L’osteoporosi è caratterizzata da una riduzione della massa ossea e da alterazioni della microarchitettura, in particolare dell’osso spongioso, ma anche dell’osso compatto. Sia la quantità che la qualità dell’osso sono determinanti della sua resistenza. La quantità dipende dalla densità ossea che può essere valutata con la tecnica Dual-X-ray Absorptiometry (DXA), misurando la Bone Mineral Density (BMD). La qualità dell’osso dipende da diversi fattori: velocità del turnover osseo, distribuzione della massa ossea, microfratture, grado e qualità della mineralizzazione, qualità delle fibre di collageno e microarchitettura ossea, soprattutto a livello trabecolare. Con la tecnica DXA è possibile ottenere una valutazione indiretta della microarchitettura ossea per ogni corpo vertebrale lombare applicando un algoritmo denominato Trabecular Bone Score (TBS), che rianalizza la dinamica spaziale delle variazioni dell’intensità dei pixel sul tratto vertebrale lombare, ricreando una mappatura qualitativa trabecolare. I valori di riferimento per donne in post menopausa, stabiliti per analogia con le tre categorie della BMD, ovvero massa ossea normale, osteopenia e osteoporosi sono: TBS ≥1.350 indice di una microarchitettura normale; TBS tra 1.200 e 1.350: microarchitettura parzialmente degradata; TBS ≤1.200: microarchitettura altamente degradata [1].

È stata dimostrata la validità del TBS quale indice di rischio fratturativo in popolazioni con alterata qualità ossea come, ad esempio, in pazienti con insufficienza renale [2].

Negli ultimi anni sono state sviluppate nuove tecniche di imaging ad alta risoluzione per la valutazione diretta non invasiva della microarchitettura trabecolare: la tomografia computerizzata (HRCT e micro-TC effettuate rispettivamente a livello delle vertebre e del radio distale-falangi della mano) e la risonanza magnetica (HR-MRI o \(\mu \)-MRI effettuata a livello di tibia distale, calcagno e polso). Recentemente, con lo sviluppo di TC multistrato (Fig. 1) è stata raggiunta una risoluzione spaziale pari a 300 μm rispetto a 0,6 mm dell’HRCT, sufficiente per valutare lo spazio trabecolare e le connettività delle trabecole, evidenziando la capacità nell’analisi strutturale dell’osso e discriminando soggetti con e senza fratture vertebrali con maggior significatività rispetto alla BMD valutata con la DXA: pertanto, utile nel predire l’insorgenza di future fratture vertebrali [3]. Anche con l’RM è possibile valutare l’architettura dell’osso trabecolare tramite HR-MRI (Fig. 2) o \(\mu \)-MRI, poiché è stato dimostrato che il T2∗ del midollo osseo è influenzato non solo dalla densità trabecolare, ma anche dalla sua architettura spaziale, risultando differente nel midollo con numerose e sottili trabecole rispetto a quello con poche e spesse trabecole, in presenza di uguale densità ossea [4]. L’RM permette di valutare la qualità dell’osso trabecolare calcolando alcuni parametri isto-morfometrici standard della struttura ossea: frazione di area trabecolare ossea, spessore delle trabecole e spazio intertrabecolare. Poiché le trabecole ossee sono molto sottili (da 50 a 200 μm), è necessario avere immagini a elevata risoluzione spaziale. Ciò è difficile da ottenere nello scheletro assiale (vertebre o femore prossimale), per cui l’HR-MRI viene effettuata su tibia distale, calcagno e polso e i parametri della struttura trabecolare valutati con HR-MRI correlano in maniera significativa con l’età e i valori della densitometria ossea; in particolare, lo spessore trabecolare, la frazione trabecolare e il numero delle trabecole diminuiscono, mentre lo spazio intertrabecolare aumenta con la riduzione della densità minerale ossea [5]. Una recente metodica di imaging utilizzata per la valutare indirettamente la resistenza scheletrica è la risonanza magnetica spettroscopica (1H-MRS) applicata a livello L1-L4 con posizionamento di un box su uno dei somi vertebrali in esame, applicando sequenze PRESS; la successiva elaborazione dei dati permette di ottenere spettri relativi al contenuto di grassi e acqua all’interno della vertebra e di calcolare la quantità di grasso midollare (Bone Marrow Fat, BMF) (Fig. 3). In pazienti osteoporotiche in età post-menopausale è emerso come un aumento dei valori di BMF sia correlato a un basso valore di BMD e aumentata prevalenza di fratture ossee, evidenziando che elevati valori di BMF possano essere indici di possibile fragilità scheletrica [6].

Fig. 1
figure 1

Valutazione della trabecolatura ossea vertebrale mediante *TC multistrato *(MDCT)

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Fig. 2
figure 2

Valutazione dell’architettura dell’osso trabecolare tramite risonanza magnetica ad alta risoluzione *(HR-MRI) *a livello del calcagno

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Fig. 3
figure 3

*Spettroscopia con Risonanza Magnetica **(1H-MRS) *applicata a livello L1-L4 con box posizionato su uno dei somi vertebrali in esame, applicando sequenze PRESS; esempio di un grafico di spettroscopia a livello lombare in cui si documentano 4 diversi picchi: grassi saturi a 1,3 ppm, grassi residui a 2,01 ppm, grassi insaturi a 5,3 ppm e i protoni dell’acqua a 4,7 ppm

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