مواضيع المحاضرة: Radiology of bone disease
background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

Radiology of bone disease :  

Osteomyelitis : 

-  Osteomyelitis is most often caused by staphylococcus aureus ( blood borne infection )   
-  usually affects infants & children. 
-  Site : most vascular area where is the metaphysis so the lesion seen around the long bone ( 

femur , tibia , knee joint ) 

The Imaging technique  

1.  Plain x-ray : selayed signs in it for 1014 days accourding to each child and immunity  
2.  TC-99 radioisotope bone scan : is sensitive 
3.  MRI : if there is no bone scan, the most sensitive imaging is MRI for early stages of 

osteomyelitis  

The radiological signs :   

1.  the earliest sings on plain radiographs are soft tissue swelling , and bone destruction in the 

metaphysis with zone of transition which ill define  

2.   periosteal reaction: is solid type  that eventually may become very extensive and become 

very thick and surround the bone( infected area )  to form a second cortex and called an 
involucrum ( which is specific sign of osteomyelitis that consist of thick layer of second 
cortex composed of periosteum which separated from the original cortex by thin layer of 
pus )  

3.  The bone sequestrum : dense piece of bone in the lytic area which is part of the original 

bone but separated from it and floating within the lesion , the cause of this sign is the 
devascularization to this area  . its pathognomonic and sometimes discharging to skin  

 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

4.  In All body bony scan : we have two phases  

A.early blood pooling phase : imaging the stain that entre to the lesion area with the blood  

*the infected area increase the uptake so appear as black or increase the black color (hyperaemia) 

B.Delayed bone scan phase : after the blood out from area , each active cell will uptake the stain  

**** so in osteomyelitis we have : increase uptake + delayed bone phase  

 

5.   U/S :can demonstrate sub periosteal collections of pus( or in adjacent soft tissue )  well 

before bone changes are evident on plain film,  

 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

6.  MRI :is the imaging modality of choice . in early stages before pus ,damage occur & shows 

evidence of bone odema and pus accumulation in the bone & soft tissue . 

-  In chronic osteomylitis the bone becomes thickened & sclerotic with loss of differentiation 

between the cortex & the medulla . within the bone there may be sequestra & areas of 
bone destruction ,this type of a lesion is known as bodies abscess. 

-  Tuberculous osteomyelitis affects most frequently the spine & large joints , but any bone 

can be affected , produces large areas of bone destruction which , unlike pyogenic 
osteomyelitis , may be relatively asymptomatic in the early stages . 

 

Distinction of neoplasm from osteomyelitis : It is not always possible using imaging tests to 
distinguish osteomyelitis from bone tumor  

1.  The most important thing to distinguish is to asked  history , the infection presented normal 

in x-ray till 10 – 14 days / while tumors have + signs on x-ray at time of presentation . 
With malignant bone tumor the radiographs are usually abnormal 

2.  The clinical signs and symptoms of the patient : infection presented with fever , bone pain , 

discharging from skin / while tumors have no sign or symptoms except ewing sarcoma  

3.  If there is an infection with late presentation and not have early film to make comparison , 

we use US for discharge or pus CT & MRI more informative. 

4.  biopsy is then needed . 
5.  
Bone scanning is positive in both osteomyelitis & malignant tumour and can not be used in 

differentiation . 

 

bone infarction :  

-  Solitary or multifocal lesion 

Occurs most often in the intra -articular portions of the bones Can occur in the shaft of a 
bone 

 

The predeposing factors : 

 

1.  Hemplytic anaemia  ( sickle cell disease )  
2.  Steroid therapy  
3.  caisson disease : specific disease affect small vessles in people who applied to high 

pressure environment ( diving , coal workers ) where the nitrogen escape from the 
vessles to medullary area and cause infarction  

4.  radiation therapy.  

 

 

 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

Radiological finding :  

First onset : no signs  

Later : once healed , they appear as irregular calcification in the medulla of along bone 

 

Multifocal Boney Lesion 

: DDx : metastasis + myloma  

1.  Metastasis : 

Affect the areas that have red marrow : spine , skull , ribs , pelvis, humeri , femora  

The pattern of presentations :  

 

Lytic type : reduce density of the bone , given rise to well-define or ill-define lesion without 
sclerotic rim  
DDx : 1. Commonest bronchogenic carcinoma in male and breast cancer in female 
           2.to less incidence thyroid cancer , colon cancer , kidney  
           3.in children : neuroblastoma ( which only cause periosteal reaction) and leukemia  


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

 

 

Sclerotic type : which give rise to whit lesion in x-ray, areas increase density of bones m ill-
define area with ill-define margin  , solitary or multifocal 
DDx : prostate in male and breast cancer in female . 

