background image

Bone imaging  

lecture (2) 

5

TH

stage

By

Dr. Firas Abdullah

Thiqar college of medicine


background image

Aims of our lecture:

To know the different radiological techniques used in 

bone imaging, and what are their advantages and 

disadvantages.

To know different bone pathologies.

To differentiate benign from malignant nature of a bony 

lesion.

See some examples of bony lesions


background image

Primary

Malignant Bony tumor

Metastatic malignant tumors are by far the 

commonest bone neoplasm

Radionuclide bone scans show substantially increased 

activity in the lesion.

MRI is the most accurate technique for showing the 

extension into both the medullary cavity and the soft 

tissues can be accurately defined, as can the 

relationship to important nerves and blood vessels. 

MRI provides this information better than CT


background image

Osteosarcoma (osteogenic sarcoma)

Occurs mainly in the 

5–20-year

-old age group, but is 

also seen in the elderly following malignant change in 

Paget’s disease. 

The tumour often arises in a 

metaphysis

, most 

commonly around the 

knee

Florid spiculated periosteal reaction is present, the so-

called 

sunray appearance

The tumour may elevate the periosteum to form a 

Codman’s triangle


background image

Osteosarcoma (osteogenic sarcoma)


background image

background image

Chondrosarcoma

30–50-year-

old age group

Most commonly in the pelvic bones, scapulae, humeri and 

femora. 

A chondrosarcoma produces a lytic expanding lesion 

containing flecks of calcium.

It can be difficult to distinguish from enchondroma, but it is 

usually less well defined and may show a periosteal reaction.

A chondrosarcoma may arise from malignant degeneration of a 

benign cartilaginous tumour


background image

Chondrosarcoma


background image

Ewing’s sarcoma 

A highly malignant tumour, commonest in children

Arising in the shaft of long bones. 

It produces ill-defined bone destruction with periosteal reaction 

that is typically 

‘onion skin’ 

in type


background image

Giant cell tumour

Has features of both malignant and benign tumours. 

It is locally invasive but rarely metastasizes.

It occurs most commonly around the knee and at the 

wrist after the epiphyses have fused. It is an expanding 

destructive lesion, which is 

subarticular in position


background image

Giant cell tumour


background image

background image

Primary lymphoma

Bone involvement is 

rare 

Most osseous malignant lymphoma is associated with 

generalized lymph node disease. 

When solitary primary lymphomas are encountered they may 

produce 

sclerotic or lytic 

bone lesions

Indistinguishable on imaging grounds from other malignant 

tumor


background image

Primary lymphoma


background image

Benign tumours and tumour-like conditions

In general, benign lesions have an edge which is well 

demarcated from the normal bone by a sclerotic rim. 

They cause expansion but rarely breach the cortex. 

There is no soft tissue mass and a periosteal reaction is 

unusual unless there has been a fracture through the 

lesion.

Radionuclide scans in benign tumours usually show little or 

no increase in activity, provided no fracture has 

occurred.


background image

Enchondromas:

Are seen as lytic expanding lesions most commonly in the 

bones of the hand.

They often contain a few flecks of calcium and frequently 

present as a pathological fracture.

Fibrous cortical defects (non-ossifying fibromas):

Are common chance findings in children and young 

adults.

They produce well-defined lucent areas in the cortex of 

long Bones


background image

Enchondroma

Fibrous cortical defects 


background image

Fibrous dysplasia 

May affect one or several bones. 

Affects the long bones and ribs as a well defined lytic lesion 

and may expand the bone.

There may be a sclerotic rim around the lesion.

Simple bone cyst

Has a wall of fibrous tissue and is filled with fluid. 

It occurs in children and young adults, most commonly in 

the humerus and femur. 

The cortex may be thin and the bone expanded. 

Pathological fracture.


background image

Fibrous dysplasia 

Simple bone cyst


background image

background image

Aneurysmal bone cysts

Mostly they are seen in children and young adults

Affects the spine, long bones or pelvis. 

