Pediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyPediatric Hematology/Oncology and ImmunopathologyВопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии1726-17082414-9314Fund Doctors, Innovations, Science for Children67310.24287/1726-1708-2023-22-1-73-77ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИBone marrow cellularity assessment using magnetic resonance imaging in children with aplastic anemiaОценка клеточности костного мозга методом магнитно-резонансной томографии при апластической анемии у детейhttps://orcid.org/0000-0003-4164-004XKriventsovaN. A.КривенцоваН. А.
Russian Federation

Natalia A. Kriventsova, a radiologist and a research technician at the Department of Diagnostic Radiology

1 Samory Mashela St., Moscow 117997, Russia 

Кривенцова Наталия Алексеевна, врач-рентгенолог, лаборант-исследователь отдела лучевой диагностики

117997, Москва, ул. Саморы Машела, 1E-mail: 

nataliya.krivencova@fccho-moscow.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7317-7104TereshchenkoG. V.ТерещенкоГ. В.
Russian Federation

Moscow

 Москва 

Galina.Tereshenko@fccho-moscow.ruThe Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of the Ministry of Healthcare of the Russian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России0103202322173772212202230012023Copyright ©; 2023, «D. Rogachev NMRCPHOI»Copyright ©; 2023, ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава России2023«D. Rogachev NMRCPHOI»ФГБУ «НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева» Минздрава Россииhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://hemoncim.com/jour/article/view/673

Aplastic anemia is a life-threatening condition characterized by the suppression of all hematopoietic lineages in the bone marrow. Empty intertrabecular spaces are replaced by adipose tissue. With modern MR techniques for assessing fat fraction, it has become possible to capture these changes. The fat fraction is estimated as the ratio of the signal intensity from fat to the sum of the fat and water signals. Aim of the study: to assess the diagnostic value of bone marrow fat fraction quantification in patients aged < 18 years with aplastic anemia. The study was approved by the Independent Ethics Committee and the Scientific Council of the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation. The study included 66 participants aged under 18 years. A control group consisted of 33 healthy subjects with a mean age of 13.03 ± 2.83 years. A group of interest included 33 children with a confirmed diagnosis of aplastic anemia, with a mean age of 12.31 ± 4.39 years. The study was carried out at the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation; all scanning was performed on a Philips Achieva 3.0T MRI scanner using the mDixon-quant sequence in the iliac bones and lumbar vertebrae. Our results showed that bone marrow fat fraction was significantly higher in the aplastic anemia group than in the controls. In the patients with aplastic anemia, the mean fat fraction values in the iliac bones and in the L4, L5 vertebrae were 82.62 ± 10.92% and 73.52 ± 17.52%, respectively. In the control group, the mean fat fraction values for these sites were 51.04 ± 11.41% and 31.43 ± 10.61%, respectively. We found a significant difference in fat fraction values for the same sites between the groups (p < 0.01). Bone marrow fat fraction quantification by MRI allows for the detection of decreased cellularity of the marrow in patients under 18 years of age with aplastic anemia compared to healthy children.

Апластическая анемия – жизнеугрожающее состояние, характеризующееся угнетением всех ростков кроветворения в костном мозге. Опустевшие межтрабекулярные пространства замещаются жировой тканью. Современные методики оценки фракции жира при помощи магнитно-резонансной томографии (МРТ) позволяют улавливать эти изменения. Фракция жира оценивается как отношение интенсивности МР-сигнала жира к сумме МР-сигналов жира и воды. Цель исследования – оценить диагностическую значимость измерения фракции жира в костном мозге у пациентов с апластической анемией младше 18 лет. Исследование одобрено независимым этическим комитетом и утверждено решением ученого совета НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева. В исследование включены 66 пациентов в возрасте младше 18 лет. Контрольную группу составили 33 здоровых ребенка, средний возраст – 13,03 ± 2,83 года. В основную группу вошли 33 пациента с подтвержденным диагнозом «апластическая анемия», средний возраст – 12,31 ± 4,39 года. Исследование выполнялось в НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева на томографе Philips Achieva 3.0T с использованием последовательности mDixon-quant на область подвздошных костей и поясничных позвонков. По данным МРТ фракция жира в костном мозге у детей с апластической анемией была значительно выше, чем у здоровых добровольцев. Средние показатели в подвздошных костях у пациентов с апластической анемией составили 82,62 ± 10,92% и в позвонках L4, L5 – 73,52 ± 17,52%. В контрольной группе данные показатели в тех же точках составили 51,04 ± 11,41% и 31,43 ± 10,61% соответственно. При сравнении в одинаковых точках была получена статистически значимая разница (p < 0,01). Исследование фракции жира в костном мозге методом МРТ позволяет выявить снижение клеточности костного мозга у пациентов младше 18 лет с апластической анемией по сравнению со здоровыми детьми.

