Comparative analysis of the results of multispiral computed tomography using color mapping and magnetic resonance imaging in the diagnosis of acute hematogenous osteomyelitis in children

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Although acute hematogenous osteomyelitis is considered a fairly well-studied disease, several articles emphasize that the frequency of diagnostic errors remains quite high. The clinical presentation of acute hematogenous osteomyelitis largely depends on its reactivity and localization. The latter has features of the clinical course in children of different age groups. Osteomyelitis can be difficult to detect because of the variability and nonspecificity of symptoms and physical and laboratory parameters. Rapid diagnosis is crucial for successful disease outcomes because untimely treatment increases the number of complications. Therefore, visualization should be aimed at early diagnosis and, ultimately, successful treatment.

AIM: This study aimed to evaluate the informative value of magnetic resonance imaging and multispiral computed tomography (MSCT) in the diagnosis of the intramedullary phase of acute hematogenous osteomyelitis as its earliest stage.

MATERIALS AND METHODS: Thirty patients suspected with acute hematogenous osteomyelitis underwent magnetic resonance imaging and MSCT using color mapping techniques and X-ray density assessment. At the final stage of the diagnostic algorithm, osteotonometry was performed. The contents of the bone marrow canal were taken for microbiological and bacteriological studies.

RESULTS: In the intramedullary phase of acute hematogenous osteomyelitis, magnetic resonance imaging and MSCT revealed signs of bone marrow edema in 96% of the cases. The sensitivity of magnetic resonance imaging was 96%, the same as that of MSCT; however, the specificity was significantly lower than that of MSCT using the color mapping method and X-ray density assessment, which was 67% and 83%, respectively (p < 0.05).

DISCUSSION: In recent years, the role of computed tomography in the diagnosis of acute hematogenous osteomyelitis has received considerable recognition in pediatric surgical practice, and MSCT with color mapping and X-ray density assessment in the diagnosis of acute hematogenous osteomyelitis in children has been used relatively recently. Simultaneously, many researchers have reported the high informativeness of MSCT in the diagnosis of acute hematogenous osteomyelitis.

CONCLUSIONS: The intramedullary phase of acute hematogenous osteomyelitis according to magnetic resonance imaging and MSCT indicates bone marrow edema as its earliest stage. According to the data of the present study, MSCT using color mapping and X-ray density assessment has high specificity and can be used with MRI as the main method for diagnosing the intramedullary phase of acute hematogenous osteomyelitis.

About the authors

Alexander V. Pozdnyakov

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Email: pozdnyakovalex@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1110-066X
SPIN-code: 1000-6408

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Vyacheslav G. Svarich

Republican Children’s Clinical Hospital; Pitirim Sorokin Syktyvkar State University

Author for correspondence.
Email: svarich61@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0126-3190
SPIN-code: 7684-9637

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Syktyvkar; Syktyvkar

Denis A. Lyurov

Republican Children’s Hospital; Pitirim Sorokin Syktyvkar state University

Email: denis_liurov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8818-0055
SPIN-code: 2687-8324
Russian Federation, Syktyvkar; Syktyvkar

References

  1. Shamsiev ZhA, Shamsiev AM, Makhmudov ZM. To the question of early diagnosis of acute hematogenous osteomyelitis of bones of the hip joint in children. Pediatric surgery. 2018;22(2):83–88.
  2. Sazhin AA, Rumyantseva GN. Features of the course of metaepiphyseal osteomyelitis in young children. Tver Medical Journal. 2017;(3):70–72. (In Russ.)
  3. Lyurov DA, Svarich VG, Рozdnjakov AV. Optimization techniques for early diagnosis of acute gematogennogo osteomyelitis in children. Visualization in medicine. 2020;2(3):13–21.
  4. Mamatov AM, Abhadylykov ZA, Kamshibekov UA, Boronbaeva EA. Treatment of septic forms of acute osteomyelitis in children. Bulletin of Science and Practice. 2018;4(11):97–100. doi: 10.5281/zenodo.1488116
  5. Rumyantseva GN, Gorshkov AY, Sergeechev SP, Mikhailova SI. Acute metaepiphyseal osteomyelitis in young children, peculiarities of course and diagnosis. Modern problems of science and education. 2017;(4):41.
  6. Arnold JC, Bradley JC. Osteoarticular infections in children. Infect Dis Clin North Am. 2015;29(3):557–574. doi: 10.1016/j.idc.2015.05.012
  7. Eshonova TD. Acute hematogenous osteomyelitis in children. Pediatria n.a. after G.N. Speransky. 2016;95(2):146–152.
  8. Karmazanovsky GG. Assessment of diagnostic significance of the method (sensitivity, specificity, overall accuracy). Annals of HPB Surgery. 1997;2:139–142.
  9. Rumyantseva GN, Gorshkov AY, Sergeechev SP, Mikhailova SI. Methods of radial diagnostics in acute metaepiphyseal osteomyelitis. Pediatric surgery. 2019;23(1S3):56. (In Russ.)
  10. Minaev SV, Filipieva NV, Leskin VV, et al. Radiological methods in diagnostics of acute haematogenous osteomyelitis in children. Doctor.Ru. 2018;(5):32–36. doi: 10.31550/1727-2378-2018-149-5-32-36
  11. Simpfendorfer CS. Radiologic approach to musculoskeletal infections. Infect Dis Clin North Am. 2017;31(2):299–324. doi: 10.1016/j.idc.2017.01.004
  12. James DC, Gail JH, Sheldon LK, et al. Feigin and Cherry’s textbook of pediatric infectious diseases. 7th edition. Elsiver, 2014. Vol. 55. Р. 711–727.
  13. Pugmire BS, Shailam R, Gee MS. Role of MRI in the diagnosis and treatment of osteomyelitis in pediatric patients. World J Radiol. 2014;6(8):530–537. doi: 10.4329/wjr.v6.i8.530
  14. Lee YJ, Sadigh S, Mankad K, et al. The imaging of osteomyelitis. Quant Imaging Med Surg. 2016;6(2):184–198. doi: 10.21037/qims.2016.04.01
  15. Dartnell J, Ramachandran M, Katchburian M. Haematogenuos acute and subacute paediatric osteomyelitis. A systematic review of the literature. J Bone Joint Surg. 2012;94-B(5):584–595. doi: 10.1302/0301-620X.94B5.28523
  16. Mikhailova SI, Rumyantseva GN, Yusufov AA, et al. Methods of radiation diagnostics of acute hematogenous osteomyelitis in children of different age groups. Modern problems of science and education. 2020;(2):148. doi: 10.17513/spno.29711
  17. Strelkov NS, Razin MF. Hematogenic osteomyelitis in children. Moscow: GEOTAR-Media., 2018. 160 p. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Patient, 12 years old. In the T2 STIR mode, a hyperintense MR signal from the bone marrow characterizes edema (1); the distal border of bone marrow edema is indistinct. In the T1 mode, a weak, without clear boundaries, a hypointense signal is noted in the affected area of the right tibia (2)

Download (162KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Patient aged 12 years, third day of illness. Changes in densitometric parameters in the upper third of the right tibia with signs of bone marrow edema are determined by color mapping (a, arrows), and a clear border of the spread of edema to the middle third is determined (b)

Download (240KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Comparison of color mapping and X-ray density indicators in the study group (checking for normality)

Download (250KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Comparison of the X-ray density data of the metaphysical zones of the affected limb with the data of a healthy limb in patients with CSOs in the study group

Download (76KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distribution of the obtained indicators on the significance axis

Download (21KB)
Indexing metadata

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».