orsakerna till knäprotes 7

4,0 Prostatacancer Bröstcancer 3,5 3,0 Kvot 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 2 4 6 8 10 Protesålder i år Figur 6. Sambandet mellan protesålder och isotopupptag för de olika orsakerna till scintigrafi I figur 6 redovisas skillnaden i upptag i relation till scintigrafiorsak. Här kan man se att tre sjukdomstillstånd; bröstcancer, oklart fynd på röntgen och utredning av annan orsak har en något brantare lutning på trendlinjerna än materialet som helhet. Gynekologisk cancer däremot har en trendlinje som går åt motsatt håll och visar ett ökat isotopupptag med åldern, tvärtemot de övriga diagnoserna. Med tanke på hur litet materialet är i varje diagnosgrupp är detta troligen slumpmässiga observationer. DISKUSSION Huvudresultatet är att vi inte kunnat påvisa något samband mellan protesålder och isotopupptag i det material som studerats. Med den fördelningen som ses i figur 2 är det inte heller troligt att sambandet skulle förändras om studien gjordes om med en större studiepopulation. Detta resultat stöds av Rosenthall et al som med en annan kvantifieringsmetod fick liknande resultat för asymptomatiska tibiakondyler 12 42 månader postoperativt med endast två protesmodeller. Medelvärde för den förhöjda aktiviteten ligger på en kvot på 1,83 (PFC Sigma 1,86, NexGen 1,71) vilket ligger i linje med de medelvärden för kvot som Sachetti et al samt Hofmann et al uppmätt; 1,71 (± 0,42 SD) (9 90 månader postoperativt) respektive cirka 1,65 (18 och 24 månader postoperativt) (uppskattat ur deras figur 2) på grupper med asymptomatiska patienter (med reservation för att deras mätmetod kan avvika något från vår då den inte är exakt beskriven). Resultatet tolkas som att det är normalt för tibiakondyler med symptomfri protes att ha omkring dubbelt så högt upptag jämfört med det övriga skelettet. Smith et al (12) fann ett negativt prediktivt värde på 95 % för patienter med symptom men med vad de tolkade som normala scintigrafier. Likaså Kantor et al och Henderson et al drog slutsatsen att patienter med besvär från knäet och med lågt upptag på 8

scintigrafin kan följas med rutin kontroller. Klett et al väljer att vända på resonemanget då deras studie visar att undersökningar med en kvot över fem talar för proteslossning. Följaktligen har en symptomatisk patient med ett upptag som ligger kring dubbla kvoten sannolikt en låg risk för interventionskrävande komplikation. Klett et al uppmätte en signifikant skillnad mellan kondylerna i gruppen med proteslossning men inte i den friska gruppen. Med Wilcoxons matched pairs test ses ingen signifikant skillnad mellan kondylerna i vår studie vilket talar för att de är symptomfria. Ryd et al (13) samt Rubello et al (14) fann att asymptomatiska patienter hade ett högre upptag i mediala kondylen än i den laterala men deras patienter, till skillnad från våra, hade ocementerade proteser vilket kan vara en förklaring. Det faktum att olika orsaker till scintigrafi hade olika samband mellan isotopupptag och protesålder bedöms som slumpmässigt då diagnoserna med starkare samband inte har något gemensamt. Bröstcancer och gynekologisk cancer har mer gemensamt patofysiologiskt än bröstcancer och oklar smärta eller oklart fynd på röntgen men de hade motsatta samband. Materialet är för litet för att någon av diagnoserna skulle ha ett signifikant avvikande samband. En potentiell felkälla i studien är att patienterna kan ha sökt primärvården för besvär från sitt knä och att dessa symptom inte kommit till ortopedens kännedom. I det journalsystem som används på SkaS finns ingen möjlighet att ta del av primärvårdens journaler och patienterna kan därför felaktigt ha klassificerats som symptomfria vid sin scintigrafi. Vi hade i våra bilder en genomsnittlig räknestatistik i bildmaterialet på 1,23 Mcounts. Antal counts beskriver hur många fotoner som samlats in och är kopplat till hur hög kvalitet bildmaterialet har. Mcounts på 1,23 bedöms vara tillräckligt bra för att säkert kunna kvantifiera upptagen och separera faktisk benomsättning från bakgrundsbrus. Framtiden Den tekniska utvecklingen inom nuklearmedicin har möjliggjort att man i högre utsträckning kan kombinera morfologisk och funktionell bildtagning. SPECT/CT innebär att man gör en tomografisk scintigrafi (3D) av en kroppsdel direkt följt av en DT-undersökning över samma område och bilderna fusioneras. Detta medför att man kan se den exakta lokalisationen för det förhöjda upptaget projicerat på DT-bilden. Man får följaktligen mycket bättre anatomisk och morfologisk precision än vad som tidigare varit möjligt. Således kan man avgöra hur upptaget ser ut i områden med avvikande morfologi men även hur morfologin ser ut i områden med ökat upptag vilket förbättrar den nuklearmedicinska diagnostiken avsevärt. Detta har gjort att SPECT/CT i stor utsträckning ersätter planar scintigrafi och röntgen. Hirschmann et al (15) undersökte 23 patienter med symptomatiska knäproteser med SPECT/CT efter att de undersökts kliniskt samt röntgats. Detta resulterade i att diagnosen förändrades och en mer adekvat behandling sattes in för 19 av dem. Framförallt patienter med patellofemurala besvär, instabilitet samt proteslossning fick ändrad diagnos och mer adekvat behandling efter SPECT/CT, patienter som 9

