Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 9
1.1. Причины недостаточной эффективности лечения больных с повреждениями периферических нервов 9
1.2. Применение различных методов диагностики (ЭМГ, рентгенография, МРТ) повреждений периферических нервов 12
1.3. Сонографический метод исследования периферических нервов 14
Глава II. Материалы и методы исследования 17
2.1. Общая характеристика клинического материала 17
2.1 1. Характеристика клинического материала с травматическими нейропатиями верхних конечностей 17
2.1.2. Структура ультразвуковых исследований периферических нервов верхней конечности у детей в норме 18
2.2. Сонографический метод исследования 19
2.3. Статистические методы анализа 21
Глава III. Сонографическое исследование периферических нерввов верхнейконечностиудетейв норме 22
3.1. Сонографическое исследование срединного нерва 28
3.2. Сонографическое исследования локтевого нерва 32
3.3. Сонографическое исследование лучевого нерва 33
Глава IV. Особенности сонографических и морфометрических параметров периферических нервов верхних конечностей в процессе роста детского организма 3 5
4.1. Морфометрические параметры периферических нервов верхних конечностей у детей в процессе роста организма 39
4.2. Эхогенность периферических нервов верхних конечностей у детей в процессе роста организма 68
ГЛАВА V. Соответствие клинических результатов хирургического лечения травматический нейропатий верхних конечностей у детей разработанным возрастным сонографическим параметрам периферических нервов 77
5.1. Сонографическое исследование при повреждениях периферических нервов верхней конечности у детей 77
5.2. Клинико-сонографические особенности результатов хирургического лечения травматических нейропатий верхних конечностей у пациентов детского возраста 82
Заключение 109
Выводы 118
Практические рекомендации 119
Список литературы 120
- Применение различных методов диагностики (ЭМГ, рентгенография, МРТ) повреждений периферических нервов
- Характеристика клинического материала с травматическими нейропатиями верхних конечностей
- Сонографическое исследование лучевого нерва
- Эхогенность периферических нервов верхних конечностей у детей в процессе роста организма
Применение различных методов диагностики (ЭМГ, рентгенография, МРТ) повреждений периферических нервов
Что касается рентгенологического исследования, то в случаях травмы оно проводится для выявления патологических изменений костей, как сопутствующего фактора. Рядом авторов [16, 48] проанализированы рентгенограммы, выполненные во всех случаях повреждения периферических нервов, даже когда травма не сопровождалась переломом кости и вывихом. На рентгенограммах костного скелета, выполненных в отдалённом периоде после травмы, при ушибе нерва ниже места повреждения нерва отмечается картина умеренно выраженного остеопороза, при внутриствольном перерыве аксонов на рентгенограммах дистальных отделов конечностей отмечается ярко выраженный крупнопятнистый остеопороз, как правило, охватывающий зону кожной иннервации повреждённого нерва. А при полном травматическом повреждении нерва на рентгенограммах ниже места повреждения нерва признаки остеопароза выявляются к третьей неделе с момента травмы и тем более выражены, чем больше времени прошло с момента травматического воздействия [16].
Сонографический метод исследования периферических нервов Ультразвуковая диагностика в настоящее время является быстро развивающимся методом визуализации [1, 28, 29, 30, 37, 40, 134, 140, 144, 148, 171]. Постоянное совершенствование аппаратуры, высокочастотных датчиков и технологий ультразвуковых исследований расширяют возможности его применения. По мнению ряда авторов [41, 50, 54, 63, 68, 87, 92, 166, 167], ультразвуковое сканирование может достаточно успешно применяться при диагностике повреждений и заболеваний периферических нервов. Новые ультразвуковые технологии позволяют чётко визуализировать не только такие анатомические структуры, как связки, сухожилия, недоступные для обычного рентгенологического исследования, но и периферические нервы [53, 67, 69, 83, 89, 120, 137, 146]. Особенно значимым высокоразрешающее ультразвуковое исследование может быть в диагностике травматических повреждений нервов, когда другие методы исследования невозможны или неубедительны. Сложность диагностики при травмах нервов и сплетений заключается в особенностях их анатомического расположения и однотипности клинических симптомов при различных видах повреждений [76, 61, 86, 90, 91, 106, 116, 118, 125, 145, 147, 155]. В таких случаях сонография даёт возможность визуализировать не только сам нервный ствол, но и оценить его эхоструктуру, окружающие мягкие ткани, таким образом, представляя объективную информацию к показаниям для оперативного или консервативного методов лечения при травматическом повреждении нервных стволов. Также следует отметить, что сонография даёт возможность чётко определить наличие полного или частичного повреждения нерва, сдавление его близлежащей гематомой или костными фрагментами в случае перелома и т. д. [88, 58,124, 143, 152, 154]. Это обусловлено тем, что разрешающая способность ультразвуковых сканеров составляет 100 мкм (0,1 мм) и сопоставима с размерами тканевой структуры нерва.
