مواضيع المحاضرة: Bone Diseases
background image

1

 

 

Fifth stage 

Radiology 

Lec-3

 

د. هديل

 

4/11/2015

 

 

Bone Diseases 

 
Imaging tools in bone diseases: 

Plain bone radiographs: 

Radiological signs of bone diseases need longer time to develop in adults than in children.  

Normal X-ray of the bone does not exclude the presence of pathology for example 
osteomyelitis in children and scaphoid fracture in the first week. 

 
Conventional radiological signs of bone diseases:
 

1-decreased bone density: 

o Focal : lytic area or area of bone destruction,  

o Generalized : osteopenia (either osteoporosis or osteomalacia). 

2-Increase bone density : sclerosis (focal or generalized). 

3- periosteal reaction : 

Definition : new bone formation by the periosteum,  

Normal periosteum is not visible. 

The type of periosteal reaction does not correlate with specific  diagnosis for   e.g. 
Codman's triangle seen in osteosarcoma may be   seen in other aggressive lesions 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

2

 

 

Causes: 

 

Trauma  

 

Infection   

 

Inflammation  

 

Tumors  

 

Metabolic: (thyroid achropachy, hypertrophic osteoarthropathy, hypervitaminosis A.)   

 

Vascular  (venous stasis ) 

 

physiological  (in 35% of infants between 1-6 m) 

 

Congenital (syphilis, osteogenesis imperfecta) 

 

 
 
4- Cortical thickening
 

Cortical thickening caused by lying down of new bone by the periosteum for long duration 
of time, 

o It indicates slow process. The thickened cortex appears irregular and dense, 

Causes: chronic osteomyelitis, stress fracture, healed trauma, and bone tumors as osteoid 
osteoma. 

 

5-Alteration of trabecular pattern

 Definition: reduction in the number of trabeculae with alteration in the remaining 
trabeculae, 

In osteoporosis, there is cortical thinning and trabeculae that remain become more 
prominent than usual  

In Paget's disease the trabeculae are thickened and extend into the compact cortex that 
normally devoid of trabeculae. 

 

6- Alteration in the shape of the bone: 

As in osteogenesis imperfecta, acromegaly & expanding bone tumors. 

 

7- Alteration of bone age: 

o The best site of assessment of bone age is at the wrist, hands, and in newborn the knee 
joint . 

o In cretinism there is delayed appearance of the epiphyseal bone centers. 


background image

3

 

 

Radionuclide bone scan 

Tc99

m

- labelled  with phosphate complex is a bone seeking agent, however it 

is also taken up by soft tissue calcifications, areas of tissue damage, soft 
tissue tumors. 

Given IV and excreted in urine. 

Positive scan shown as increased uptake (hot areas): seen in,    

trauma, tumor, infection, infarction and Paget's disease. 

Correlation with plain radiograph is frequently essential. 

 

Indications: Tc m 99  Phosph 

*1 Detection of metastases. 

*2 Detection of osteomyelitis. 

*3Determination if the lesion is solitary or multiple. 

*4 Investigation of clinically suspected bone lesion despite normal radiographs (this may 
occur with metastases, trauma/stress injury, osteoid osteoma or early osteomyelitis). 

 *5 Investigation of painful hip prosthesis. 

 *6 Determination ( in equivocal cases)  of whether an abnormality seen on radiograph is 
significant or not (a positive bone scan makes it likely that a true bone lesion exists and a 
negative one reduces the probability of disease considerably). 

 

CT scan : 

 

bone window setting is required  

 

(Window width \window level 3000\450 ) for optimum results (for specific bone 
details) . 

 

Reserved for selected cases : 

1- Abnormality in complex bones as the spine, pelvis, face and skull. 

2- Determination of the local extent of bone tumor within & outside the bone when 
planning conservative surgery. 

3. 3D CT is useful in planning corrective surgery for fracture & bone deformity. 

4.  As a guide for bone biopsy. 

 

 


background image

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MRI: 

Calcified structures produce signal void areas on MRI 

Indications: 

1- Excellent in showing the intra and extra-osseous extent of bone pathology . 

2- Investigation of disc herniation and spinal stenosis. 

3- Assessment of soft tissue masses. 

4- Assessment of cartilage, ligaments and meniscal injury. 

