Preview

Bulletin of the Medical Institute "REAVIZ" (REHABILITATION, DOCTOR AND HEALTH)

Advanced search

MR Diagnosis of Osteonecrosis in Divers of Various Qualifications

https://doi.org/10.20340/vmi-rvz.2025.2.CLIN.11

Abstract

Relevance. Dysbaric osteonecrosis is a pathology of the skeletal bones that develops against the background of decompression disorders in divers, submariners, divers and caisson workers. The highest frequency of this pathology is observed in divers-fishermen (50–77%); in commercial divers it is 16–55%, in caisson workers – 25–35%, and in military divers this figure is significantly lower – 2–5%. The main pathogenetic causes of the development of dysbaric osteonecrosis are gas embolism of blood vessels of the microcirculatory bed by bubbles of free gas (nitrogen), as well as mechanical damage to the endothelium of capillaries and bone marrow, which leads to their inflammation, edema, hypercoagulation and compartment syndrome. This causes a violation of intraosseous blood flow, the development of ischemia and the initiation of necrotic processes in bone tissues.

Materials and methods. The studies were conducted on high-field magnetic resonance tomographs with a magnetic field induction of 1.5 T "Ingenia" (Philips) and "Magnetom Symphony" (Siemens) according to standard protocols with obtaining T1, T2 and PD-weighted images, as well as images using the effect of signal suppression from fat tissue (FS). MRI scanning was performed of the most frequently affected, according to literary sources, anatomical areas – shoulder, hip and knee joints, covering the parts of the diaphyses adjacent to the joints. The localization, distribution and type of specific pathological changes characteristic of dysbaric osteonecrosis were assessed. A total of 54 divers were examined, who were divided into 3 groups: 1) divers performing deep-sea diving descents of more than 60 m. (having additional diving qualifications of deep-sea diver and aquanaut); 2) divers performing diving descents up to 60 m; 3) divers performing diving descents in normobaric conditions (having an additional diving qualification of hydronaut).

Results. The conducted MRI studies have shown that dysbaric osteonecrosis most often affects deep-sea divers and aquanauts, and the presence of episodes of acute decompression sickness in the anamnesis increases the risk of its occurrence. The published data on the predominant localization of lesions: in the head of the humerus, metaepiphyses and diaphysis of the femur have also been confirmed.

Conclusion. Based on the results of the study, it can be stated that regular MRI monitoring of the skeletal bones is indicated for divers at risk (performing deep-sea diving descents and having episodes of acute decompression sickness in the anamnesis). 

About the Authors

V. V. Dimiev
S.M. Kirov Military Medical Academy
Russian Federation

Vil V. Dimiev 

6, Academician Lebedev St., lit. Zh, St. Petersburg, 194044



I. S. Zheleznyak
S.M. Kirov Military Medical Academy
Russian Federation

Igor' S. Zheleznyak, Dr. Sci. (Med.), Professor

6, Academician Lebedev St., lit. Zh, St. Petersburg, 194044



E. N. Adaeva
S.M. Kirov Military Medical Academy
Russian Federation

Ekaterina N. Adaeva

6, Academician Lebedev St., lit. Zh, St. Petersburg, 194044



References

1. 1 Kireeva E.B., Chumakov A.V., Agafonov P.V., Mozhina M.N. Musculoskeletal disorders at diving staff of the navy. Therapist's Bulletin. 2024;64(3):37-45. (In Russ.) https://doi.org/10.31550/2712-8601-VT-2024-3-5

2. 2 Sharareh B., Schwarzkopf R. Dysbaric Osteonecrosis: A Literature Review of Pathophysiology, Clinical Presentation, and Management. Clinical Journal of Sport Medicine. 2015;(25):158. https://doi.org/10.1097/JSM.0000000000000093

3. 3 Krukov E.V., Kireeva E.B., Chumakov A.V., et al. Modern diagnostic approaches to osteoarticular manifestations in navy diving personnel: retrospective study. Marine Medicine. 2023;9(4):51-62. (In Russ.) https://doi.org/10.22328/2413-5747-2023-9-4-51-62

4. 4 Popa D., Medak A., Chin W., et al. Dysbaric osteonecrosis (DON) among the artisanal diving fishermen of Yucatan, Mexico. Diving and Hyperbaric Medicine. 2020;50(4):391-398. https://doi.org/10.28920/dhm50.4.391-398

5. 5 Uguen M., Pougnet R., Uguen A., et al. Dysbaric osteonecrosis among professional divers: A literature review. Undersea & Hyperbaric Medical Society. 2014;41(6):581-589.

6. 6 Bolte H., Koch A., Tetzlaff K., et al. Detection of dysbaric osteonecrosis in military divers using magnetic resonance imaging. European Radiology. 2005;15(2):368-375. https://doi.org/10.1007/s00330-004-2452-8

7. 7 Shinoda S., Hasegawa Y., Kawasaki S., et al. Magnetic resonance imaging of osteonecrosis in divers: comparison with plain radiographs. Skeletal Radiology. 1997;26(6):354-359.