fat fractionmagnetic resonance imagingpediatricshematologyфракция жирамагнитно-резонансная томографияпедиатриягематологияСтатья финансировалась в рамках гранта Российского научного фонда №22-25-00553 «Новые МРТ-технологии в исследовании тканевых характеристик костного мозга при апластической анемии: возможности контроля эффективности терапии и сравнение с результатами гистопатоморфологии».1. Криволапов Ю.А. Биопсии костного мозга: научно-практическое издание. М.: Практическая медицина; 2014. Кривенцова Н.А., Куприянов Д.А., Меньшиков П.Е., Терещенко Г.В. МР-биомаркер изменений костного мозга у детей с острым лимфобластным лейкозом. Russian Electronic Journal of Radiology 2020; 10 (4): 159–68. DOI:10.21569/2222-7415-2020-10-4-159-168Криволапов Ю.А. Биопсии костного мозга: научно-практическое издание. М.: Практическая медицина; 2014. Кривенцова Н.А., Куприянов Д.А., Меньшиков П.Е., Терещенко Г.В. МР-биомаркер изменений костного мозга у детей с острым лимфобластным лейкозом. Russian Electronic Journal of Radiology 2020; 10 (4): 159–68. DOI:10.21569/2222-7415-2020-10-4-159-1682. Hartung H.D., Olson T.S., Bessler M. Acquired aplastic anemia in children. Pediatr Clin North Am 2013; 60 (6): 1311–36. DOI: 10.1016/j.pcl.2013.08.011Hartung H.D., Olson T.S., Bessler M. Acquired aplastic anemia in children. Pediatr Clin North Am 2013; 60 (6): 1311–36. DOI: 10.1016/j.pcl.2013.08.0113. Румянцев А.Г., Масчан А.А. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению приобретенной апластической анемии у детей. М.; 2015.Румянцев А.Г., Масчан А.А. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению приобретенной апластической анемии у детей. М.; 2015.4. Криволапов А.Г. Технические аспекты выполнения трепанобиопсий костного мозга. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика 2014; 7 (3): 290–5.Криволапов А.Г. Технические аспекты выполнения трепанобиопсий костного мозга. Клиническая онкогематология. Фундаментальные исследования и клиническая практика 2014; 7 (3): 290–5.5. Chan B.Y., Gill K.G., Rebsamen S.L., Nguyen J.C. MR Imaging of Pediatric Bone Marrow. Radiographics 2016; 36 (6): 1911–30. DOI: 10.1148/rg.2016160056Chan B.Y., Gill K.G., Rebsamen S.L., Nguyen J.C. MR Imaging of Pediatric Bone Marrow. Radiographics 2016; 36 (6): 1911–30. DOI: 10.1148/rg.20161600566. Guerini H., Omoumi P., Guichoux F., Vuillemin V., Morvan G., Zins M. et al. Fat Suppression with Dixon Techniques in Musculoskeletal Magnetic Resonance Imaging: A Pictorial Review. Semin Musculoskelet Radiol 2015; 19 (4): 335–47.Guerini H., Omoumi P., Guichoux F., Vuillemin V., Morvan G., Zins M. et al. Fat Suppression with Dixon Techniques in Musculoskeletal Magnetic Resonance Imaging: A Pictorial Review. Semin Musculoskelet Radiol 2015; 19 (4): 335–47.7. Burian E., Subburaj K., Mookiah M.R.K., Rohrmeier A., Hedderich D.M., Dieckmeyer M. et al. Texture analysis of vertebral bone marrow using chemical shift encoding-based water-fat MRI: a feasibility study. Osteoporos Int 2019; 30 (6): 1265–74. DOI: 10.1007/s00198-019-04924-9Burian E., Subburaj K., Mookiah M.R.K., Rohrmeier A., Hedderich D.M., Dieckmeyer M. et al. Texture analysis of vertebral bone marrow using chemical shift encoding-based water-fat MRI: a feasibility study. Osteoporos Int 2019; 30 (6): 1265–74. DOI: 10.1007/s00198-019-04924-98. Bray T.J., Chouhan M.D., Punwani S., Bainbridge A., Hall-Craggs M.A. Fat fraction mapping using magnetic resonance imaging: insight into pathophysiology. Br J Radiol 2018; 91 (1089): 20170344.Bray T.J., Chouhan M.D., Punwani S., Bainbridge A., Hall-Craggs M.A. Fat fraction mapping using magnetic resonance imaging: insight into pathophysiology. Br J Radiol 2018; 91 (1089): 20170344.9. Кривенцова Н.