Благодаря новым возможностям ультразвуковых сканеров периферический нерв можно исследовать на протяжении в режиме панорамного сканирования, использовать доплеровские методики для исследования кровотока как оболочек нервного ствола, так и окружающих мягких тканей, сравнивать результаты исследование с данными здоровой конечности, осуществлять динамическое наблюдение за процессом лечения, оценивать эффективность операции и прогнозировать результаты лечения. [103, 105,108,109,113,114,139,156].
По результатам исследований, проведенных И.Г. Чуловской и соавт. (2007), у больных с повреждениями и заболеваниями периферических нервов верхней конечности чувствительность сонографии составляет 85,7%, специфичность - 88,2%, диагностическая эффективность - 0,85 (х =29,7). Очевидно, что для диагностики состояния периферических нервов и сплетений целесообразно применение такого современного метода инструментальной диагностики, как ультразвуковое исследование, имеющего определённые преимущества перед другими методами диагностики, а именно: неинвазивность методики исследования, отсутствие лучевой нагрузки на больного, что особенно важно в детской практике, проведение исследования в режиме реального времени, а так же минимальные экономические затраты на исследование и, самое главное, возможность определить топику и характер повреждения. Однако имеются и нерешенные вопросы: отсутствие подробно разработанной ультразвуковой семиотики, сравнительного анализа преимуществ и недостатков метода, отсутствие нормативных показателей неизменённых периферических нервов у детей и алгоритма диагностической тактики ведения больных с повреждениями и заболеваниями нервов, отсутствие единой, патогенетически обоснованной системы интерпретации получаемых эхографических изображений и соответствующего спектра выявляемых изменений в детском возрасте, всё это определяет актуальность проблемы и предопределяет цели и задачи исследования по этому вопросу.
Решение этих вопросов позволит существенно повысить эффективность клинического применения ультразвукового метода исследования в выявлении травматической патологии периферических нервов верхних конечностей у детей и определения оптимальной тактики лечения, включая хирургический метод.
Характеристика клинического материала с травматическими нейропатиями верхних конечностей
В течение периода детского возраста происходит значительная качественная и количественная перестройка структуры периферических нервов. Эта перестройка наблюдается во всех изученных нервах независимо от их локализации [5, 19, 22, 34]
При ультразвуковом исследовании нами получены сонографические данные фронтального и сагиттального размеров (мм) срединного, локтевого и лучевого нервов у детей на уровнях верхней трети, средней трети и нижней трети плеча и предплечья. Определено, что поперечное сечение нерва имеет округлую форму, приближенную к эллипсу, и на всём протяжении верхней конечности соотношение размеров изменяется с преобладанием фронтального размера.
Анализ данных сонографического исследования здоровых детей (п=100) показал, что срединный нерв (612 ультразвуковых исследований) имеет эллипсоидную форму, приближённую к кругу. Этот факт можно объяснить отсутствием твёрдых анатомических каналов, окружающих срединный нерв, который на всём протяжении верхней конечности идёт в толще мягких тканей (мышечная ткань) (рис. 16). Локтевой нерв (600 ультразвуковых исследований) на уровне нижней трети плеча, при входе в канал локтевого нерва имеет более уплощённую форму со значительным преобладанием фронтального размера (рис. 17). Лучевой нерв (300 ультразвуковых исследований) в средней трети плеча также имеет уплощённую форму, проходя в спиральном канале плечевой кости (рис. 18). Полученные при исследовании морфометрические данные обработаны вариационно-статистическими методами. Все совокупности экспериментальных данных подвергли предварительной обработке на присутствие "выскакивающих" вариант [4, 7, 101]. Для всех изучавшихся параметров определяли минимальное (Min) и максимальное (Мах) значения, среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (т), среднее квадратическое отклонение (S),
В ходе исследования установлена зависимость площади поперечного сечения от возраста, массы тела и закономерные изменения эхогенности
Возраст ребенка Срединный нерв Локтевой нерв Лучевой нерв верхняя треть плеча средняя треть плеча нижняя треть плеча верхняя треть предплечья средняя треть предплечья НИЖНЯЯтреть предплечья верхняя треть плеча средняя треть плеча нижняя треть плеча верхняя треть предплечья средняя треть предплечья НИЖНЯЯтреть предплечья верхняя треть плеча средняя треть плеча НИЖНЯЯтреть плеча периферических нервов верхней конечности у детей в процессе роста. С целью объективизации полученных данных нами, совместно с кафедрой прикладной математики Дальневосточного государственного университета путей сообщения (ДВГУПС), г. Хабаровск, проведено математическое обоснование результатов с помощью многофакторного анализа и последующим построением математической модели, отражающей стабильность анатомических параметров периферических нервов верхней конечности у детей в процессе роста детского организма.