8. 8 Arieli R. Gas micronuclei underlying decompression bubbles may explain the influence of oxygen enriched gases during decompression on bubble formation and endothelial function in self-contained underwater breathing apparatus diving. Croatian Medical Journal. 2019;60(4):388. https://doi.org/10.3325/cmj.2019.60.388

9. 9 Byalik V.E., Makarov M.A., Byalik E.I., et al. Avascular necrosis of bone tissue: Definition, epidemiology, types, risk factors, pathogenesis of the disease. Analytical review of the literature. Nauchno-prakticheskaya revmatologia. 2023;61(2):220–235 (In Russ.) https://doi.org/10.47360/1995-44842023-220-235

10. 10 Gempp E, Louge P, Maistre S. Predictive factors of dysbaric osteonecrosis following musculoskeletal decompression sickness in recreational SCUBA divers. Joint Bone Spine. 2016;83(3):357-358. https://doi.org/10.1016/j.jbspin.2015.03.010

11. 11 Myasnikov A.A., Eficenko E.V., Zverev D.P., et al. Chronic decompression sickness and its diagnosis. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2018;20(4):26-31. (In Russ.).

12. 12 Tsung-Tai L., Cheng-Chuan H., Yi-Chih H., et al. Utility of magnetic resonance spectroscopy and diffusion-weighted imaging for detecting changes in the femoral head in divers with hip pain at risk for dysbaric osteonecrosis. Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 2022;12(1):43-52. https://doi.org/10.21037/qims-21-148

13. 13 Zhang Y., Cao X., Li X., et al. Accuracy of MRI diagnosis of early osteonecrosis of the femoral head: a meta-analysis and systematic review. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 2018;13(1):167-174. https://doi.org/10.1186/s13018-018-0836-8

14. 14 X. Hernigou P., Hernigou J., Scarlat M. Shoulder osteonecrosis: pathogenesis, causes, clinical evaluation, imaging, and classification. Orthopaedic Surgery. 2020;5(12):1340-1349. https://doi.org/10.1111/os.12788

15. 15 Guzman R.A., Maruyama M., Moeinzadeh S., et al. The effect of genetically modified platelet-derived growth factor-BB over-expressing mesenchymal stromal cells during core decompression for steroidassociated osteonecrosis of the femoral head in rabbits. Stem Cell Research and Therapy. 2021;12:503. https://doi.org/10.1186/s13287-021-02572-7

16. 16 Coleman B., Davis F.M. Dysbaric osteonecrosis in technical divers: The new ‘at-risk’ group? Diving and Hyperbaric Medicine. 2020;50(3):295299. https://doi.org/10.28920/dhm50.3.295-299


Supplementary files

Review

Представленная работа посвящена актуальной проблеме профессиональной патологии у водолазов – дисбарическому остеонекрозу. Авторы исследуют особенности МР-диагностики данного заболевания у водолазов различных квалификаций, что имеет несомненную практическую значимость для профессиональной медицины. Актуальность темы обоснована авторами с привлечением эпидемиологических данных, демонстрирующих значительную вариабельность частоты встречаемости данной патологии среди различных категорий лиц, работающих в условиях повышенного давления. Представленные в работе сведения о патогенезе дисбарического остеонекроза соответствуют современным научным представлениям. Методологический подход авторов заслуживает положительной оценки. Исследование проведено на достаточной выборке (54 водолаза), с четким разделением обследуемых на три группы в зависимости от глубины погружений и условий работы, что позволяет проводить корректный сравнительный анализ. Использование высокопольных МР-томографов и стандартизированных протоколов сканирования обеспечивает достоверность полученных результатов. Результаты исследования представлены структурированно и сопровождаются качественным иллюстративным материалом. Авторы убедительно демонстрируют, что дисбарический остеонекроз достоверно чаще поражает водолазов-глубоководников и акванавтов по сравнению с другими группами, а наличие в анамнезе эпизодов острой декомпрессионной болезни является значимым фактором риска развития данной патологии. Особую ценность представляет детальное описание МР-семиотики дисбарического остеонекроза с характерными признаками, такими как симптом "двойной линии" и специфические изменения интенсивности МР-сигнала. Подтверждение литературных данных о преимущественной локализации поражений в головке плечевой кости, метаэпифизах и диафизе бедренной кости усиливает научную значимость работы. Выводы логично вытекают из полученных результатов и имеют практическую направленность. Рекомендация регулярного МРТ-мониторинга костей скелета для водолазов группы риска обоснована и может быть внедрена в клиническую практику. К незначительным недостаткам работы можно отнести некоторые стилистические неточности в описании иллюстративного материала и отсутствие расшифровки аббревиатуры MRC DSPB при упоминании классификации дисбарического остеонекроза. В целом, представленная работа является завершенным научным исследованием, выполненным на современном методическом уровне, имеющим теоретическую и практическую значимость. Статья может быть рекомендована к публикации в профильном научном издании после устранения указанных незначительных недостатков.

Рецензент П.А.Э.

For citations:


Dimiev V.V., Zheleznyak I.S., Adaeva E.N. MR Diagnosis of Osteonecrosis in Divers of Various Qualifications. Bulletin of the Medical Institute "REAVIZ" (REHABILITATION, DOCTOR AND HEALTH). 2025;15(2):132-140. (In Russ.) https://doi.org/10.20340/vmi-rvz.2025.2.CLIN.11

Views: 60


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-762X (Print)
ISSN 2782-1579 (Online)