These lesions are 

purely lytic and cause massive expansion of 

the cortex

, hence the name ‘

aneurysmal

’. They may grow 

quickly and appear very aggressive but are, nevertheless, 

benign lesions.

Computed tomography and MRI may show the 

blood-fluid 

level within the cyst. 

The major differential diagnosis is from giant-cell tumour.


background image

Aneurysmal bone cysts


background image

Osteoid osteoma

Is a painful condition found most commonly in the femur and 

tibia in young adults.

Characteristic radiological appearance: a small lucency, 

sometimes with central specks of calcification, known as a 

nidus

, surrounded by 

dense sclerotic rim. 

A periosteal reaction may also be present. 

Radionuclide bone scanning: shows marked focal increased 

activity. 


background image

Osteoid osteoma


background image

osteoma

An is a benign tumour consisting of dense bone. They 

may occur in the paranasal sinuses.


background image

Eosinophil granuloma

Is  the mildest and most frequent form of Langerhans 

histiocytosis. 

It occurs in children and young adults

Lytic lesions which may be single or multiple, most frequently in 

the skull, pelvis, femur and ribs. 

May have the features of an aggressive lesion, or well defined 

and may have a sclerotic rim. 

A periosteal reaction is sometimes seen.


background image

Eosinophil granuloma


background image

Osteomyelitis

Most often caused by 

Staphylococcus aureus

and usually affects infants 

and children. 

The 

initial radiographs 

are normal as bone changes are not visible until 

10–14 days 

after the onset of the infection, but the 99mTc  radionuclide 

bone scan and MRI show changes much earlier in the course of the 

disease within a day or two. 

Typically, acute osteomyelitis affects the metaphysis of a long bone, 

usually the femur or tibia. 

The earliest signs on plain radiographs are soft tissue swelling and bone 

destruction in the metaphysis, with a periosteal reaction that eventually 

may become very extensive and surround the bone to form an 

involucrum

A part of the original bone may die and form a separate dense 

fragment known as a 

sequestrum


background image

Osteomyelitis

In 

chronic osteomyelitis

, the bone becomes thickened and sclerotic with 

loss of differentiation between the cortex and the medulla. And may 

produce well defined lytic lesion within the bone known as a 

Brodie’s 

abscess

Tuberculous osteomyelitis 

is a particular problem in African and Asian 

populations and patients with AIDS. 

The spine is the most frequent site of infection, followed by the large 

joints, but any bone may be affected. The disease is relatively indolent 

and produces large areas of bone destruction which, unlike pyogenic 

osteomyelitis, may be relatively asymptomatic in the early stages.


background image

background image

background image

Bone infarction

Causes

: caisson disease, sickle cell disease or following 

radiation therapy or seen in elderly people without known 

cause

Once healed, they appear as irregular calcification in the 

medulla of a long bone


background image

background image

Multiple focal lesions

1.

Metastases:

Commonest malignant bone tumour

Metastases may be sclerotic, lytic or a mixed.

Bones mostly affected are those containing red marrow: 

the spine, skull, ribs, pelvis, humeri and femora.

Most of metastases are lytic

Metastases and myeloma are virtually the only causes of 

multiple obvious lytic lesions in bone.


background image

Sclerotic metastases: mainly from prostate CA in male 

and breast CA in female 

Mixed lytic – sclerotic metastasis are mainly from breast 

CA.

Metastases with bone expansion occur in primary 

tumours of the kidney and thyroid.

Neuroblastoma metastasis may cause periosteal 

reaction


background image

Radionuclide bone scan: best modality, reveals  30% of 

lesions that are not evident on X ray.

MRI: better sensitivity than radionuclide. 

Disadvantage

?

CT scan: less sensitive than MRI, need bone window


background image

background image

background image

background image

background image

2- Multiple myeloma:

Most frequently seen in bones with active haemopoiesis.