Морфометрические параметры периферических нервов верхних конечностей у детей в процессе роста организма
Во-первых, степень корреляции полученных данных должна быть высокой, позволяющая продолжить дальнейшие расчёты в этом направлении. Результаты корреляционного анализа составляющих коэффициентов представлены в таблице 4.
Рассмотрено влияние перечисленных факторов на срединный, локтевой и лучевой нервы на всех уровнях плеча и предплечья. Так, математически проанализирована зависимость площади поперечного сечения нервного ствола от возраста. При этом произведено вычисление площадей поперечного сечения всех исследованных нервов верхней конечности на всех уровнях (табл.3).
Во-вторых, проверено совпадение экспериментальных данных с теоретическими, для чего нами было построено нормальное распределение зависимости площади поперечного сечения в зависимости от возраста ребёнка. Для этого возраст детей разбит на определённые группы согласно формуле Стерджесса (2) [18, 85]:
Таким образом, набор морфометрических показателей с учётом вышеизложенного позволил продолжить исследование на предмет построения математической модели периферических нервов верхних конечностей у детей.
В-третьих, располагая полученными в ходе исследования данными, нами была установлена закономерная связь биологических (антропометрических) и морфометрических параметров периферических нервов верхних конечностей у детей, которая имеет вид логарифмической зависимости. Эту связь мы выразили в виде логарифмической модели нелинейной регрессии. Первоначально моделирование осуществлялось с учётом возраста ребёнка. Построение регрессионной модели осуществлялось по [17, 18], с применением MS Excel [21, 66]. Модель имеет следующий общий вид (3):
Для нахождения коэффициентов модели нами применена специальная система алгебраических уравнений. Поиск параметров уравнения осуществлялся методом наименьших квадратов. При расчёте были выявлены случаи, когда ошибка аппроксимации была высокой. Для повышения качества модели было применено правило селекции [Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 2497. LOC5V - 1.2. Зарегистрировано в Отраслевом фонде алгоритмов и программ 07. 04. 2003. М; 2003], согласно которому в модель не включались дети той возрастной группы, которая составила менее 2 человек, так как в этом случае ошибка аппроксимации превышала 5%.
Сонографическое исследование лучевого нерва
По мере накопления опыта ультразвукового исследования нервных стволов, нами отмечено, что нерв чётко отличается от окружающих мягких тканей по следующим характеристикам: имеет волокнисто-мякотную структуру шнуровидной формы со смешанной гипер- (периневрий, эпиневрий) и гипоэхогенной (фасцикулярные пучки) эхоструктурой при продольном исследовании. При поперечном сканировании определяется различное количество гипоэхогенных точек (фасцикулярные пучки), окружённых гиперэхогенным периневрием и перегородками между пучками - феномен «электрического кабеля».
При этом наиболее сложным моментом является дифференцировка нервного ствола от сухожилия, особенно в области плотных анатомических каналов (карпальный канал и т. п.).
Гипоэхогенные линейные структуры в нервном стволе прерывисты и разделены гиперэхогенными полосками (лентами). Данный феномен (явление) объясняется физическими свойствами ультразвука, а именно, отражение ультразвуковой волны от пучков, имеющих косое направление, не происходит (волна проходит по касательной). Косое направление пучков в нервном стволе обусловлено тем, что нервные пучки имеют волнообразный ход, а это позволяет им распрямляться при физиологических движениях, но не растягиваться, так как физиологическому растяжению подвержены коллагеновые и эластические волокна оболочек нерва [42, 128]. Соответствующая картина наблюдается и при поперечном сканировании, когда чёткие, гипоэхогенные, округлые участки лоцируются на гиперэхогенном фоне оболочек нерва (эпи-, пери-, эндоневрий) (рис. 2). Что
Продольный ход пучков в нервном стволе: а - гистологический препарат, б - эхограмма. же касается сухожилий, то их ультразвуковая картина характеризуется внутренней сетью чётких, параллельных, непрерывных эхоструктур повышенной эхогенности, і [торые соответствуют фибрпггам при продольном сканировании (рис. 3) и, практически, отсутствием
Сонограмма: продольный ход фибрилл сухожилия (обозначено стрелками). гипоэхогенных участков как при продольном, так и при поперечном сканировании. Этим и объясняется различие эхогенности ПН и сухожилий.