А., Куприянов Д.А., Меньшиков П.Е., Терещенко Г.В. МР-биомаркер изменений костного мозга у детей с острым лимфобластным лейкозом. Russian Electronic Journal of Radiology 2020; 10 (4): 159–68. DOI:10.21569/2222-7415-2020-10-4-159-168Кривенцова Н.А., Куприянов Д.А., Меньшиков П.Е., Терещенко Г.В. МР-биомаркер изменений костного мозга у детей с острым лимфобластным лейкозом. Russian Electronic Journal of Radiology 2020; 10 (4): 159–68. DOI:10.21569/2222-7415-2020-10-4-159-16810. Tereshchenko G., Kriventsova N., Kupriyanov D., Menshchikov P., Litvinov D., Novichkova G. Quantitative Bone Marrow MRI in Children with Acute Lymphoblastic Leukemia. Int J Biomed 2021; 11 (2): 141–5.Tereshchenko G., Kriventsova N., Kupriyanov D., Menshchikov P., Litvinov D., Novichkova G. Quantitative Bone Marrow MRI in Children with Acute Lymphoblastic Leukemia. Int J Biomed 2021; 11 (2): 141–5.11. Zeng Z., Ma X., Guo Y., Ye B., Xu M., Wang W. Quantifying Bone Marrow Fat Fraction and Iron by MRI for Distinguishing Aplastic Anemia from Myelodysplastic Syndromes. J Magn Reson Imaging 2021; 54 (6): 1754–60.Zeng Z., Ma X., Guo Y., Ye B., Xu M., Wang W. Quantifying Bone Marrow Fat Fraction and Iron by MRI for Distinguishing Aplastic Anemia from Myelodysplastic Syndromes. J Magn Reson Imaging 2021; 54 (6): 1754–60.12. Griffith J.F., Yeung D.K.W., Ma H.T., Leung J.C.S., Kwok T.C.Y., Leung P.C. Bone marrow fat content in the elderly: a reversal of sex difference seen in younger subjects. J Magn Reson Imaging 2012; 36 (1): 225–30. DOI: 10.1002/jmri.23619Griffith J.F., Yeung D.K.W., Ma H.T., Leung J.C.S., Kwok T.C.Y., Leung P.C. Bone marrow fat content in the elderly: a reversal of sex difference seen in younger subjects. J Magn Reson Imaging 2012; 36 (1): 225–30. DOI: 10.1002/jmri.2361913. Kriventsova N., Shestopalov A., Tereshchenko G. Bone Marrow Adipocytes and Hematology: A Literature Review. Int J Biomed 2021; 11 (2): 123–30.Kriventsova N., Shestopalov A., Tereshchenko G. Bone Marrow Adipocytes and Hematology: A Literature Review. Int J Biomed 2021; 11 (2): 123–30.14. Aoki T., Yamaguchi S., Kinoshita S., Hayashida Y., Korogi Y. Quantification of bone marrow fat content using iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and leastsquares estimation (IDEAL): Reproducibility, site variation and correlation with age and menopause. Br J Radiol 2016; 89 (1065): 20150538. DOI: 10.1259/bjr.20150538Aoki T., Yamaguchi S., Kinoshita S., Hayashida Y., Korogi Y. Quantification of bone marrow fat content using iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and leastsquares estimation (IDEAL): Reproducibility, site variation and correlation with age and menopause. Br J Radiol 2016; 89 (1065): 20150538. DOI: 10.1259/bjr.2015053815. Chen M., Lu L., Li J., Zhang B., Liu, J., Gu, J. et al. Value of systemic PET/CT in the diagnosis and differential diagnosis of aplastic anemia. Oncol Lett 2018; 16 (3): 3215–22.Chen M., Lu L., Li J., Zhang B., Liu, J., Gu, J. et al. Value of systemic PET/CT in the diagnosis and differential diagnosis of aplastic anemia. Oncol Lett 2018; 16 (3): 3215–22.