The bone lesions may resemble lytic metastases in every 

way, but are often better defined and may cause 

expansion of the bone

Diffuse marrow involvement may give rise to generalized 

loss of bone density, producing a picture similar to that of 

osteoporosis


background image

background image

background image

Multiple periosteal reactions

1)

Non-accidental injury

2)

Widespread bone infection, e.g. congenital syphilis, 

neonates with infected intravenous catheters

3)

Venous stasis and ulceration of the legs

4)

Hypertrophic pulmonary osteoarthropathy

5)

Scurvy


background image

chronic venous stasis


background image

Hypertrophic pulmonary 

osteoarthropathy


background image

Generalized decrease in bone density 

(osteopenia)

osteoporosis

osteomalacia

hyperparathyroidism

multiple myeloma


background image

Osteoporosis

Osteoporosis is the consequence of a deficiency of 

protein

Osteoporosis predisposes to fractures

The changes of osteoporosis are best seen in the spine

Causes

:

idiopathic, often subdivided according to age of onset, e.g. 

juvenile, postmenopausal, senile. 

Cushing’s disease and steroid therapy

disuse.


background image

Disuse osteoporosis

Senile osteoporosis, penciled cortex


background image

Rickets and osteomalacia

Poor mineralization of osteoid

The main causes:

Dietary deficiency of vitamin D, or lack of 

exposure to 

sunlight.

Malabsorption.

Renal disease.


background image

Rickets

The changes are maximal where bone growth is 

occurring, so they are best seen at the knees, wrists 

and ankles. 

The zone of provisional calcification is deficient and 

the metaphyses are irregularly mineralized, widened 

and cupped

Widened growth plate

Generalized decrease in bone density

Deformities of the bones 

Greenstick fractures are common.


background image

background image

Osteomalacia

Loss of bone density

Thinning of trabeculae and cortex

Looser`s zones (pseudofractures): commonest in the 

scapulae, medial aspects of the femoral necks and 

in the pubic rami.

Bone deformity: biconcave vertbebra. Bowing of 

long bones. Triradiate pelvis


background image

background image

Hyperparathyroidism:

Excess parathyroid hormone secretion mobilizes 

calcium from the bones, resulting in a decrease in bone

Primary: hyperplasia or a tumour of the parathyroid 

glands

Secondary: chronic renal failure

A generalized loss of bone density, with loss of the 

differentiation between cortex and medulla. The 

trabecular pattern may have a fine lacework 

appearance. With advanced disease there may be 

marked deformity of the skeleton.


background image

Hyperparathyroidism:

The hallmark of hyperparathyroidism is subperiosteal

bone resorption, particularly at the radial side of the 

middle phalanges and at the tips of the terminal 

phalanges. 

There may also be resorption of the outer ends of the 

clavicles.

Soft tissue calcification, vascular calcification and 

chondrocalcinosis: more in the secondary type

Brown tumours: seen more in primary type. Lytic lesions, 

single or multiple, of varying size and may be expensile. 

They occur most commonly in the mandible and pelvis.


background image

background image

Renal osteodystrophy

Three distinct pattern of bony involvement: 

Osteomalacia in adults; rickets in children

Hyperparathyroidism

Sclerosis, Rugger jersey spine or sclerosis of the 

metaphyses of the long bones.


background image

Rugger jersey spine

(Renal osteodystrophy)


background image

Generalized increase in bone density

Sclerotic metastases 

Osteopetrosis (marble bone disease): 

congenital disease.

Myelosclerosis: is a form of myelofibrosis, 

replacement of bone marrow by fibrous tissue. 

Splenomegally.


background image

Osteopetrosis 


background image

Alteration of trabecular pattern and

change in shape

Paget disease

Elderly  

Thickening of trabecula. Enlargement of affected 

bone, loss of CM differentiation. 

Thickened calvarium with cotton wool appearance. 

One form is lytic: osteoporosis circumscripta of skull.

Risk of malignant changes 


background image

background image

Alteration of trabecular pattern and

change in shape

Hemolytic anemia:

Marrow hyperplasia: phalanges, skull: hair on end

Infarction and infection


background image

background image

Thank you




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 0 عضواً و 64 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