Высокоразрешающее ультразвуковое исследование позволяет выявить гипоэхогенный контур сухожилия, который соответствует сухожильному влагалищу с небольшим количеством синовиальной жидкости (рис. 4).
Сонограмма: гипоэхогенный контур сухожилия (обозначено стрелкой). В ультразвуковой диагностике периферических нервов, на наш взгляд, наиболее удобным «фоном» для визуализации нервного ствола является мышечная ткань и поперечная плоскость сканирования: во-первых, нервный ствол имеет более чёткую, контурную эхоструктуру по сравнению с мышечной тканью, во-вторых, гиперэхогенные оболочки нерва не сливаются с такими плотными структурами как костная ткань, капсула сустава, что позволяет достаточно точно дифференцировать нервные стволы, в-третьих, доступность ультразвукового исследования не ограничена с любой плоскости сканирования (рис. 5).
Также следует акцентировать внимание и на анатомических ориентирах периферических нервов: сопровождающие сосуды в составе сосудисто-нервного пучка (рис. 6), анатомические каналы (рис. 7), межфасциальное пространство. Даже сосуды с низким скоростным потоком можно идентифицировать с помощью цветового доплеровского картирования, так называемые сосуды нерва (рис. 8). Определившись
В нашем исследовании мы использовали фронтальный и сагиттальный размеры срединного, лучевого и локтевого нервов с последующим вычислением площади их поперечного сечения на всём протяжении верхней конечности. Выявлены возрастные закономерности формы ПН и, соответственно, их размеров в зависимости от топографии (Патент РФ на изобретение № 2498774). Преобладание фронтального размера отмечено в 100% случаев при прохождении нервного ствола в твёрдых анатомических каналах (спиральный канал лучевого нерва, канал локтевого нерва), а выравнивание фронтального и сагиттального размеров определяется при нахождении нервного ствола в толще мышечного массива. При этом контур периферических нервов верхней конечности достаточно чёткий и ровный.
Самым актуальным на сегодняшний день остаётся вопрос определения эхогенности ПН. Зарубежные исследователи [11, 112, 120, 127, 130, 151, 158, 164, 169] очень аккуратно высказываются на этот счёт, упоминая лишь о более низкой эхогенности ПН по сравнению с сухожилиями. Отечественные авторы [93,105] ориентируются на эталон эхогенности сухожилий -«гиперэхогенный», поэтому оценку эхогенности ПН проводят в сравнении с таковой сухожилий. Существующая градация эхогенности следующая: средняя, пониженная, повышенная.
На наш взгляд, сравнительный метод оценки эхогенности ПН имеет определённую долю субъективности при оценке нормы и патологии. В связи с вышесказанным, нами разработан и внедрён в практику способ определения эхогенности периферических нервных стволов у детей, который заключается в обработке сонограмм (фронтальная плоскость сканирования) в в графическом редакторе Photoshop Cs3, основанной на нормализации яркости ультразукового изображения и определения степени последней (рис. 9). При этом зона интереса предварительно выделена средствами
Рационализаторское предложение №2729 (ДВГМУ, 2012) графического редактора. По гистограмме яркости выполнена нормализация яркости (brightness - В) - определены , и среднее значение . В результате определён коэффициент эхогенности () - процент тёмных элементов изображения в пределах диапазона (гистограмма) (рис. 10), в последующем выраженный в долях. Гистограмма - график, показывающий интенсивность тона относительно яркости, то есть график распределения пикселей изображения по яркостям. По оси X расположены уровни яркости пикселей в диапазоне от 0 до 255, на оси Y показано количество пикселей для каждого уровня яркости изображения.
Для определения интенсивности чёрно-белых компонентов структуры нервного ствола введён уровень средней интенсивности, позволяющий конкретизировать ультразвуковой показатель эхогенности внутриствольного строения периферических нервов при поперечном сканировании.
Использование данного способа в клинической практике позволяет объективизировать определение степени эхогенности периферического нервного ствола верхней конечности, тем самым повысить уровень качественной оценки структуры нервного ствола как в норме, так и при патологии. Это, в свою очередь, даёт возможность прогнозировать последствия повреждений периферических нервов верхней конечности и, в зависимости от этого, оптимизировать тактику хирургического лечения.
Эхогенность периферических нервов верхних конечностей у детей в процессе роста организма
До настоящего времени повреждения периферических нервов у детей остаются малоизученной проблемой, которая нередко приводит к инвалидизации и тем самым препятствует гармоничному развитию как физического, так и психического статуса ребёнка [6, 12, 41, 74, 79, 92, 105, 112,129,144,158].
