TEMA DE ACTUALIZACIÓN
La resonancia magnética en la valoración del cartílago en pediatría: Cartílago de crecimiento y cartílago articular
Magnetic resonance imaging in pediatric cartilage assessment: Growth cartilage and articular cartilage
ROCA ESPIAU, M.*, y JARAMILLO, D.**
* Departamento de Radiología. Hospital Miguel Servet. Zaragoza. ** Department of Radiology. Children''s Hospital. Boston, MA.
Correspondencia:
Dr. M. ROCA ESPIAU.
Bolonia, 11-13.
50008 Zaragoza.
Trabajo realizado durante la beca B.A.E., Ex. 97/5654.
Recibido: Enero de 1999.
Aceptado: Septiembre de 1999.
RESUMEN: La resonancia magnética (RM) constituye la técnica de elección para valorar las lesiones del esqueleto inmaduro, especialmente las que afectan al cartílago, ocultas a otras técnicas diagnósticas. Tras un breve recuerdo anatomofisiológico del cartílago de crecimiento se detallan las principales lesiones y su semiología y adecuación en secuencias en RM.
PALABRAS CLAVE: Resonancia magnética. Cartílago. Fisis. Cartílago articular. Puentes óseos.
ABSTRACT: Magnetic resonance imaging (MRI) is the technique of choice for advanced imaging of the musculoskeletal system in children, particularly the growth plate, which cannot be visualized with conventional imaging techniques. Growth-plate anatomy and physiology are briefly reviewed and the main injuries, protocols and MR images are described.
KEY WORDS: MRI. Growth plate. Physis. Articular cartilage. Bone bridges.
El esqueleto infantil está compuesto en gran parte por cartílago y las estructuras cartilaginosas no resultan visibles en la radiología convencional, aunque en la actualidad pueden estudiarse correctamente mediante resonancia magnética. Todas las alteraciones que afectan al cartílago, y especialmente los traumatismos, tienen una importante repercusión en el crecimiento, de ahí la necesidad de un correcto diagnóstico inicial y de la prevención y detección precoz de complicaciones. La resonancia magnética contribuye a definir las alteraciones de las estructuras no osificadas y a una mejor visualización de las alteraciones óseas.
Cartílago de crecimiento. Anatomía y comportamiento
El cartílago de crecimiento es la estructura que separa durante la infancia y adolescencia el hueso compacto que forma el núcleo epifisario de osificación del hueso esponjoso existente en la metáfisis.11 La histología muestra cuatro zonas en el cartílago de crecimiento con diferente comportamiento ante las agresiones externas: a) zona germinal, adyacente al centro de osificación, que contiene células pequeñas; b) zona proliferativa, con células ordenadas en columnas; c) zona hipertrófica, con grandes células vacuoladas que mantienen su organización en columnas, y d) la zona de calcificación provisional previa a metáfisis.6,17
En la mayoría de las articulaciones la cápsula articular se inserta directamente en la epífisis, siendo el cartílago de crecimiento extraarticular. El aporte vascular de epífisis y metáfisis se recibe por separado, existiendo dos lechos vasculares, uno epifisario, para subsistencia de condrocitos, y otro metafisario, para su muerte, por lo que una fractura en la placa de crecimiento no suele interferir el aporte nutricio. Sólo en el caso de epífisis intracapsulares como cabeza femoral y radial, donde los vasos entran en la epífisis adyacentes al cartílago de crecimiento, existe un alto riesgo de alteraciones derivadas de las lesiones del cartílago (Figs. 1A y B).16,17
Figura 1. Caderas. Niña de 8 años. A: SE T1 coronal. B: SE T1 FS sagital. RM de cartílagos de crecimiento.
En la resonancia magnética (RM) la intensidad de señal del cartílago epifisario es intermedia en ponderación T1, aumentando en eco de gradiente (GE) y densidad protónica (DP), La señal va decreciendo progresivamente en ponderación T2. La zona de calcificación provisional aparece hipointensa en todas las secuencias (Figs. 2 y 3).11 El cierre normal del cartílago de crecimiento se visualiza en la RM5 como una pérdida de señal a este nivel y comienza en localización central con progresión centrífuga en el fémur distal y tibia proximal. Aproximadamente a los 12 años la banda cartilaginosa se hace estrecha y menos visible.16 En la epífisis distal tibial a diferencia, el cierre tiene un comienzo medial en el promontorio de Poland o de Kump (Fig. 4)10 La señal cartilaginosa desaparece habitualmente antes del cierre radiológico. La placa cartilaginosa epifisometafisaria es avascular, pero se realza con gadolinio, ya que está en relación con los vasos epifisarios y metafisarios. Los primeros aportan al cartílago el oxígeno y nutrientes necesarios para la proliferación de condrocitos y los vasos metafisarios interaccionan con los condrocitos en la zona de calcificación provisional, ocasionándoles la muerte y el depósito de mineral en la matriz cartilaginosa.11
Figura 2. Muñeca. Niño de 6 años. A: SE T1 coronal. Cartílago de señal intermedia sobre el que destacan los núcleos de osificación hiperintensos de piramidal, semilunar, ganchoso, hueso grande y epífisis distal radial. B: EG T1 FS coronal. Aumento de señal en porción cartilaginosa, apareciendo delimitada la porción no osificada por línea hipointensa (flecha).
Figura 3. Rodilla. Niño de 10 años. A: SE T1 coronal. Bandas de señal intermedia (flechas) correspon dientes a cartílago de crecimiento de fémur distal y tibia proximal. B: SE T2 sagital. Cartílago discretamente hiperintenso con baja señal en la zona de calcificación provisional.
Figura 4. Muñeca. Paciente femenino de 17 años. EG T2 coronal. Banda hipointensa que muestra la localización del cartílago de crecimiento ya cerrado (flecha).
En los niños, el periostio está adherido débilmente al hueso; sin embargo, el pericondrio está fuertemente adherido, por ello normalmente las infecciones o tumores se detienen a nivel de cartílago. En RM el periostio aparece hipointenso y converge con el hueso en la zona del cartílago.
La RM requiere para la visualización del cartílago una alta resolución, siendo necesario utilizar un campo (FOV) pequeño, por debajo de 16 mm, espesor de corte de 3-5 mm y antenas de superficie. En eco de gradiente (EG) todas las estructuras cartilaginosas aparecen hiperintensas, contrastando con la baja señal del hueso, mientras que en STIR o supresión grasa T2 (FST2) el cartílago de la epífisis es de baja intensidad de señal. Esto permite en los lactantes diferenciar el cartílago epifisario, hipointenso, del cartílago de crecimiento hiperintenso. Habitualmente se realiza EG de orientación axial como localizador, seguido de coronal T1 y EG y T2 en diferentes orientaciones (Figs. 5 y 6A y B). Las adquisiciones volumétricas permiten espesores de corte de 1 mm, muy adecuados para zonas pequeñas. La realización del MIP (maximum intensity projection) sobre cortes finos en EG con supresión de grasa (FS) permite obtener un mapa axial de la zona de cartílago de crecimiento.11
Figura 5. Rodilla. Niña de 10 años. EG sagital. Cartílago de crecimiento y cartílago articular hiperintensos, destacando sobre la baja señal de la médula ósea.
Figura 6. Tobillo-pie. Niño de 4 años. A: SE T1 sagital. Cartílago de crecimiento tibial hipointenso. Médula ósea hiperintensa de calcáneo, astrágalo y segunda cuña parcialmente osificados. B: EG T2 axial. Cartílago hiperintenso identificando escafoides (flecha) y primera cuña, no osificados.
Traumatismos
El cartílago de crecimiento se afecta aproximadamente en un 6-15% de las fracturas infantiles.16
Las lesiones más frecuentes son en el cartílago de crecimiento de tibia y peroné distal, cúbito y radio y húmero proximal. Habitualmente se utiliza la clasificación de Salter-Harris para la valoración de los traumatismos que afectan al cartílago de crecimiento15-17 (Fig. 7) en un 80% por fuerzas de distracción y en el 20% restante por fuerzas de compresión. Además, el traumatismo puede ser único o cíclico. Un tipo especial es la fractura triplana,6,14 que afecta a tibia distal en los tres planos: vertical en epífisis, horizontal en cartílago y oblicuo en metáfisis, representando un 6% de fracturas de epífisis distal tibial. Esta fractura ocurre durante el cierre del cartílago. El 25-30% de los pacientes con epifisiolisis presentan alteraciones en su crecimiento y un 10% desarrolla deformidad, lo que depende sobre todo de la localización. En general los Tipos I, II y III de Salter-Harris tienen un buen pronóstico, pero los Tipos IV y V presentan secuelas.16
Figura 7. Esquema de clasificación de epifisiolisis de Salter-Harris.