 

 

Mixed type : less incidence , like in breast cancer 10%  

Imaging modalities :  

1.  MRI the most sensitive and specific & it is better than radionuclide scanning for the 

detection of metastases. But it more difficult to survey whole skeleton by MRI 

2.  Radioisotope : to detect all the body ,is much more sensitive then plain film 
3.  CT : less sensitive  

** they don’t give rise to periosteal reaction except nuroblastoma  


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

 

T1 weighted : fluid is black and fat black , bone white  

T2 : fluid white , fat black , bone white  

STRI : fluid and bone black , fat white  

 

2.  Multiple myloma  
-  frequently seen in bones with active haemopoiesis , so in axial skeleton ( skull , spine , ribs , 

pelvis , proximal portions  of humeri and femora ) 

-  in old age group , male more than female  
-  lesions may resemble lytic metastases in every way but are often better defined 
-  diffuse marrow involvement may give rise to generalized loss of bone density 
-  two types of presentation , the commonest type is multiple lytic roumded lesion with 

variable sizes , without sclerotic rim  

***MRI has good role in detecting multiple myeloma lesions. + Plain X-Ray 

 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

3.   Lymphoma & leukemia  

Lymphoma : multifocal , aggressive , present as same as the primary tumors but it multifocal  

Leukemia : occur in child , in metaphyseal regions and it bilateral  

lesions closely resembling metastases in all imaging modalities Bone involvement in acute leukemia 
in children is not uncommon 

Leukemic deposits produce ill-defined permeative bone destruction , , bone lesions are very rare in 
adult leukemia . 

4.  4. Multiple periosteal reactions 

DDx of multiple ( solid ) periosteal reaction are  

1.  osteomyelitis  
2.  osteoid osteoma  
3.  non-accidental injury. 
4.  widespread bone infection ,e.g. congenital syphilis. 
5.  venous stasis & ulceration of legs (usually involving tibia & fibula). 
6.  hypertrophic pulmonary osteoarthropathy. Like in bronchogenic carcinoma but occur in 

other / site: bones of forearm and legs ( tibia,fibula,ulna,radius) when become extensive it 
reach small bones 

7.  scurvy disease. 

Diseases that cause Generalize reduction in bone 
density (osteopenia )  

DDx:   

1. Osteoporosis 2. osteomalacia and rickets  3. hyperparathyroidism  4. multiple myeloma  

1.  osteoporosis :  

reduction in the amount of osteoid tissue in the bone matrix , but when take biopsy and send 
histopathology study the bone is normally mineralized ( Ca++  level normal but osteoid decrease )   

The Causes :   

1.  Idiopathic : according to the age it divided into :  

a.  In childhood : idiopathic juvenile osteoporosis  
b.  In Female postmenopausal : idiopathic postmenopausal osteoporosis  
c.   In both male and female but above 60Yrs : Idiopathic senile osteoporosis  

2.  Steroid therapy + Cushing syndrome  
3.  Disuse : immobilization for long period will decrease the blood supply to specific areas and 

cause osteoporosis  

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

Radiological signs : 

-  site : early sign seen in spine  

1.  generalized reduction in bone density  
2.  cortex appear stand out clearly ( penciled in )  
3.  compression fracture so decrease in the height of vertebrae and presented as biconcave 

appearance or wedge shape because of the collapse of vertebral bodies  

4.  widening of the disc space  
5.  in long bones generalized reduction in bone densities , have thin cortices and many 

trabeculae resorbed and stand out clearly m and deformity of bones ( softening )  

 

** screening by measuring bone mass b DEXA  

2.  osteomalcia and rickets  

the osteoid matrix remain at same amount in the normal bones but Ca++ decrease and reduce 
density 

Rickets : before closure of epiphyseal palate  

Osteomalacia : after closure  

the Causes :  

1.  vitamin D deficiency or decrease sun exposure  
2.  malabsorption  
3.  renal disease  

 

 

osteomalacia :  
signs :  
1.  generalized reduction of bone density  
2.  looser zone : pseudo fracture : it is characteristic for osteomalacia  

pseudo fracture : linear band which is lucent in x-ray then become sclerotic  
 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

sites : 1. Median border of upper femoral neck 2. Border of scapula 3. Border of pubic 
bone  

3.  the bone softening , spine and vertebrae are biconcave , femora may be bowed and in 

severe cases the side wall of pelvis may bend inwards and give rise to Tri-Radiate pelvis ( 
sometimes occur in osteoporosis ) 

 

 

 

 

 

Rickets  
Site : higher growth rate area ( knee , wrist , chest  " in severe cases " )  
Signs :  
1.  Generalized reduction in bone density  
2.  Loss of provisional zone of calcification : we have epiphyseal palate between metaphysis 

and epiphysis , found it on the metaphysis .. so the provisional zone is the upper most 
area of metaphysis    ( it very early sign )  

3.  Widening of metaphysis  
4.  Cupping of metaphysis  
5.  Increase distance between metaphysis and epiphysis 
6.  Deformities in bones  

 

 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

3.  Hyperparathyroidism   

This endocrine disease that affect on bones ,, increase in PTH will mobilize Ca++ into 
blood so secondary cause osteopenia  
 