5- Diagnosis and assessment of avascular necrosis. 

 

 

 

 


background image

5

 

 

Solitary Bone Lesion: 

Causes: 

1- Bone tumors (benign, malignant). 

2- Tumor like conditions (fibrous cortical defect, fibrous dysplasia, bone cyst). 

3- Osteomyelitis. 

4- Conditions of uncertain origin (Langerhans histiocytosis and osteoid osteoma). 

 
Assessment of radiologicaI findings in bone lesion: 

Before we look to the lesion we check the age of the patient, it is of almost importance as 
some conditions tend to occur in specific age group. Then , 

1- site :  

Meta physeal lesion as osteo myelitis. 

Sub articular as giant cell tumor. 

Appendiculer skeleton as in primary bone tumor. 

Axial skeleton as multiple myeloma and metastases. 

2- Edge (  zone of transition ) 

Well defined clear cut with narrow zone of transition indicates benign or slowly growing 
lesion. 

Ill-defined wide zone of transition indicates aggressive rapidly growing lesion as osteo 
myelitis and malignant tumors. 

Metastases & myeloma lie in the middle of the spectrum (well defined lytic lesion with no 
sclerotic margin). 

 


background image

6

 

 

3- Adjacent cortex: 

Cortical destruction, aggressive lesions as in osteomyelitis & malignant tumors. 

Cortical expansion with no destruction in benign conditions as fibrous dysplasia or 
enchondroma. 

4- Periosteal reaction:  

in the absence of trauma periosteal reaction indicates aggressive lesion: 

Osteomyelitis. 

Malignant tumors: osteosarcoma, Ewing's sarcoma,  

Metastasis (not uncommen) particularly Neuroblastoma,  

5 - Calcification: 

Well defined, patchy popcorn indicates cartilaginous origin. 

Ill-defined speckles indicate osteoid forming tumors as in osteosarcoma 

6 - Soft tissue swelling: 

Ill-defined swelling with blurring of the tissue fat planes due to edema seen in inflammation 
as osteomyelitis. 

Well defined swelling with displacement of clear cut fat planes seen in tumors. 

 

 
Malignant Bone Tumors:
 

Secondary bone tumors :  (metastases) :  

are the commonest malignant tumors affecting the bone. 

Osteo sarcoma is the commonest primary malignant bone tumor in young adults, 

Conventional X-ray is satisfactory modality for the initial diagnosis 

CT & MRI are useful to show the extent within the bone marrow & soft tissue 
involvement, 

  

General features on X-ray are : 

Area of bone destruction or sclerosis with ill-defined margins, wide zone of transition 
& periosteal reaction with or without cortical destruction & soft tissue swelling. 

 

 


background image

7

 

 

Osteosarcoma : 

Age: 5-20-yrs, elderly with Paget's disease. 

Site: metaphyseal around the knee joint. 

Findings: 

Lytic  

Blastic  

Mixed  

Poorly defined bony destruction. 

Sun ray speculation (periosteal reaction). 

Elevation of the periosteum at the margin 
producing the so called Codman's triangle. 

Cortical destruction. 

Soft tissue swelling. 

 

 

Chondrosarcoma : 

Age: 30-50yrs. 

Site: pelvic bones, scapula, humerus, femur. 

May arise as malignant degeneration in cartilage 
cap of osteochondroma (1%) and in its benign 
counterpart enchondroma . 

Findings: 

Ill-defined expanding lytic lesion 

Flecks of calcification. 

May have periosteal reaction. 

Large extra osseous component. 

 

Ewings  Sarcoma  

Highly malignant with tendency to metastasize. 

Age: children. 


background image

8

 

 

Site: shaft of long bone. 

Findings:  

ill-defined destruction with onion peal 
periosteal reaction. 

 

 

Giant cell tumor

Slowly growing , locally invasive, rarely 
metastasize. 

Age: after closure of epiphysis (20-40 years). 

Site: around knee & wrist joints. 

Findings: 

 lytic, expansile lesion,  

Sub articular in location, 

Not clearly defined margin, 

 thinning of the cortex (sometimes with 
destruction of cortex) 

 

 

Benign Bone Tumors & Tumor like 
conditions:
 

Features of benign tumors in X-ray film:

 

 

- Well demarcated. 