Имеющие место методы современной диагностики (ЭНМГ, МРТ, рентген) внесли определённый вклад в решение этой проблемы. В этом плане совершенствование традиционных и разработка новых методик УЗИ, а также комплексное изучение параметров данного метода исследования и интерпретации полученных данных, дают возможность достичь определённых результатов в пользу принятия врачом клиницистом решения о выборе методов и способов лечения пациентов детского возраста с повреждениями периферических нервов верхних конечностей [24, 32, 39, 48, 63, 77, 90, 108, 135].
Отмечая ЭНМГ, МРТ, рентгенологическое исследование в качестве методов исследования периферических нервов, следует подчеркнуть их недостатки. Так, например, при ЭНМГ выявляется лишь степень выраженности нарушения проводимости импульсов по нервному стволу, а не вид и размеры повреждения [73, 98, 157, 162]. МРТ не даёт возможности полипозиционного исследования повреждённого сегмента в виду малых размеров площади поперечного сечения периферических нервов верхних конечностей у детей с одной стороны и отсутствием чёткой дифференцировки окружающих мягкотканых структур с другой стороны в силу недостаточной разрешающей способности [47, 121]. При рентгенологическом исследовании диагностические признаки выявляются лишь в отдалённые сроки, когда кардинальные изменения и тем более восстановление функций травмированной конечности невозможны [16].
В свою очередь, ультразвуковой метод исследования позволяет существенно дополнить морфологическую картину состояния мягкотканых структур, а также проводить исследование в режиме реального времени в любой плоскости сканирования на любом протяжении и, что немаловажно, с отсутствием лучевой нагрузки [28, 40, 49, 54, 69, 87, 95, 106, 123, 143, 151, 158].
Следует подчеркнуть, что все указанные выше методы исследования являются операторзависимыми. При этом, если для ЭНМГ, МРТ и рентгенологического исследования разработаны алгоритмы и нормативы интерпретации результатов, то для ультразвукового метода исследования периферических нервов у детей таковых нет, а описывать патологические изменения можно зная лишь норму.
В процессе данного научного исследования мы сочли целесообразным в первую очередь описать сонографическую норму нервных стволов и охарактеризовать неизменённые периферические нервы верхних конечностей у детей. Полученные результаты позволили проанализировать случаи травматических повреждений периферических нервов у пациентов детского возраста в клинической практике. Это, в свою очередь, дало возможность определить правильную тактику лечения, хирургических вмешательств при рассматриваемой патологии.
Учитывая возможности современного ультразвукового оборудования, нам представилось целесообразным описать нервные стволы верхних конечностей с позиций УЗИ не только с позиции количественных, но и качественных показателей. С этой целью проведено сопоставление данных топографической и ультразвуковой анатомии, определены ориентиры для более удобного сонографического исследования периферических нервов верхних конечностей у детей и описана методика УЗИ. Так, на наш взгляд, наиболее удобным местом локации срединного нерва является средняя треть предплечья, где на фоне мышечной ткани срединный нерв наиболее чётко визуализируется. Для локтевого нерва такой областью является канал локтевого нерва, а для лучевого - спиральный канал лучевого нерва на уровне средней трети плечевой кости.
В результате проведенного научного исследования нами подробно описана эхографическая картина периферических нервов верхней конечности у детей как при продольном, так и при поперечном сканировании и определены закономерности формы периферических нервов верхней конечности которые заключаются в следующем: 1) при поперечном сканировании периферических нервов форма нервного ствола представлена эллипсом, однако на определённых участках, где топографический ход нервного ствола идёт через анатомические каналы один из размеров нервного ствола - фронтальный преобладает над сагиттальным, что придаёт поперечному сечению ПН более уплощённую форму; 2) эхографически периферический нервный ствол имеет волокнисто-мякотную структуру шнуровидной формы со смешанной гипер- (периневрий, эпиневрий) и гипоэхогенной (фасцикулярные пучки) эхоструктурой при продольном исследовании (рис. ПО). Что касается эхогенности нервного ствола, то при поперечном сканировании определяется различное количество гипоэхогенных точек (фасцикулярные пучки), окружённых гиперэхогенным периневрием и перегородками между пучками - этот феномен определён нами как феномен «электрического кабеля» (рис. 111).
По мнению ряда авторов [28, 93, 105, 158] и нашим собственным наблюдениям, наибольшую сложность дифференцировки периферических нервных стволов от окружающих мягких тканей представляют сухожилия. Нами определён ряд признаков, позволяющий при ультразвуковом исследовании различать данные структуры