En la RM la interrupción del cartílago se ve como un área focal de baja señal, habitualmente lineal, dentro del cartílago hiperintenso en EG y T2. En la porción ósea la fractura presenta baja señal en T1 rodeada de hiperintensidad en EG (eco de gradiente) y DP FS (densidad protónica con supresión grasa)17 (Figs. 8A y B). Las fracturas verticales favorecen el desarrollo de un puente óseo8 porque permiten el desarrollo de vascularización a través del cartílago de crecimiento, lo que ha sido demostrado en estudios experimentales con gadolinio en conejos.7,9 Las fracturas horizontales, donde se preserva el cartílago adyacente a la epífisis, no desarrollan esta complicación. Todo ello se debe a que la lesión de la zona proliferativa del cartílago provoca más complicaciones que la afectación de la zona hipertrófica8 (Figs. 9A y B). La RM, a diferencia de otras técnicas, permite visualizar la línea de fractura en el cartílago y en la médula ósea, diferenciando las fracturas que afectan a epífisis y cartílago sin participación articular o fracturas estables de las que presentan una extensión articular.
Figura 8. Codo. Niña de 11 años. A y B: SE T2 sagital, diferentes pacientes. Interrupción de la señal intensa de cartílago y línea de fractura (flecha) en la epífisis radial (A). Epífisis radial normal (B).
Figura 9. Muñeca. Niño de 7 años. A: EG T2 coronal. B: EG T2 sagital. Epifisiolisis de radio Tipo II de Salter y Harris. Se observa edema intraesponjoso hiperintenso en la metáfisis y fragmento triangular metafisario sin lesión epifisaria.
Las fracturas del codo son difíciles de valorar en pediatría debido a que existen múltiples núcleos de osificación en el húmero distal, cúbito y radio proximal. Hasta los 10-12 años existe en esta articulación una gran porción cartilaginosa invisible en radiografía (Rx) simple.2 Un gran número de fracturas que parecen estables clínica y radiográficamente son susceptibles de cambiar su clasificación tras la realización de RM2 (Fig. 10). La mayoría de las fracturas de codo ocurren entre los 4 y 8 años, siendo la fractura del cóndilo lateral del húmero la más frecuente del Tipo IV de Salter-Harris. Así como el Tipo II puede tratarse con reducción cerrada, el Tipo IV con desplazamiento mayor de 2 mm requiere reducción abierta y fijación interna. Es importante por ello diferenciar estos dos tipos y valorar la extensión articular de la fractura (Fig. 11). En la rodilla la avulsión de un fragmento cartilaginoso rotuliano inferior patellar sleeve fracture con o sin fragmento óseo asociado es a veces poco visible en Rx simple. Este tipo de fractura se produce entre los 9 y 12 años provocada por una contracción violenta del cuádriceps contra resistencia.1 En la RM puede verse la lesión cartilaginosa y su relación con los fragmentos óseos. La densidad protónica con FS en planos sagitales muestra una línea hiperintensa, correspondiente a la fractura osteocondral, que atraviesa la interfase hueso-cartílago y se acompaña de edema óseo1 (Figs. 12A y B).
Figura 10. Esquema de los núcleos de osificación del codo pediátrico. C: capitellum. R: cabeza radial; M: epicóndilo medial; I: epicóndilo late-ral. T: tróclea.
Figura 11. Codo. Niña de 3 años. DP FS. Extensión de fractura diafisaria a epífisis cartilaginosa (línea hipointensa, flecha). Epifisiolisis de Salter-Harris Tipo IV.
Figura 12. Rodilla. Niño de 9 años. A: DP sagital. B: SE T1 coronal. Avulsión cartilaginosa acompañada de pqueño fragmento óseo en polo inferior de rótula (flecha). Sleeve fracture.
Complicaciones postraumáticas
La complicación más importante en las fracturas que afectan al cartílago epifisario es la formación de puentes óseos que cruzan la placa de crecimiento y provocan una detención del crecimiento o una deformidad. Cuando se desarrolla un puente óseo, la RM puede definir su tamaño y localización y valorar igualmente su posible repercusión sobre el crecimiento. Los pequeños puentes fibrosos pueden desaparecer espontáneamente, pero si producen deformidad es necesario resecarlos. La RM puede detectar su aparición en los 3 primeros meses consecutivos al trauma antes de su aparición radiológica. También puede en otros casos mostrar la integridad del cartílago y descartar la sospecha de puente óseo en Rx simple.8 Los puentes óseos se manifiestan en la RM como una interrupción en la hiperseñal cartilaginosa en forma de baja señal en todas las secuencias o bien hiperintensos en T1 si existe médula dentro del puente óseo (Figs. 13A, B y C). En ocasiones pueden verse líneas hiperintensas en T1 de localización metafisaria correspondientes a líneas de detención de crecimiento. Estas líneas aparecen en las 12 semanas posteriores a una fractura y también son visibles en Rx simple.
Figura 13. Rodilla. Niña de 10 años. A: SE T1 coronal. Alteración de señal en la porción medial del cartílago de crecimiento tibial. Se visualizan líneas metafisarias de detención de crecimiento (flecha). B: EG coronal. Pérdida de señal cartilaginosa con formación de pequeño puente óseo (flecha).
Otra complicación tras la fractura es la extensión del cartílago de crecimiento dentro de la metáfisis, posiblemente debido a una alteración de la osificación metafisaria por isquemia,9 aunque no parece crear alteraciones en el crecimiento. La necrosis avascular es otra complicación postraumática donde la médula ósea adyacente presenta alteraciones de señal, predominando la hipointensidad en T1, con mayor incidencia en epífisis femoral proximal debido a sus características de vascularización y localización intracapsular.6,17 La RM puede mostrar también alteraciones en el callo de fractura en forma de persistencia de hiperseñal marginal en T2, que representa cartílago y tejido de granulación correspondiente a pseudoartrosis.
Según la clasificación de Salter-Harris, la tasa de complicaciones es alta en el Tipo IV, pudiendo aparecer una angulación articular, sobre todo en la rodilla y tobillo. El Tipo V tiene siempre un pronóstico desfavorable, con incidencia de acortamiento, angulación o ambas cosas en un 100% de los casos (Figs. 14A, B y C).
Figura 14. Codo. Niña de 10 años. A: SE T 1 coronal. B: EG coronal. C: DP sagital. Detención del crecimiento en la porción medial epifisaria secundario a fractura (flechas).
Los microtraumatismos cíclicos repetidos que producen un estrés mantenido pueden también causar alteraciones en el crecimiento. Cuando se localiza en la porción medial de la tibia proximal provoca alteraciones en el cartílago de crecimiento y deformidad en tibia vara (enfermedad de Blount). En este caso la RM es útil en el preoperatorio para la detección de puentes óseos y la evaluación del contorno de la epífisis no osificada. En la práctica deportiva y síndromes de sobreuso pueden verse irregularidades en el cartílago de muñeca debido a un mecanismo de estrés que causa alteraciones en la vascularización metafisaria y disrupción de la osificación endocondral. En la RM se visualiza una persistencia de hiperseñal en el cartílago metafisario, pero en ocasiones pueden existir puentes óseos.3,18
En todos los casos la realización de un mapa axial tras la reconstrucción MIP de cortes finos realizados en eco de gradiente o densidad protónica con supresión grasa permite la localización de los puentes óseos como áreas de baja señal que destacan sobre la señal intensa del cartílago11 previo a la realización del tratamiento quirúrgico.
Tumores e infección
El cartílago de crecimiento normalmente representa una barrera para la diseminación de tumores, ya que los condrocitos producen sustancias que interfieren la infiltración tumoral.7,9 La detección de la infiltración del cartílago con RM es fundamental para la valoración prequirúrgica, siendo superior a la detección por radiología simple (80 vs. 60% de comprobación histológica) (Figs. 15A y B). Con menor frecuencia, tumores benignos como el quiste óseo aneurismático o el quiste óseo simple pueden alterar el crecimiento debido a una extensión a través del cartílago de crecimiento (Figs. 16A y B).8
Figura 15. Fémur. Niña de 10 años. Osteosarcoma. A: SE T1 coronal. B: EG sagital. Cartílago de crecimiento con señal conservada (flechas). No se observa extensión epifisaria tumoral.
Figura 16. Tobillo. Niño de 10 años. A: SE T1 coronal. B: EG coronal. Quiste óseo aneurismático, sin afectación de cartílago de crecimiento, visualizando la banda (flecha) hiperintensa cartilaginosa conservada (B).
El cartílago representa también una barrera para la diseminación de la infección, pero cuando resulta infectado puede provocar alteraciones en el crecimiento. En casos de osteomielitis adyacente al cartílago de crecimiento el papel de la RM se limita a visualizar la invasión cartilaginosa en forma de alteración en su señal. La captación de gadolinio contribuye también a visualizar la interrupción de señal del cartílago y detectar áreas de abscesos intraóseos con vistas a un posible drenaje (Figs. 17A y B).8
Figura 17. Tobillo. Niño de 6 años. A: SE T2 sagital. B: FS sagital con gadolinio. Osteomielitis. Interrupción de la señal en cartílago de crecimiento (flecha) por edema (A). Pequeño absceso (flechas) delimitado tras la inyección de contraste (B).
Cartílago articular
El cartílago que recubre las superficies articulares presenta en todas las secuencias un comportamiento en RM similar al cartílago de crecimiento. Habitualmente se estudia mediante secuencias spin echo (S)E T1, densidad protónica con supresión grasa (DP FS) y eco de gradiente (EG). Un ángulo de 20° permite diferenciar en estas secuencias el cartílago del agua; en este caso el cartílago articular de los derrames articulares. Con un ángulo de 20° el agua es hiperintensa (EG) y con un ángulo de 45° hipointensa (spoiled gradient echo, SPGR). La señal cartilaginosa es hipointensa en T1 e hiperintensa en eco de gradiente (EG). Se utiliza SPGR (spoiled gradient echo) con supresión grasa (FS) para valorar el espesor del cartílago.13
La importancia del recubrimiento cartilaginoso en pediatría es clara en la osteocondritis disecante de rodilla (Fig. 18). Es una alteración frecuente, bilateral en el 20-30% de casos y de aparición en edades a partir de los 10 años. Aunque su etiología es discutida, se acepta su relación con microtraumatismos repetidos, probablemente después de un traumatismo agudo, localizándose con frecuencia en la porción lateral del cóndilo interno y menos frecuentemente en la rótula. La RM permite asegurar la integridad del recubrimiento cartilaginoso, el tamaño del fragmento subcondral y su estadio de curación. Si existe líquido entre el lecho y el hueso, manifestado por hiperseñal en T2 o eco de gradiente, con disrupción del cartílago, el fragmento es inestable y requerirá tratamiento quirúrgico. Si no se aprecia solución de continuidad, normalmente en pediatría la tasa de resolución espontánea es más alta que en adultos y se hace tratamiento conservador inicialmente.4,12,19 En ocasiones puede plantearse un diagnóstico diferencial de la osteocondritis disecante con la osificación irregular del fémur distal, esta última «variante normal», de localización generalmente más posterior en los cortes sagitales y probablemente relacionada con estrés mecánico.
Figura 18. Rodilla. Niño de 9 años. Osteocondritis con recubrimiento de cartílago íntegro (flecha).
Conclusiones
1.a La resonancia magnética puede detectar inicialmente las alteraciones cartilaginosas en un traumatismo agudo, especialmente en el diagnóstico de fracturas Tipo IV de Salter-Harris.
2.a La RM facilita la identificación precoz de puentes óseos y modificaciones secundarias del cartílago de crecimiento, pudiendo contribuir en el diagnóstico precoz de alteraciones de crecimiento de carácter postraumático.
3.a La visualización del recubrimiento cartilaginoso articular contribuye a la planificación terapéutica en osteocondritis disecante y fracturas subcondrales.
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