vi idag har svårt att diagnostisera med endast röntgen och planar scintigrafi. Vi skulle kunna använda planar scintigrafi och röntgen som screening vid knäprotesbesvär och om upptaget kring protesen överskrider det dubbla kan SPECT/CT göras för närmare diagnostik. SLUTSATS Det finns inget samband mellan isotopupptag och postoperativ ålder i vårt material vilket innebär att vi inte behöver ta hänsyn till protesålder vid bedömning av scintigrafier med protes. Vår studie talar för att isotopupptaget kring knäproteser äldre än ett år är cirka två gånger högre än det genomsnittliga upptaget för skelett vilket kan ses som normalt för asymptomatiska knäproteser. 10

REFERENSLISTA 1. Aspelin P, Pettersson H. Radiologi. 1a upplagan. Lund: Studentlitteratur AB; 2008. 2. Brant W, Helms C. Fundamentals of diagnostic radiology. 3:e upplagan. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins; 2012. 3. Rosenthall L. Radiophosphate uptake in asymptomatic knee arthroplasty. J Nucl Med. 1987;28:1546-1549. 4. Svenska knäprotesregistret Årsrapport 2012 URL: www.knee.nko.se [åtkomst 2013-08-20] 5. Miller TT. Imaging of knee arthroplasty. European journal of radiology. 2005;54(2):164-177. 6. Klett R, Steiner D. Evaluation of aseptic loosening of knee prostheses by quantitative bone scintigraphy. Nuklearmedizin 2008;47(4):163-166. 7. Kantor SG. Radionuclide imaging of asymptomatic versus symptomatic total knee arthroplasties. Clinical orthopaedics and related research. 1990;nov(260):118-123. 8. Henderson JJ. The value of skeletal scinitigraphy in prediciting the need for revision surgery in total knee replacement. Orthopedics. 1996;19(4):295-299. 9. Hofmann AA. Bone scans after total knee arthroplasty in asymptomatic patients; cemented versus cementless. Clinical orthopaedics and related research. 1990;feb(251):183-188. 10. Sacchetti GM. Quantitative scintigraphic evaluation of total knee arthroplasties. Clinical orthopaedics and related research. 1996;apr(325):181-189. 11. Rosenthall L. Hip and knee prostheses: evaluation of the natural history of periprosthetic bone changes. Seminars in Nuclear medicine. 1997;27(4):346-354. 12. Smith S.L. Radionuclide bone scintigraphy in the detection of significant complications after total knee joint replacement. Clinical radiology 2001;56:221-224. 13. Ryd L. 99 m Tc-Diphosphonate scintigraphy in successful knee arthroplasty and its relation to micromotion. Clinical orthopaedics and related research. 1993;feb(287):61-67. 14. Rubello D. Three-phase bone scan pattern in asymptomatic uncemented total knee arthroplasty. European journal of Nuclear medicine. 1996;23(10):1400-1403. 15. Hirschmann et al. Clinical value of SPECT/CT for evaluation of patients with painful knees after total knee arthroplasty- a new dimension of diagnostics? BMC Musculoskeletal Disorders. 2011;12(36):1471-2474. 11

FoU-centrum Skaraborg, Storgatan 18, 541 30 Skövde E-post: fou-centrum.pv-tv.skaraborg@vgregion.se Hemsida: www.vgregion.se/fouskaraborg