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Review
. 2025 May;54(5):332-341.
doi: 10.1007/s00132-025-04629-4. Epub 2025 Feb 24.

[Etiology of osteonecrosis and bone marrow edema]

[Article in German]
Dietrich Pape  1   2   3 , Ben Bertemes  4 , Cristina Dinis  4 , Julien Dessard  4 , Tom Gryson  4 , Yorick Fonteyn  4 , Charlotte Deprouw  4 , Romain Seil  4   5   6 , Alexander Hoffmann  4
Affiliations
Review

[Etiology of osteonecrosis and bone marrow edema]

[Article in German]
Dietrich Pape et al. Orthopadie (Heidelb). 2025 May.

Abstract
in English, German

Background: The frequent use of magnetic resonance imaging (MRI) introduced "bone marrow edema" (BME) as a descriptive radiological term for hyperintense signal changes in fluid-sensitive sequences. With the optimization of MRI soft tissue contrast, BME has evolved into a valid prognostic indicator associated with pain genesis, trauma, mechanical overload, and progressive cartilage and joint destruction.

Diagnostics: Both osteonecrosis and BME manifest in early MRI as intraosseous fluid accumulation, characterized by hyperintense signals in T2-weighted and STIR sequences. Conventional radiography and computed tomography (CT) are limited in BME detection due to the absence of relevant density alterations or structural osseous lesions early on.

Classification: Although BME is not pathognomonic for osteonecrosis, it represents the initial phase of every primary osteonecrosis. BME can be transient (transitory osteoporosis) and regress without residuals or serve as a prodromal stage of manifest osteonecrosis.

Pathophysiology: Primarily, it represents a non-specific reaction of bone marrow to various noxious stimuli such as trauma, mechanical overload, inflammatory processes, vascular insufficiency, or metabolic dysregulations. This review explores the pathophysiological mechanisms underlying BME, its clinical significance for osteonecrotic joint diseases, and its role in pain genesis.

Zusammenfassung: HINTERGRUND: Die Einführung der Magnetresonanztomographie (MRT) hat das Knochenmarködem (KMÖ) als bedeutenden radiologischen Befund etabliert. Ursprünglich als deskriptiver Terminus für hyperintense Signalveränderungen in flüssigkeitssensitiven MRT-Sequenzen eingeführt, hat sich das KMÖ mit der Weiterentwicklung der MRT-Technik zu einem validen und prognostischen Indikator entwickelt. Es wird mit Schmerzentwicklung, Traumata, mechanischer Überbelastung sowie progressiver Knorpel- und Gelenkdestruktion assoziiert.

Diagnostik: In der frühen MRT-Bildgebung manifestiert sich das KMÖ, ähnlich wie die Osteonekrose, als intraossäre Flüssigkeitsansammlung. Charakteristisch ist ein hyperintenses Signal in T2-gewichteten und STIR-Sequenzen. Im Gegensatz dazu sind konventionelle Röntgenaufnahmen und Computertomographie (CT) aufgrund fehlender relevanter Dichtealterationen oder struktureller ossärer Läsionen für die Detektion des KMÖ ungeeignet.

Klassifikation: Obwohl ein KMÖ nicht pathognomonisch für eine Osteonekrose ist, stellt es die initiale Phase jeder primären Osteonekrose dar. Erfolgt die Klassifikation KMÖ-assoziierter Pathologien anhand der zugrundeliegenden pathophysiologischen Mechanismen, kann zwischen reaktiven, ischämischen und mechanischen Formen unterschieden werden.

Pathophysiologie: Die genaue Pathophysiologie des KMÖ ist nicht vollständig geklärt. Es wird angenommen, dass Faktoren wie erhöhter intraossärer Druck, venöse Hypertension, gesteigerter Knochenumbau und Mikrofrakturen eine Rolle spielen. Die Entwicklung vom KMÖ zu einer Osteonekrose ist fließend. Gemeinsam ist beiden Entitäten häufig ein phasenhafter Verlauf mit der Möglichkeit des spontanen Sistierens in jedem Stadium.

Keywords: Arthropathies; Bone marrow diseases; Magnetic resonance image; Pain; Prognosis.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

Einhaltung ethischer Richtlinien. Interessenkonflikt: D. Pape, B. Bertemes, C. Dinis, J. Dessard, T. Gryson, Y. Fonteyn, C. Deprouw, R. Seil und A. Hoffmann geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Für diesen Beitrag wurden von den Autor/-innen keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

References

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