способ оценки функционального результата лечения после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава

Формула изобретения

Способ оценки функционального результата после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава посредством компьютерной томографии, отличающийся тем, что КТ исследование проводится в объеме 1 поперечного среза на уровне передне-верхних остей подвздошных костей и рассчитывается коэффициент атрофии (КА), выражающийся, как соотношение сумм произведений площадей и плотностей исследуемых мышц здоровой стороны к суммам произведений площадей и плотностей исследуемых мышц стороны заболевания, его снижение через 6 месяцев после операции в сравнении с дооперационным периодом более чем на 0,2 является дополнительным объективным критерием положительного функционального результата тотального эндопротезирования тазобедренного сустава, в тоже время его снижение менее чем на 0,1 является прогностическим признаком развития вероятной нестабильности компонентов эндопротеза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, травматологии и ортопедии, при помощи компьютерной томографии и может быть использовано для изучения мышц тазобедренного сустава, для количественной оценки функциональной активности пациента после эндопротезирования тазобедренного сустава, а также прогноза развития вероятной нестабильности компонентов эндопротеза.

Около 12% населения планеты имеют патологию опорно-двигательного аппарата. Если использовать этот показатель для оценки ситуации в России, то можно считать, что данными заболеваниями страдают около 11 млн человек.

Пациенты с травмой и заболеваниями суставов составляют 68% среди всех больных с патологией костно-мышечной системы, при этом остеоартроз тазобедренного сустава в этой группе занимает лидирующую позицию - 42,7%.

При анализе заболеваемости остеоартрозом выявляется рост встречаемости данной патологии: от 0,6 на 10000 населения в возрастной группе 30-39 лет до 3,4 на 10000 в возрастной группе 50-59 лет и 4,3 на 10000 в возрасте старше 60 лет.

По прогнозу специалистов ВОЗ, распространенность данной патологии будет неуклонно расти. Это связано с повышением средней продолжительности жизни и старением населения планеты (количество людей в возрасте 60 лет и старше к 2025 г. превысит 1 млрд 100 млн).

Позднее обнаружение заболевания приводит к снижению трудоспособности в 60-70% случаев, а в 12-37,6% (по данным разных авторов) - к инвалидности.

Схожая ситуация возникает после протезирования тазобедренного сустава. В периоде адаптации и восстановления происходит избыточная нагрузка на здоровую конечность. Это угрожает развитием контралатерального остеоартроза, который нередко диагностируется с опозданием, что приводит к несвоевременному началу и недостаточной эффективности консервативного лечения и, как следствие, протезированию второго сустава.

Развитие болевого синдрома в протезированном суставе и мышечная атрофия вызывает снижение функциональных результатов и повышает риск развития нестабильности эндопротеза.

На сегодняшний день, несмотря на имеющийся большой потенциал научных разработок, посвященных применению современных технических достижений для диагностики при поражениях костно-суставной системы, до сих пор не определены принципы выбора оптимального объема лучевого исследования, которые позволили бы практическому врачу при рациональном использовании технических и интеллектуальных ресурсов достигать максимального диагностического эффекта.

При исследовании тазобедренного сустава общепринятыми клиническими и радиологическими методами можно определить степень остеоартроза (Косинская Н.С. Дегенеративно-дистрофические поражения костно-суставного аппарата. - Л.: Медгиз. - 1961. - 196 с, Kellgren J.Н., Lawrence J. S. Radiologic assessment of osteoarthro-sis //Ann. Rheum. Dis. - 1958. - Vol.16. - P.494-501.), после протезирования - стабильность имплантата, остеолиз вокруг эндопротеза, полосы просветления в области имплантата (для чашки - зоны DeLee и Charnley [De Lee, J. G. Radiological demarcation of cemented sockets in total hip replacement/ J.G. DeLee, J. Charnley//Clin Orthop-1976.- Vol.121. - P.20-32.] для ножки - зоны Gruen и соавт. [Gruen, T.A. Modes of failure of cemented stem-type femoral components/ T.A.Gruen, G.M.McNiece, H.C.Amstutz // Clin Orthop - 1979 - Vol.141. P.17-27.].) и гетеротопическую оссификацию (по классификации Brooker и соавт. [Brooker, A.F. Ectopic ossification following total hip replacement. Incidence and a method of classification / A.F.Brooker, J.W.Bowennan, R.A.Robinson, L.H.Riley // J Bone Joint Surg. - 1973. 55 A. P.1629-1632.] Вышеперечисленные методики являются объективными, но их недостатком является отсутствие возможности оценки функциональных возможностей пациента.

Известны методики, направленные на изучение функционального состояния пациента - оценочные шкалы Merle d'Aubigne и Postel [Merle d'Aubigne, R.M. Functional results of hip arthroplasty with acrylic prostheses/ R.M.Merle d'Aubigne, M.Postel // J Bone Joint Surg. - 1954. - Vol.36 A. - P.151-175.] и Harris [Harris, W. Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: treatment by Mold arthroplasty. An end result study using a new method of result evaluation / W.Harris // J. Bone JtSurg. - 1969. - Vol.51 - A. - P.737-755.]. Эти системы определяют болевые ощущения, нарушение походки, функциональные возможности пациента в повседневной жизни. Их недостатком является возможность зависимости от человеческого фактора, способного выразится в угнетенном психо-эмоциональном состоянии пациента и др.

Функциональные изменения в суставе сопровождаются гипотрофией мышц и перераспределением их тонуса. В мышцах больной конечности появляются участки уплотнения, склерозирования, снижается их эластичность.

Вышеприведенные изменения легко определяются на компьютерно-томографическом исследовании.

Среди большого количества мягкотканных структур тазобедренного сустава большого внимания заслуживают ягодичные и подвздошная мышцы, входящие в состав пельвио-трахантерной группы и обеспечивающие нормальные функциональные возможности тазобедренного сустава, в том числе и одно-двухопорное стояние человека. В связи с хорошей визуализацией на КТ-скане их структуру можно оценить с достаточной для анализа точностью.

Известно компьютерно-томографическое исследование мышц с применением контрастного вещества «Омнипак», позволяющее достоверно изучить структуру и характер морфологических изменений в мышце при развитии патологического состояния (Патент РФ № 2284150). Недостатком данного исследования является инвазивность данного исследования за счет применения контрастного вещества, невозможность определения плотности мышц и сравнения показателя с противоположной стороной.

КТ-исследование, взятое нами за прототип, направлено на определение количественных показателей мышц области тазобедренного сустава у больных с ахондроплазией бедра и голени (Патент РФ № 2309678). Суть данного изобретения заключается в следующем: на основании мультиплантарных реконструкций в аксиальных, параксиальных и продольных плоскостях в области тазобедренных суставов, бедер исследуется толщина и площадь поперечных сечений и плотность исследуемых мышц в единицах Хаунсфильда и производится сравнение показателей с интактным сегментом.

Недостатком данной методики является высокая трудоемкость процесса проведения мультиплантарных реконструкций в различных проекциях, что приводит к значительному увеличению количества КТ-сканов и, как следствие, к увеличению лучевой нагрузки. Недостатком данного изобретения также является отсутствие единого результирующего показателя, оценивающего все основные односуставные мышцы тазобедренного сустава, что усложняет процесс интерпретации полученных данных.

Задачей настоящего изобретения является разработка единого показателя, отражающего функциональную активность пациента на основании визуализации односуставных мышц тазобедренного сустава на компьютерно-томографическом срезе, с применением количественной оценки изменения их структуры.

Поставленная задача достигается тем, что на топограмме таза (фиг.1) определяется уровень передне-верхних остей подвздошных костей. Через вершины передне-верхних остей подвздошных костей производится 1 поперечный КТ-срез. Исследование 1 КТ-скана вследствие незначительной лучевой нагрузки обуславливает малоинвазивность метода. Определяются большая, средняя, малая ягодичные и подвздошная мышцы (Фиг.2). Измеряется площадь (мм) и плотность мышечной ткани в единицах Хаунсфильда (HU) в симметричных отделах. На основании полученных данных определяется коэффициент атрофии (КА) как соотношение сумм произведений площади и плотности исследуемых мышц здоровой стороны к суммам произведений площадей и плотностей исследуемых мышц стороны заболевания (Фиг 3).

Предлагаемый способ применяется следующим образом.

Укладку больного для проведения компьютерной томографии осуществляют в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливают на уровень гребня подвздошной кости. Исследование начинают с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы). По топограмме определяют область сканирования.

На полученном поперечном срезе для большой средней и малой ягодичных и подвздошной мышц (для каждой в отдельности) определяется площадь (мм ²) и плотность (единицы Хаунсфильда), рассчитывается коэффициент атрофии.

Описание предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фигуре 1 иллюстрирована топограмма (цифровая обзорная рентгенограмма) таза, на фигуре 2 иллюстрированы определяемые на поперечном срезе, проходящем через передне-верхние ости подвздошных костей, диагностически важные структуры: 1 - подвздошная мышца, 2 - малая агодичная мышца, 3 - средняя ягодичная мышца, 4 - большая ягодичная мышца.

На фигуре 3 представлена формула расчета коэффициента атрофии, где КА - коэффициент атрофии; БЯМ - большая ягодичная мышца; СЯМ - средняя ягодичная мышца; МЯМ - малая ягодичная мышца; ПМ - подвздошная мышца; S - площадь (мм²); - плотность (HU); б - больная сторона; з - здоровая сторона.

Пример. Пациент Петров B.C., 1932 года рождения, диагноз: Остеоартроз левого тазобедренного сустава III ст.

Укладку больного осуществляли в положении лежа на спине. Исследование начато с топограммы (цифровой обзорной рентгенограммы). На основании топограммы на уровне передне-верхних остей подвздошных костей выполнен один поперечный КТ-срез.

На полученном изображении в интерактивном режиме для большой, средней, малой ягодичных и подвздошной мышц (для каждой в отдельности) определены площадь (мм²) и плотность (HU) на измененной и интактной сторонах. Рассчитан коэффициент атрофии. Последний составил до операции 1,75, через 6 месяцев после операции 1,48, спустя 12 месяцев после операции 1,18.

Изучение результатов тотального эндопротезирования у 49 пациентов на основании предлагаемой и общепринятых методик позволило выявит тесную корреляционную связь между функциональным результатом по шкале Harris Hip Score и значением коэффициента атрофии.

Снижение показателя коэффициента атрофии через 6 месяцев после операции в сравнении с пооперационным периодом менее чем на 0,1 является прогностическим признаком развития вероятной нестабильности компонентов эндопротеза.

Предлагаемый способ позволяет в результате объективного исследования количественно оценить степень изменения мышц при развитии остеоартроза и динамику их восстановления после тотального эндопротезирования, что важно для дальнейшего лечения, планирования и коррекции реабилитационных мероприятий.

Кроме того, расчет коэффициента атрофии является прогностическим признаком развития вероятной нестабильности компонентов эндопротеза и позволяет судить о степени функциональной активности пациента, исключая влияние психо-эмоционального состояния пациента.

Предлагаемый способ применяется на кафедре травматологии, ортопедии и ВПХ ТюмГМА в отделениях травматологии ортопедии № 1, 2, 3 ГЛПУ ТО «Областной клинической больницы № 2».