- Cortical expansion but no destruction unless pathological fracture occurred. 

- No periosteal reaction (unless pathological fracture developed). 

- No soft tissue mass. 

- No or little increase in uptake on bone scan (unless pathological fracture developed).   

 

OSTEOCHONDROMA (EXOSTOSIS) 

Cartilage-covered bony projection (exostosis) on the external surface of  a bone.  


background image

9

 

 

 Most common benign bone lesion. Osteochondromas have their own growth plate  

and stop growing with skeletal maturity.  

Age: < 20  years (adolescence) 

Location: most commonly (85%): tibia, femur, humerus.  

Malignant transformation (in < 1%). Suspect if:  

Pain in the absence of  fracture, bursitis, or nerve compression  

Growth of  lesion after skeletal maturation  

> 1 cm of  cartilaginous cap by CT, > 2 cm by MRJ  

Dispersed calcifications in the cap  

Enlargement of lesion  

Increased uptake on bone scan  

 

Radiographic features: 

Two types:  

*  Pedunculated: slender pedicle directed 
away from growth plate  

*  Sessile (broad base)  

Characteristic findings:  

*  Continuous with parent bone:  

                 Uninterrupted cortex  

                 Continuous medullary bone  

 * Calcification in the chondrous portion of  cap; may be cauliflower-like  

*  Metaphyseal location (cartilaginous origin)  

•  Lesion grows away from joint   

 * Multiple osteochondromas are  seen in Diaphyseal aclasia.  

 

 

 

 


background image

11

 

 

 

 

Enchondroma: 

Site : small bones of the hands & feet  

Clinical features :   painless asymptomatic swelling. 

Findings :  lytic lesion with expansion & thinning of the cortex, no periosteal reaction unless 
pathological fracture develops. 

1 % risk of malignant transformation in solitary type 

Multiple enchondromatosis (Ollier's disease) affect long bones & carry 10% risk of 
malignant transformation. 

 

 

Osteoma  

Localized masses of  mature bone on the endosteal or periosteal surface of  cortex,  
commonly in the skull or paranasal sinuses. Associated with Gardner's syndrome. 

Fibrous  Cortical Defect & Non ossifing Fibroma (NOF): 
Common incidental findings in children. 


background image

11

 

 

Site:  affect diaphysis of long bone. 

Findings:  well defined lucent areas in cortex with sclerosed margin . 

 

 

 

Fibrous Dysplasia : 

Defect in the osteoblastic development and maturation as a result of mutation. 

Types: monostotic & polystotic 

Monostotic 

Age: 10~30yrs.   

Site: ribs, proximal femur, craniofacial 
bones. 

Usually asymptomatic. 

Polystotic 

Age:  at first decade.  

Usually unilateral, asymptomatic. 

Site: femur, tibia, pelvis, cranial bones, 
spine, feet. 

It causes leg length discrepancy, 

shepherd crook deformity, facial asymmetry, rib deformity, tibial bowing. Associated with 
hyperparathyroidism, acromegaly, DM. 

• Findings: lytic expansile lesion with typical ground-glass matrix mineralization  and 
sclerosed margin . 

 

 


background image

12

 

 

Solitary bone cyst 

Age: young adults & children. 

Site: long bones. 

Findings: well-defined expanding lytic lesion. 

A piece of cortical bone has broken off and descended through the serous fluid contained 
within the lesion and can be seen in the dependent portion of the lesion (arrow) as  

a fallen fragment sign.  

A fallen fragment sign is said to be pathgnomonic for         

 a unicameral bone cyst 

 

Aneurysmal bone cyst: 

Benign but may be aggressive in appearance. 

Age:  children &young adults 

Site:  spine, long bones, pelvis 

Findings:  purely lytic lesion, massive cortical expansion. 

(CT and MRI show blood pools (fluid -fluid levels within the 
cyst. 

D.Dx: giant cell tumor. 

 

 
Osteoid
 osteoma: 

Age:  young adults 

Site:  tibia, femur 


background image

13

 

 

Findings: lucent area surrounded by calcification  

nidus  surrounded by sclerotic rim with or without periosteal reaction. 

Radionuclide bone scan : area of increased uptake 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 40 عضواً و 172 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