Signs :  
1.  Generalized loss of bone density with loss of the differentiation between the cortex 

& medulla , in advanced disease there may be marked deformity of the skeleton 
(early sign )   

2.  The hallmark is  sub periosteal bone resorption Which occurs particularly in the 

hands on the radial side of the middle phalanges and at the tips of the terminal 
phalanges, may associated with resorption of the outer end of the 

3.  Soft tissue calcification, vascular calcification & chondrocalcinosis sometimes occurs.. 
4.  Brown tumour are occasionally present : are lytic lesions which may be single or 

multiple occur more commonly in the mandible & pelvis but any bone may be 
involve , its rare in the in secondary hyperparathyroidism . 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Renal osteodystrophy : 

Patient   with  chronic  renal  failure    can has  the  following  bony  lesions   either  in 
isolation or  together : 
1.   Osteomalacia in adult , rickets  in children . 
2.  Hyperparathyroidism . 
3.  Sclerosis  , less  common feature ,  usually affect  the  spine  producing the  so 

called  rugger –jersey spine& at   the  metaphyses  of the  long  bones.  
 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

Generalized  increase  in bone  density : 

The  conditions  producing   this  appearance  
1. sclerotic  metastases  are  by  far  the  commonest cause , from prostatic  &  breast  
2. osteopetrosis  (  marble  bone disease  )  :it is  a congenital  disorder in which  the  
bones are densely sclerotic    the bones  are brittle and  may   fracture  readily  but  also  
healed  easily   
3.myelosclerosis  ,   replacement  of  the  bone  marrow  by fibrous  tissue  &  lay  down 
of  extratrabecular  bone  in patchy  fashion , associated   with  spleenomegaly . 

 

 

 

Alteration of  the  trabecular  pattern &  change  in shape  : occur in the following : 

I- 

Paget disease : 

-  It is usually    a chance  finding  in an elderly   patient .   
-  One  or  more  bones  may  be  affected, the  usual  site  being the  pelvis  , spine  , skull &  

long bones , bone  softening    causes bowing  & deformity  of the bones  with   pathological  
fracture  may  occur  .   

-  Radiologically  the  affected   bone  showing  thickening of the trabeculae and of the  cortex 

leading  to loss  of  corticomudellary  differentiation   &  increased  bone  density together   
with  enlargement  of  the affected  bones    

-  In the  skull      there are  many circumscribed  areas  of  sclerosis  scattered  in the  skull 

vault giving mottled  appearance ,  

-  the  most important  DX    are  metastases  due  to prostatic  or  breast carcinoma   which  

also  occur in elderly   but  no  bone  expantion seen as  with paget  disease ,  

-  pagets  disease   may  mimic tumor  on radionuclide   bone  scans  as well as on plain   film . 

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

 
II.Haemolytic   anemia
 :      
Radiological  bony  changes  are  seen in two  main  types    ( thalassaemia   &  sickle cell  
disease )  &  both  show  changes of  marrow  hyperplasia  , but  sickle  cell  disease  can  
also  showing  signs  of  bone  infarction & infection  .  
 These   sings   including : 
1. Thinning  of the  cortex and  resorption of  some  of the  trabeculae  with thickening &  
stand out  of that   which are remain. 
2. The  skull showing  widening  of the  diploe   with  perpendicular   striation giving an  
appearance  known as  hair –on-end  . 
3.Ribs  may be  enlarge  and the  phalanges may   become  rectangular. 
4. infarction at  bone  ends  causes  flattening  &  sclerosis  of the  humeral and  femoral  
heads . 
5. areas  of  bone  destruction  with periosteal new  bone  formation may be  seen in the  
shaft  of long  bones  due  to    infarction . 

 

 
III.Sarcoidosis :

 

 

-  Occasionally  involving the  bones  , the  phalanges  of the  hands & feet   are  virtually the  

only  bones  involved  

-  the  sings    are  either    small  cyst   or  areas  of   destruction   showing   a lace – like pattern 

, bony involvement  usually  associated  with chest  &  skin sarcoidosis .  

 


background image

Radiology                                                                                                                                                               L:2  د.نجالء

 
 Changes   in bone  shape : 

-  Occur in many form of  congenital dysplasia  , which all of them being rare , e.g  of  which  is 

diaphyseal  aclasia :  in the  diaphyseal  aclasia  ( multiple  exostoses  ) there  are  multiple  
bony  projection known as  osteochondromas  or exostoses , they have  cartilaginous  cup  
which may contain calcification ,   

-  when  occur in the long  bones   they  are  near the metaphyses &  directed  away   from the  

joint , occasionally  chondrosarcoma   may  develop in the  cartilage  cup .     

 

 

                                       
            
         
 
 
 
 
 

Noor Rahman

 




رفعت المحاضرة من قبل: mohammed altaee
المشاهدات: لقد قام 29 عضواً و 309 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل