Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ Дьячков Константин Александрович

ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ
<
ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дьячков Константин Александрович. ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА В ВЫЯВЛЕНИИ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСТРАКЦИОННОГО РЕГЕНЕРАТА И КАЧЕСТВА КОСТИ ПРИ УДЛИНЕНИИ КОНЕЧНОСТИ: диссертация ... доктора Медицинских наук: 14.01.13 / Дьячков Константин Александрович;[Место защиты: ФГБОУ ВО Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова Министерства здравоохранения Российской Федерации], 2017.- 294 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Современные представления о клинических, морфологических аспектах и методах лучевой диагностики в оценке дистракционного регенерата и качества кости при удлинении конечности (обзор литературы) 18

1.1. Удлинение конечности 18

1.2. Патофизиологические и морфологические аспекты дистракции 19

1.3. Методы изучения дистракционного регенерата

1.3.1. Рентгенография 24

1.3.2. Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия 28

1.3.3. Ультразвуковое исследование 29

1.3.4. Магнитно-резонансная томография 32

1.3.5. Сцинтиграфия 32

1.3.6. Микрокомпьютерная томография 34

1.3.7. Микрофокусная рентгенография 35

1.3.8. Периферическая компьютерная томография 37

1.3.9. Комплексные исследования дистракционного регенерата 37

1.3.10. Роль компьютерной томографии в оценке регенерата 39

1.4. Качество кости и ее ремоделирование по данным современной лучевой диагностики 41

Глава 2. Клинико-статистическая характеристика больных. Характеристика экспериментального материала. Методы исследования 60

2.1. Клинико-статистическая характеристика больных 60

2.2. Характеристика экспериментального материала 71

2.3. Методы исследования 71

2.3.1. Полипозиционная рентгенография 71

2.3.2. Программное обеспечение «Hi-scene» 72

2.3.3. Компьютерная томография 73

2.3.4. Магнитно-резонансная томография 84

2.3.4.1. Укладка больного для магнитно-резонансной томографии голеней 84

2.3.4.2. Физико-технические условия магнитно-резонансной томографии 85

2.3.5. Статистические методы обработки изображений 90

Глава 3. Данные рентгенографии, СКТ И МСКТ о закономерностях формирования дистракционного регенерата, о ремоделировании кости при удлинении голени в эксперименте и клинике 92

3.1. Данные экспериментальных исследований 92

3.2. Данные рентгенографии и МСКТ при изучении дистракционного регенерата в клинике 100

3.2.1. Данные рентгенографии, МСКТ при исследовании дистракционного регенерата и большеберцовой кости при удлинении голени у пациентов с субъективно низким ростом, посттравматическими укорочениями 103

3.2.1.1. Данные рентгенографии 103

3.2.1.2. Данные мультисрезовой компьютерной томографии 112

3.2.2. Динамика формирования дистракционного регенерата и ремоделирования кости у больных ахондроплазией по данным рентгенографии, СКТ, МСКТ при удлинении голени 134

3.2.2.1. Данные рентгенографии 134

3.2.2.2. Данные мультисрезовой компьютерной томографии 140

Глава 4. Рентгеноморфологические особенности и плотность корковой пластинки большеберцовой кости на различных этапах лечения 163

Глава 5. Ремоделирование костей голени после удлинения по данным магнитно-резонансной томографии 198

Заключение 222

Выводы 249

Практические рекомендации 252

Список использованной литературы

Введение к работе

Актуальность проблемы

Вопросы изучения регенерации костной ткани всегда были в центре внимания врачей различных специальностей, занимающихся проблемами остеологии. Особое значение эти исследования приобрели с началом использования метода чрескостного остеосинтеза, разработанного под руководством профессора Г. А. Илизарова, и остаются актуальными в настоящее время [Горбач Е. Н. с со-авт, 2013; Еманов А. А. с соавт, 2014; Hamdy et al., 2012; Hasler C. C., Krieg A. H., 2012; Gubin A. V. et al., 2013; Bright A. S. et al., 2014; Sabharwal S. et al., 2015]. Наиболее часто для динамического исследования регенерата в клинике применяли рентгенографию, которая и в настоящее время активно используется для оценки дистракционного регенерата [Новиков К. И. с соавт., 2014; Дьячков К. А. с со-авт., 2014; Аранович А. М. с соавт., 2015; Li R., Salech М., 2006; Emara K. M. et al., 2014; Novikov I. K. et al., 2014; Atanasov N. et al., 2014]. Однако оценка дистракци-онного регенерата и материнской кости по данным стандартного рентгенографического обследования в двух проекциях не в полной мере удовлетворяла специалистов. Полипозиционная рентгенография не всегда позволяла получить стандартные условия, не была достаточно информативной на ранних стадиях формирования дистракционного регенерата, что крайне важно для прогнозирования сроков фиксации, продолжительности лечения [Chappard D. et al., 2011; Chappard C., 2012; Fonseca J. E., 2012; Griffith F., 2012; Jensen P. R. et al., 2014]. Появление современных методов визуализации в лучевой диагностике значительно расширило возможности изучения репаративного процесса при удлинении конечности и строения кости [Огарев Е. В., Морозов А. К., 2013; Burghardt A. J. et al., 2011; Rehak K., Skallerud B., 2014; Chang G. et al., 2015; Kocijan R. et al., 2015; Carballido-Gamio J. et al., 2015; Gee C. S. et al., 2015]. Однако компьютерная томография, магнитно-резонансная томография и сцинтиграфия применяются для изучения репаративных процессов при лечении переломов и удлинении конечностей с целью количественной оценки сравнительно недавно [Корабельников М. А.

4 с соавт., 2011; Дьячкова Г. В., 2013; 2014; Пусева М. Э. с соавт, 2013; Михайлов И. Н. с соавт., 2014; Eski M. et al., 2007; Giannikas K. A. et al., 2007]. Тогда как возможности их в данном разделе лучевой диагностики можно считать не полностью изученными, поскольку КТ, например, позволяет оценить структуру костного регенерата даже на ранних сроках его формирования и может быть произведена как в целом, так и на уровне каждого отдельно взятого участка по результатам денситометрии объекта в наиболее информативных направлениях сканирования [Дьячкова Г. В. с соавт., 2010, 2013; Пусева М. Э. с соавт., 2013].

Прогресс в технологиях визуализации, биомеханические исследования и клеточная биология способствовали новому пониманию сложности биологии костей, процессов регенерации [Fonseca J. E., 2012]. Применение компьютерной и магнитно-резонансной томографии (МРТ), ультразвуковых исследований (УЗИ) во многом обогатило остеологию, позволило получить принципиально новые данные о состоянии кости при различной патологии и течении репаративного процесса [Огарев Е. В., Морозов А. К., 2013; Карусинов П.С., 2014; Брюханов А. В., 2014; Ермак Е. М., 2015; Bhagat Y. A. et al., 2011; Chappard C., 2012; Klintstrm E. et al., 2014; Kocijan R. et al., 2015; Carballido-Gamio J. et al., 2015; Gee C. S. et al., 2015]. Исследований, которые бы подробно касались данной проблемы, не проводились, а предварительные работы не позволяли сделать обобщающие выводы об особенностях формирования регенерата у больных с различной этиологией укорочения или о сращении перелома на различном уровне больше-берцовой или бедренной костей [Гаркавенко Ю. Е., 2011; Еськин Н. А. с соавт., 2011; Менщикова Т. И., 2014; Дьячков К. А., 2014]. В ранее опубликованных работах показано, что удлинение конечности с формированием дистракционного регенерата сопровождается активными процессами ремоделирования не только в зоне новообразованной, но и в прилежащих участках материнской кости, которые заключаются в изменении плотности ее в различные периоды лечения [Менщико-ва Т. И., Аранович А. М., 2013; Пусева М. Э. с соавт., 2013; Дьячков К. А., 2015]. Однако перестройка кости не ограничивается лишь изменением ее плотности и проявляется достаточно разнообразными рентгеноморфологическими изменениями, ко-

5 торые выявляются при использовании современных методов диагностики. Проведенные предварительные исследования показали, что необходимы объективные, количественные критерии как для оценки качества кости у больных с укорочением конечности, так и в процессе удлинения конечности и после его окончания с целью решения многих тактических вопросов.

Степень разработанности темы

Основанием для выполнения диссертации служат исследования отечественных и зарубежных авторов в области совершенствования лучевой диагностики для изучения дистракционного остеогенеза и качества кости [Пусева М. Э. с со-авт., 2013; Salech М., 2005; Zapata U. et al., 2011; Zhang R. Z. et al., 2011].

Мультисрезовая компьютерная томография и МРТ, сцинтиграфия в настоящее время широко применяются для исследования патологических изменений в опорно-двигательной системе, в том числе и при укорочениях конечностей различной этиологии [Куражов А. П., Завадовская В. Д. с соавт., 2012; Issever A. S. et al., 2010; Krug R. et al., 2008; 2011; Chang G. J. et al., 2015; Klintstrm E. et al., 2015; Gee C. S. et al., 2015]. Однако возможности цифровой обработки данных рентгенографии, МСКТ и МРТ в изучении дистракционного регенерата до конца не изучены [Дьячков К. А., 2013; Giannikas K. A. et al., 2007; Kontogiorgos E. et al., 2011; Moore C. et al., 2011; Song S. H. et al., 2012].

Анализ литературы показал, что в настоящее время не разработана МСКТ и МРТ-семиотика дистракционного регенерата, не выявлены особенности регенерации кости в зависимости от этиологии заболевания и возраста пациентов, не изучено состояние материнской кости в различные периоды удлинения, не до конца разработан алгоритм обследования пациентов с укорочением конечности.

Цель исследования: совершенствование лучевой диагностики в оценке закономерностей формирования дистракционного регенерата, особенностей ремо-делирования кости и ее качества при удлинении конечности.

Задачи исследования:

  1. Разработать новые способы постпроцессорной обработки данных МСКТ и МРТ для изучения качества кости и дистракционного регенерата.

  2. Предложить параметры и критерии оценки методами МСКТ и МРТ дист-ракционного регенерата в различные периоды удлинения конечности.

  3. По данным МСКТ изучить качество кости у больных с укорочением конечности до лечения, определить степень ее изменения в процессе удлинения, продолжительность и полноту восстановления в отдаленном периоде.

  4. Проанализировать с качественной и количественной оценкой этапы формирования и перестройки дистракционного регенерата по данным МСКТ и МРТ.

  5. Изучить методом МСКТ и МРТ процессы ремоделирования большебер-цовой кости в процессе и после удлинения голени по методу Г. А. Илизарова.

  6. Усовершенствовать и дополнить на основе современных методов лучевой диагностики диагностический алгоритм обследования больных с укорочениями и деформациями конечности до, в процессе и после лечения с целью контроля за формированием дистракционного регенерата и изучения качества кости.

Научная новизна

Впервые в России и Европе предложена система лучевой оценки дистракци-онного регенерата, стадий ремоделирования кости и ее качества при удлинении конечности, основанная на разработанных качественных и количественных критериях. Впервые в нашей стране разработаны способы постпроцессорной обработки данных мультисрезовой компьютерной и магнитно-резонансной томографии, позволившие получить принципиально новые данные о стадиях формирования дистракционного регенерата и ремоделировании кости для эффективного контроля за лечебным процессом. Впервые с количественной оценкой изучено качество кости у больных с различной этиологией укорочения нижних конечностей, усовершенствованы методики постпроцессорной обработки данных МСКТ и МРТ для исследования кости и дистракционного регенерата (патент № 2289314 РФ «Способ исследования плотности дистракционного регенерата при компьютерной томографии»; патент

7 № 2391050 РФ «Способ оценки выраженности патологического процесса у больных витамин-D-резистентным рахитом»; патент № 2484772 РФ «Способ определения степени резорбции кортикальной пластинки кости после дистракционного удлинения конечности»). Впервые методом МРТ изучено состояние дистракционного регенерата, предложен способ диагностики зрелости дистракционного костного регенерата (патент 2425635 РФ), позволяющий оценить степень перестройки регенерата после удлинения конечности и демонтажа аппарата Илизарова. Впервые разработана методика исследования методом МСКТ локальной плотности корковой пластинки длинных костей (патент 2539424 РФ «Способ определения локальной плотности корковой пластинки длинных костей»), позволяющая более детально изучить состояние и плотность различных ее слоев с целью объективной оценки качества кости. Впервые методами лучевой диагностики изучена перестройка кости после удлинения, описаны стадии ремоделирования дистракционного регенерата до полной его перестройки в органотипическую кость.

Научно-практическая значимость

Предложенные в работе усовершенствованные методы исследования новообразованной кости, корковой пластинки дали возможность на основе методов лучевой диагностики получить принципиально новые данные о стадиях формирования и перестройки дистракционного регенерата, ремоделировании корковой пластинки в процессе и после удлинения с количественной оценкой показателей. Это позволило объективно оценивать качество кости до удлинения конечности с тем, чтобы выбрать оптимальную методику удлинения, контролировать состояние материнской кости в процессе дистракции, после окончания лечения. Данные МСКТ о качестве дистракционного регенерата могут использоваться ортопедами для стимуляции репаративного остеогенеза у пациентов с замедленным костеобразовани-ем во время удлинения. Объективная оценка состояния корковой пластинки (ее строение и плотность) обеспечивает максимально индивидуальный подход к определению продолжительности периода фиксации. Результаты МСКТ и МРТ служат основанием для выбора оптимальных режимов и способов реабилитации после

8 окончания удлинения, при необходимости принятие мер для профилактики деформаций и переломов регенерата. Апробированы и внедрены в практику 8 патентов РФ на различные способы исследования методами МСКТ и МРТ дистрак-ционного регенерата и кости при различной патологии опорно-двигательной системы, сопровождающейся укорочением и деформациями конечностей. Эти методы позволили объективизировать полученные данные об архитектонике кости, состоянии корковой пластинки, повысить эффективность лучевой диагностики, снизить риск развития осложнений при удлинении конечности и сократить продолжительность лечения.

Методология и методы исследования

В основе методологии диссертационной работы – современные теоретические и практические основы отечественной и зарубежной лучевой диагностики, последовательное применение методов научного познания. Диссертация выполнена в дизайне сравнительного рандомизированного открытого исследования с использованием клинических, инструментальных, аналитических и статистических методов.

Диссертационное исследование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе изучалась отечественная и зарубежная литература, посвященная данной проблеме.

На втором этапе всем пациентам выполняли полипозиционную рентгенографию до лечения, в процессе удлинения голени, после окончания лечения и в отдаленном периоде. При необходимости в периоде фиксации и после демонтажа аппарата применяли программы для количественной оценки оптической плотности.

По данным рентгенографии были отобраны пациенты, которым на различных этапах лечения выполняли МСКТ, после демонтажа аппарата – МСКТ или МРТ.

На третьем этапе проводили статистическую обработку полученных данных и обобщение результатов работы.

Всего было обследовано 168 пациентов. Полипозиционная рентгенография в динамике выполнена всем больным (2352 рентгенограммы). У 25 больных для обработки рентгенограмм применяли программу для количественной оценки

9 оптической плотности (750 изображений). Методом МСКТ обследовано 74 больных, проведено 150 исследований, получено 31500 изображений. МРТ применена для изучения дистракционного регенерата у 35 больных. Выполнено 70 исследований, получено 10990 изображений. Контрольная группа представлена 30 больными с закрытыми переломами костей голени в возрасте 18–45 лет.

Положения, выносимые на защиту

  1. Система оценки дистракционного регенерата, стадий ремоделирова-ния кости и ее качества при удлинении конечности основывается на разработанных качественных и количественных критериях, в основе которых лежат принципы и возможности современных методов лучевой диагностики.

  2. Значимыми прогностическими факторами, определяющими качество дистракционного регенерата, по данным МСКТ являются: соответствие диастаза между отломками темпу и ритму дистракции; площадь соединительнотканной прослойки («зоны роста») относительно общей площади регенерата в периоде ди-стракции; площадь оссифицированной части «зоны роста» в периоде фиксации и после демонтажа аппарата; плотность (HU) костных отделов регенерата и «зоны роста» в периоде дистракции и фиксации.

  3. По данным МСКТ ремоделирование кости после удлинения, как часть общебиологической закономерности формирования трубчатой кости, происходит путем трабекулярной адаптации костной ткани.

  4. Плотность различных отделов корковой пластинки большеберцовой кости при изучении методом МСКТ до и в различные периоды лечения имеет топографические, возрастные и нозологические особенности. Качество корковой пластинки определяется ее общей и локальной плотностью, наличием типичного трехзонального строения.

5. Магнитно-резонансная томография позволяет получить более много
гранные, чем при изучении рентгеновскими методами, данные о дистракцион-
ном регенерате после демонтажа аппарата, оценивая степень завершенности

10 процессов перестройки новообразованной кости и ее ремоделирование на более качественном уровне.

6. Диагностический алгоритм обследования больных с укорочениями и деформациями конечности до и после лечения должен состоять из стандартной полипозиционной рентгенографии с обработкой данных, при необходимости в программах для количественной оценки оптической плотности, мультисрезовой компьютерной и магнитно-резонансной томографии, которые применяются по строго обоснованным показаниям.

Соответствие диссертации паспорту специальности

Научные положения диссертации соответствуют специальности 14.01.13 – «Лучевая диагностика, лучевая терапия».

Личный вклад автора

Автору принадлежит ведущая роль в выборе направления исследования, формулировании цели и задач работы на основании самостоятельного анализа данных литературы. Автором лично разработаны дизайн исследования, методический подход к выполнению диссертации, положения, выносимые на защиту. Автором осуществлено планирование и разработка первичных учетных документов. Данные всех рентгеновских исследований обработаны и проанализированы лично автором, так же как и обработка рентгенограмм в программе для количественной оценки оптической плотности. Автором лично проведены все МСКТ и МРТ исследования и постпроцессорная обработка данных (42490 изображений). Весь материал, представленный в диссертации, получен, статистически обработан и проанализирован автором. Автором лично проводилась подготовка публикаций и патентов по теме диссертации.

Степень достоверности и обработки результатов

Достоверность полученных результатов подтверждается достаточным объемом клинического материала (198 пациентов, 329 голеней (с учетом повторного

11 удлинения у больных ахондроплазией), 157 суставов), результатами оперативных вмешательств, длительным динамическим наблюдением за пациентами (более 10 лет). В работе использованы современные методы лучевой диагностики (64-срезовые компьютерные томографы, магнитно-резонансный томограф с индукцией магнитного поля 1, 5 Тл), новые способы постпроцессорной обработки данных, адекватные современные методы статистического анализа. Выводы логически вытекают из материалов исследования и в полном объеме отражают поставленные задачи. Практические рекомендации обоснованы проведенным исследованием и могут служить руководством к работе. Результаты проведенных исследований опубликованы в рецензируемых научных изданиях.

Работа проводилась в соответствии с этическими нормами Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных исследований с участием человека», с поправками 2013 г., «Правилами клинической практики Российской Федерации», утвержденными приказом Минздрава России от 19.06.2003 г. №266.

Диссертационное исследование было одобрено комитетом по этике ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г. А. Илизарова» Минздрава РФ, протокол заседания № 4(46) от 29 декабря 2015 г.

Связь работы с научными программами, планами, темами

Диссертация выполнена по плану НИР ФГБУ «РНЦ «ВТО» имени академика Г. А. Илизарова» «Комплексная лучевая диагностика и критерии оценки состояния костей и мягких тканей конечностей и позвоночника при их повреждениях, заболеваниях и после лечения методом чрескостного остеосинтеза аппаратом Илизарова», № государственной регистрации – 01201179374.

Тема диссертации утверждена на заседании Ученого совета Федерального государственного бюджетного учреждения «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г. А. Илизарова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (протокол № 3 от 08.10.2013 г.).

12 Диссертация была апробирована на заседании Ученого совета Федерального государственного бюджетного учреждения «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г. А. Илизаро-ва» Министерства здравоохранения Российской Федерации (протокол № 4 от 25 декабря 2015 г.).

Внедрение результатов исследования

Полученные в диссертации результаты используются в ФГБУ «РНЦ «ВТО им. акад. Г. А. Илизарова» Минздрава России (г. Курган), ГАУЗ «Республиканская клиническая больница» Минздрава Республики Татарстан (г. Казань), ГАУЗ «Городская клиническая больница № 7» г. Казани, ФГБУ «УНИИТО им. В. Д. Чаклина» Минздрава России (г. Екатеринбург). Основные научно-практические положения диссертации используются в учебном процессе кафедры лучевой диагностики ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет» Минздрава России; кафедры лучевой диагностики ФГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. А. Евдокимова» Минздрава России; кафедры онкологии, лучевой диагностики и лучевой терапии ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Минздрава России.

Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены на: первой всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы внутренней патологии, дисплазия соединительной ткани» (Омск, 2007); конференции «Актуальные проблемы костной патологии у детей и взрослых» (Москва, ЦИТО, 2008); IV научно-практической конференции с международным участием «Лучевая диагностика и научно-технический прогресс», 16–17 октября 2008 года (Москва); III всероссийском конгрессе лучевых диагностов «Радиология – 2009» (Москва); конференции «Остеопороз и остеоартроз – проблема XXI века: морфофункциональные аспекты диагностики, лечения и профилактики», 7–8 октября 2009 г. (Курган);

13 конгрессе АСАМИ (Санкт-Петербург, 2008); Российском конгрессе ASAMI (Курган, 2009); конгрессе АСАМИ (Греция, Салоники, 2009); конгрессе «Человек и здоровье» (Санкт-Петербург, 2010); всероссийском научно-практическом конгрессе радиологов «Рентгенорадиология в онкологии» с международным участием, к 115-летию открытия рентгеновских лучей (Москва, 2011); региональной конференции травматологов-ортопедов «Реконструктивная хирургия тазобедренного сустава» (Нижний Новгород, 2013);; конференции «Илизаровские чтения» (Курган, 2015); конференции «Риски и осложнения в современной травматологии и ортопедии» (Омск, 2015); IX всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология – 2015» (Москва, 2015); конгрессе AOLF-ASAMI (Санкт-Петербург, 2014); совместном конгрессе ILLRS & ASAMI Int, (Майями, США, 2015); юбилейном конгрессе «Радиология – 2016», на IV конгрессе врачей лучевой диагностики Сибирского федерального округа (Омск, 2016).

Публикации

По материалам исследования опубликовано 60 печатных работ в отечественных изданиях, в том числе 33 – в рекомендованных ВАК России для публикации материалов по кандидатским и докторским диссертациям. Получено 8 патентов РФ на новые способы исследования опорно-двигательной системы методами лучевой диагностики, получено 6 удостоверений на рационализаторские предложения.

Объем и структура работы

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия

Дистракционный остеосинтез в настоящее время является стандартным методом удлинения костей и замещения дефектов не только в травматологии и ортопедии, но и в челюстно-лицевой хирургии, причем объем теоретических исследований при замещении дефектов и удлинении челюсти в последние годы превышает исследования при изучении регенерации длинных костей [129, 271, 281, 314, 368].

Механическая стимуляция при дистракции вызывает биологическую ре акцию в виде регенерации кости путем каскада биологических процессов, ко торые включают дифференциацию клеток и тканей, кровеносных сосудов, ми нерализации и ремоделирования. В работе С. П. Миронова с соавт. (2015 г.), посвященной анализу литературы о дистракционном остеогенезе, отмечено, что репаративный процесс запускается искусственно создаваемым тканевым «де фицитом» и воздействием напряжения растяжения на сосудистую сеть, сфор мировавшуюся в период до начала дистракции. По мнению авторов, посредст вом метода дистракционного остеосинтеза удается распределить в пространст ве и во времени структурные элементы вновь образованной костной ткани по степени их зрелости, этапам формирования в пределах одного костного регене рата [58]. Морфологически в центре дистракционного регенерата визуализиру ется соединительнотканная ростковая зона, рентгенологически (по плотности) ее определяют как «интерзону». Многие вопросы репаративной регенерации при дистракционном остеосинтезе за прошедшие 60 лет с момента его разра ботки решены, определены наиболее благоприятные условия формирования ре генерата, клеточные элементы, запускающие остеогенез, вопросы ремоделиро вания [18, 35, 63, 79, 207, 217]. В последние годы большое внимание уделяется выяснению влияния факторов роста: костных морфогентических протеинов (BMPs), инсулиноподобного фактора роста (IGF), фактора роста фибробластов (bFGF), трансформирующего фактора роста (TGF-beta); рост дифференцирующего фактора 5(GDF5), сосудистого фактора роста эндотелия (VEGF) [58]. Проводятся исследования для уточнения механизма биологических и биомеханических факторов, влияющих на ангиогенез и минерализацию дист-ракционного регенерата, по разработке наиболее эффективных биоактиваторов и/или биомодуляторов, чтобы ускорить регенерацию кости с учетом тесных взаимоотношений между ангиогенезом и минерализацией [22, 163, 213, 229, 252, 265, 341]. Этим важным аспектам регенерации посвящено в последние годы большое количество работ [89, 174, 261, 327]. В ряде из них изучено влияние фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в условиях блокады его рецепторов VEGFR1 (Flt-1) и VEGFR2 (Flk-1) на формирование кости в эксперименте на крысах и in vitro. Доказано влияние VEGFR1 на формирование кости и оссификацию хряща [92, 206, 285, 352]. Изучалось также влияние трансформирующего фактора роста (TGF-beta1) на течение дистракционного остеогенеза в эксперименте на кроликах. Фактор роста применялся при местном введении. Качество новообразованной кости оценивали методом денситометрии и при цифровой обработке рентгенограмм. Выявлено повышение плотности костной ткани в опытной группе. Авторы объясняют этот эффект тем, что фактор роста (TGF-бета1) стимулирует экспрессию остеогенных медиаторов [208, 329, 357]. По данным некоторых авторов, на процесс регенерации оказывает влияние трансплантация культуры клеток костного мозга (контроллеров BMC) и богатой тромбоцитами плазмы (PRP). Исследование было проведено при удлинении длинных костей у больных с различной наследственной патологией. Изучение клинических результатов (продолжительность лечения, количество осложнений) при трансплантации культуры клеток костного мозга (контроллеров BMC) и богатой тромбоцитами плазмы (PRP) сократило период лечения и уменьшило количество осложнений за счет ускорения образования новой кости [218, 239, 241, 301]. Большое внимание обращается в настоящее время на влияние рекомбинантного человеческого костного морфо-генетического белка (BМP-2) на процессы регенерации, в том числе и при дист-ракционном остеосинтезе [152, 264, 355]. При изучении в эксперименте введение чрескожно композитных материалов из BМP-2 позволило сократить время замещения дефекта путем ускорения костеобразования. Для доказательства были использованы рентгеновские, биомеханические и гистологические исследования [152, 242]. Экспериментальная оценка остеоиндуктивности рекомбинантного костного морфогенетического белка (rhВМР-2) отечественного производства, фиксирован ного на биокомпозиционном материале проведена на экспериментальной модели остеосинтеза фрагментов диафиза бедренной кости крысы линии Вистар с ис пользованием аппарата наружной фиксации. Рентгенологическое исследование, изучение аутопсийного материала и оценка функциональной полноценности ко стного сращения с помощью биомеханического теста на кручение показали высо кую остеоиндуктивность биокомпозитов, содержащих отечественный рекомби нантный белковый остеоиндуктор (rhВМР-2) [58]. Влияние рекомбинантного че ловеческого морфогенетического белка кости (rhBMP-2) в составе недеминерализованного костного матрикса на процесс костеобразования изучено при замещении дефекта черепа в эксперименте на крысах. Качество восстанов ленного костного дефекта оценивалось методом компьютерной томографии по шкале плотности Хаунсфилда. Через 1 месяц в экспериментальной группе плотность кости в восстановленном дефекте составила 245 HU, в группе сравне ния – 223 HU, в контрольной группе – 53 HU. Установлено лучшее качество новообразованной костной ткани в дефекте свода черепа крысы в экспериментальной группе при заполнении дефекта недеми-нерализованным костным матриксом, насыщенным рекомбинантным человеческим морфогенетическим белком кости rhBMP-2, по отношению к группе сравнения c применением чистого недеминерализованного костного матрикса. Структурно оформленная костная ткань получена при применении рекомбинантного человеческого морфогенетического белка кости rhBMP-2 в комплексе с носителем [10]. Приведены данные о влиянии на процесс регенерации других способов стимуляции ре-паративного процесса, в частности, гипербарической оксигенации [268].

Анализ литературы по морфологическим аспектам дистракционного остео-генеза важен для трактовки прижизненного исследования дистракционного регенерата методами рентгенографии, МСКТ, сцинтиграфии, МРТ, DEXA.

Компьютерная томография

Изменения плотности в настоящее время может быть определено количественно несколькими способами остеоденситометрии. Прежде всего следует отметить роль и значение двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, применяющейся как единственный метод исследования, так и в совокупности с другими методиками [101, 106, 372]. В современной клинической практике минеральная плотность костной ткани (МПК) часто используется в качестве основного показателя прочности костей, зависящей от других показателей, к которым относятся архитектоника, обменные процессы, клеточный состав. В связи с этим в последние годы проведен ряд исследований, касающийся сравнения данных двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии с результатами, полученными другими методами. Минеральная плотность костной ткани (МПК) 160 трупных бедренных костей измерялась методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. После исследования изучали разрушающую нагрузку бедренной кости специально разработанным в АО-исследовательском фонде устройством, которое позволяло оценить прочность трабекулярной кости в проксимальном отделе бедренной кости и выявить корреляцию с МПК. В треугольнике Варда была самая низкая минеральная плотность (0,511 ± 0,17 г/см2), несколько выше была минеральная плотность в вертельной области и максимальной – в области шейки бедренной кости (0,813 ± 0,2 г/см2). Максимальное сопротивление крутящему моменту также было найдено для шейки бедренной кости [183]. Три показателя, характеризующие качество кости (кортикальный индекс, минеральная плотность кости и содержание в сыворотке крови 25-гидроксивитамина D (25 (ОН) D), были изучены у 112 пациентов пожилого возраста с переломом шейки бедренной кости после низкоэнергетической травмы. Исследование было проведено для решения вопроса о качестве кости в предоперационном планировании с целью выбора бесцементного или цементного протезирования. Найдена корреляция между показателями кортикального индекса, минеральной плотностью кости и уровнем 25-гидроксивитамина D, в связи с чем авторы предлагают использовать кортикальный индекс в качестве скринингового показателя для оценки качества кости перед эндопротезированием [360]. В связи с тем, что снижение качества кости является общей проблемой хирургической фиксации переломов бедра у пожилых людей, проведено исследование для выявления степени корреляции между кортикальным индексом и МПК проксимального отдела бедренной кости. Обследовано 60 пациентов (20 – с чрезвертельными переломами, 20 – с переломами шейки бедренной кости, и 20 – без переломов) пожилого возраста. Всем пациентам проведено рентгеновское исследование бедренной кости в прямой и боковой проекциях и измерение МПК методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Значительная корреляция между кортикальным индексом и МПК была найдена у пациентов без переломов. Не найдено корреляция между кортикальным индексом и МПК у пациентов с переломом бедренной кости, поэтому авторы не рекомендуют использовать кортикальный индекс в качестве параметра для оценки качества кости в проксимальном отделе бедренной кости у пожилых людей, больных с переломами бедра [103]. Периферическая компьютерная томография с высоким разрешением (HR-pQCT) и двухэнергетическая рентгеновская абсобциометрия (DEXA) проксимального отдела бедренной кости выполнена у 31 пациента в возрасте от 50 до 89 лет. Методом HR-pQCT изучена область головки и шейки бедренной кости, большого и малого вертела. Авторы считают, что данные, полученные методом DEXA, коррелируют с показателями HR-pQCT [192]. Аналогичные данные получены в работе L. Yang и соавт. (2014 г.) [359]. При изучении методом компьютерной томографии и двухэнерге-тической рентгеновской абсобциометрии 187 фиксированных формалином образцов проксимального отдела человеческой бедренной кости авторы пришли к выводу, что наиболее полная информация о качестве кости может быть получена при комплексной оценке данных, полученных использованными методиками [102]. Для оценки точности измерения и проверки значений количественной компьютерной томографии (ККТ) при изучении состояния бедренной кости у 152 пациентов китайской популяции в возрасте от 46 до 76 лет была использована двухэнергетическая рентгеновская абсобциометрия. Полученные данные позволили авторам сделать вывод, что данные ККТ хорошо согласуются с результатами двухэнергетической рентгеновской абсобциометрии и могут быть применены для количественной оценки кости с целью выявления остеопороза [139].

Многие исследователи считают, что современные тенденции в области радиологической оценки костной структуры и микроархитектуры связаны с дальнейшим развитием техники микрокомпьютерной томографии (-CT) и совершенствованием спиральных КТ-сканеров с высоким разрешением, что в настоящее время успешно реализуется [126, 165, 288, 319, 336]. Существующие методы визуализации, в частности компьютерная и магнитно-резонансная томографии, наряду с современным программным обеспечением, значительно расширили оценку строения костей и ее прочности [227, 249, 260, 274]. В работах F. Griffith (2011, 2012, 2015 гг.) представлен уникальный материал о строении кости, полученный с использованием практически всех известных современных методов визуализации. Подчеркнуты возможности различных методик в изучении структуры, плотности кости, значение КТ в различных ее модификациях, как одного из основных методов диагностики патологических изменений в кости. Автор подчеркивает, однако, что идеальный метод диагностики еще не создан и это задача будущего [175, 177, 180]. Тем не менее, роль КТ в травматологии и ортопедии трудно переоценить, поскольку благодаря КТ, особенно современным модификациям данного метода, решены многие вопросы оценки качества кости [303]. По мнению J. E. Fonseca (2012 г.), общая архитектоника кости (толщина и структура коркового слоя, морфология трабекулярной кости и общая геометрия кости) определяют основные функциональные характеристики кости. Однако общая структура находится под влиянием наноструктурных свойств кости, которые непосредственно зависят от ее развития [167]. Прогресс в технологиях визуализации, механические испытания и клеточная биология способствовали новому пониманию сложности биологии кости [114, 228, 249, 253, 364, 318]. В работе C. Chappard (2012 г.) и других авторов проанализированы возможности различных методов в изучении микроархитектоники кости в зависимости от воздействия механических факторов, возраста, остеопороза, влияния антирезорбтивных препаратов (рентгенография высокого разрешения, DXA, МРТ периферическая количественная компьютерная томография с высоким разрешением (HR-pQCT)) [116, 122, 132, 172, 243, 280, 339]. В образцах кости использована гистоморфометрия, синхротронное излучение, микрокомпьютерная томография [95, 132, 131, 191, 348, 373, 366]. D. Chappard (2010 г.) приводит несколько наиболее клинически подтвержденных методов оценки и мониторинга костной структуры при различной костной патологии. Исследования показали, что несколько независимых методов должны быть использованы одновременно для изучения микроархитектоники. Микрокомпьютерная томография, микро-МРТ и синхротронные устройства позволяют проводить нераз-рушающие 3D-изучения трабекулярной микроархитектоники образцов костей [133]. Новые возможности изучения структуры кости и ее ремоделирования появились после применения методики микрокомпьютерной томографии (-CT) [135]. A. L. Boskey, R. Coleman (2010 г.), анализируя данные литературы, показали, что состав кости и ее механические свойства изменяются в зависимости от возраста. По данным денситометрии, минеральная плотность кости может быть достаточно высокой у пожилых людей, но риск переломов у них в 10 раз больше, чем у лиц молодого возраста с таким же показателем. На основании этого делается предположение, что минеральная плотность не единственный показатель, характеризующий качество кости. По данным микрокомпьютерной томографии с возрастом изменяются не только размеры кости, но и ее форма, уменьшается толщина корковой пластинки, ее структура, что оказывает влияние на качество кости [109]. В исследовании L. Karim и соавт. (2011 г.) были изготовлены и обследованы методом микрокомпьютерной томографии по 3 цилиндрических образца губчатой кости (7,5 мм в диаметре, длина – 10,5 мм) из плато большеберцо-вой кости 26 доноров (возраст от 18 до 97). Получены данные о плотности кости (BMD), отношении объема костной ткани к общему объему образца кости (BV/TV), структурном индексе модели (SMI), количестве трабекул (Tb.N), толщине трабекул (Tb.Th), и межтрабекулярном расстоянии (Tb.Sp) [216].

Данные рентгенографии, МСКТ при исследовании дистракционного регенерата и большеберцовой кости при удлинении голени у пациентов с субъективно низким ростом, посттравматическими укорочениями

Экспериментальные исследования были проведены с целью более подробного изучения дистракционного регенерата на ранних стадиях удлинения (7,14 дней) и динамики формирования новообразованной кости (28,35 дней дистракции), ее перестройки в периоде фиксации, поскольку у больных проведение такого количества исследований невозможно. Указанные временные периоды обусловлены тем, что именно в эти сроки в регенерате отмечены наиболее визуализируемые и динамичные процессы репаративного остеогенеза. Кроме того, морфологические исследования проводили именно в указанные, исторически сложившиеся сроки, что позволяло проводить рентгено-морфологические параллели.

Для сравнительного анализа изменения плотностных характеристик боль-шеберцовой кости собак в процессе удлинения МСКТ голени собак проведена до удлинения (Таблица 3.1).

Изучение методом МСКТ и СКТ рентгеновской семиотики дистракционно-го регенерата у собак показало, что в различные периоды и после окончания ди-стракции новообразованный участок кости имел четко выраженное зональное строение, в котором визуализировались костные отделы, представленные на 14-й день дистракции пучковой костной тканью, и неминерализованная часть – «зонa роста», представленная волокнистой соединительной тканью (Рисунок 3.1). СКТ голени собаки. MPR во фронтальной плоскости. Площадь регенерата составила 2,31 см2 (а), соединительнотканной прослойки – 0,77 см2 (б), площадь прослойки составила 33,3 % от общей площади регенерата. СКТ голени собаки. MPR во фронтальной плоскости, площадь костных отделов регенерата – 1,16 см2, площадь прослойки – 0,69 см2, общая площадь – 1,85 см2, отношение площади прослойки к общей площади регенерата составило 37,2 %, что превышает референтные значения. Плотность прослойки – 87,0 HU (в)

Плотность костных отделов регенерата составила на 14-й день дистракции 358,7 ± 29,8 HU, плотность соединительнотканной прослойки не превышала 84,6 ± 8,5 HU (а), и она хорошо визуализировалась при VRT (б, в) (Рисунок 3.2). а б в

Рисунок 3.2. КТ голени собаки, 14 дней дистракции. Высота регенерата –1,4 см, что соответствует темпу дистракции – 1 мм в сутки. MPR во фронтальной и сагиттальной плоскостях (а); объемная реформация (VRT), визуализация «зоны роста» (б, в)

С увеличением продолжительности периода дистракции до 28 дней площадь регенерата достигала 4,48 ± 0,21 см2, прослойки – 1,38 ± 0,09 см2, что составляло 30,8 ± 2,1 % от общей площади регенерата. Плотность прослойки была несколько ниже, чем в предыдущем периоде, но оставалась в пределах референтных величин (Рисунок 3.3).

КТ голени собаки, 28 дней дистракции. MPR во фронтальной и сагиттальной плоскостях: высота регенерата – 2,8 см, что соответствует темпу дистракции (а); плотность «зоны роста» сохранялась в пределах 75 HU, что соответствует нормальным параметрам; VRT, визуализация костных отделов (стрелки) и «зоны роста» (двойная стрелка) (б) В таблице 3.2. представлены данные о плотности различных отделов регенерата на 14-й и 28-й дни дистракции.

В начале периода фиксации костные отделы были представлены губчатой костью с выраженной продольной ориентацией костных трабекул, прослойка медленно замещалась костной тканью. К окончанию фиксации происходила постепенная перестройка и ремоделирование кости, на границе с материнской костью формировался костно-мозговой канал, в связи с чем плотность этих участков уменьшалась, а в центральном отделе регенерата за счет продолжающейся активной минерализации прослойки увеличивалась. В проксимальном отделе регенерата в представленном случае среднее значение плотности новообразованной кости равнялось 573,2 HU, в дистальном отделе – 506,9 HU, в центральной части – 702,2 HU (Рисунок 3.4). а

В эксперименте на собаках, при удлинении голени в средней трети диафиза, где корковая пластинка имела большую толщину, чем на границе с метафизом, формирование регенерата в интермедиарной (межкортикальной) зоне сопровождалось образованием участков со значительно меньшей плотностью (точка 1–153 HU, Рисунок 3.5а, б), чем на этом же уровне в области косно-мозгового канала (точка 1–946 HU, Рисунок 3.5в). Через 30 дней фиксации общая плотность регенерата в области костно-мозгового канала (186 HU, Рисунок 3.5д) меньше, чем в интермедиарном пространстве (238,9 HU, Рисунок 3.5е), в результате резорбции кости в проксимальных и дистальных отделах регенерата (формирование костно-мозгового канала), что хорошо визуализируется на MPR. Плотность кости в «зоне роста» еще достаточно велика (946 HU) во фронтальной плоскости (а), цветовая карта, плотность прослойки – 946 HU (б, в). Плотность центральной части регенерата (645,4 HU) выше, чем в интермедиарной зоне –597,2 HU. Объемная реформация, визуализируется структура регенерата в виде продольно ориентированных групп костных трабекул (стрелка) и зональное строение корковой пластинки материнской кости (двойная стрелка) (е)

После демонтажа аппарата продолжалось формирование костно-мозгового канала, корковой пластинки, которая через 45–60 дней имела плотность от 970 до 1100 HU. В центре регенерата сохранялась трабекулярная кость с плотностью 316,4 ± 123,2 HU. Корковая пластинка на некоторых участках проксимального и дистального отделов регенерата уже имела типичное трехзональное строение, но толщина ее еще значительно меньше толщины корковой пластинки материнской кости, которая в остеонной зоне имела плотность 1627 HU, а в области наружных и внутренних пластинок – 1358–1392 HU, что ниже показателей интактной конечности, которые у собак достигают 1900–2100 HU. В связи с тем, что корковая пластинка сформировалась со всех сторон, при VRT кость в зоне новообразованного участка имела ровную, гладкую поверхность, практически не отличающуюся от материнской кости. Однако при исследовании в MIP (проекция максимальной интенсивности) хорошо визуализировались отличия в плотности материнской и новообразованной кости, а также неоднородное строение корковой пластинки (Рисунок 3.6).

Динамика формирования дистракционного регенерата и ремоделирования кости у больных ахондроплазией по данным рентгенографии, СКТ, МСКТ при удлинении голени

Кроме плотности регенерата и его отделов, которая отражала степень минерализации образующейся кости и являлась одним из важных показателей, имела значение и площадь прослойки («зоны роста»), которая характеризовала активность формирования костных трабекул. Более современные методы исследования, большой объем клинического материала позволил нам уточнить референтные показатели, характеризующие площадь прослойки («зоны роста») регенерата в процентном соотношении в любом периоде дистракции и начале фиксации, которые были получены нами в совместных с А. В. Ковалевой исследованиях (2006, 2007 гг.). Анализ материала показал, что площадь прослойки при нормальном течении репаративного процесса может находиться в пределах 23–33 % от общей площади регенерата. При этом плотность прослойки должна быть не меньше 88 ± 7 единиц Хаунсфилда (HU) в периоде дистракции и не меньше 66,5 ± 14 HU в периоде фиксации; общая плотность регенерата должна быть не меньше 210 ± 85 HU в периоде дистракции, не меньше 146 ± 30 HU к 30-му дню периода фиксации и не меньше 241 ± 17 HU на 60-й день фиксации. При этом снижение плотности корковых пластинок материнской кости должно быть не больше 200–300 HU в периоде дистракции и не больше 400–500 HU в периоде фиксации по сравнению с исходными показателями. После демонтажа аппарата плотность в зоне регенерата увеличивалась до 217,8 ± 86,2 HU, прослойки – до 348,4 ± 57,4 HU, корковой пластинки – до 565,9 ± 68,1 HU. При хорошем качестве регенерата, когда темп дистракции адекватен скорости минерализации коллагеновых волокон в прослойке, ее площадь на протяжении всего периода дистракции не превышала 28–30 % от общей площади регенерата. Увеличение площади прослойки до 35–40 % свидетельствовало об отставании минерализации новообразованной кости, о замедленном костеобразовании, требовало длительной фиксации и могло приводить к различным осложнениям. У больных ахондроплазией, учитывая анатомические особенности костей (широкий костно-мозговой канал), процессы регенерации при дистракционном остеосинтезе протекали активно, и у детей в возрасте 6–10 лет темп дистракции увеличивали. В 95,7 % случаев площадь прослойки соответствовала нормальным показателям, в 2 % – была меньше 28 %. Однако при удлинении на 9 см в конце периода дистракции у двух больных (2,3 %) площадь прослойки превышала 33–34 %, но, в конечном итоге, это не привело к увеличению периода лечения.

По мере увеличения времени фиксации происходила перестройка центральной части регенерата, которая пересекалась костными трабекулами, расположенными по оси нагрузки. Этот факт расценивался как хороший показатель активности минерализации новообразованной кости. Визуализация в программе навигация («Navg») позволяла видеть формирующиеся в периоде фиксации, в основном, продольно ориентированные группы костных трабекул и небольшое количество поперечно расположенных, в виде коротких отростков, трабекул (Рисунок 3.54).

КТ голеней больного (а) в периоде фиксации, MPR, видны группы костных тра-бекул, пересекающие прослойку (стрелки); МСКТ голеней больного ахондроплазией, программа «Навигация», продольно ориентированные группы костных трабекул (черные стрелки), короткие, поперечно ориентированные трабекулы (двойная стрелка) (б)

В конце периода фиксации центральная часть регенерата приобретала тра-бекулярное строение с плотностью кости 440–540 HU, по обе стороны от которой формировался костно-мозговой канал, содержащий костный мозг, плотность которого составляла (–32) – (–74) HU. При MPR в сагиттальной плоскости у 10 % больных отмечалось уменьшение диаметра кости, обусловленное формированием в периоде дистракции по передней поверхности регенерата зоны пониженной плотности, которая в 14 % случаев полностью не минерализировалась, что приводило к дефекту кости (Рисунок 3.55). СКТ голени больной Ч., 9 лет. Фрагмент большеберцовой кости. MPR во фронтальной (а) и сагиттальной плоскостях. Диаметр кости в средней трети регенерата меньше, чем в проксимальном и дистальном отделах (стрелка) (б)

Во время фиксации конечности в аппарате, в ближайшее время после демонтажа аппарата Илизарова, корковая пластинка во всех группах больных имела неоднородное строение с зонами резорбции различной величины, формы и плотности. Минимальные значения плотности корковой пластинки после демонтажа аппарата отмечены на границе с регенератом, во внутренних и наружных отделах коркового слоя. Критическими считались значения в 300–350 HU.

После демонтажа аппарата плотность в зоне регенерата увеличивалась до 217,8 ± 86,5 HU, прослойки – до 348,4 ± 57,4 HU, корковой пластинки – до 565,9 ± 68,1 HU (Рисунок 3.56).

СКТ голеней больной Ч., 9 лет. Плотность корковой пластинки новообразованной и материнской кости в различных слоях (наружных, внутренних, среднем отделе) значительно отличалась (а). Измерение плотности корковой пластинки и центральной зоны регенерата по MPR изображению в сагиттальной плоскости. Плотность корковой пластинки в области регенерата и прилежащих участков материнской кости – 565,9 ± 68,1 HU (б)

Ремоделирование кости в зоне дистракционного регенерата происходило в несколько стадий, начиная с резорбции в области костно-мозгового канала продольно ориентированных костных трабекул в направлении от материнской кости к «зоне роста», а также от центра к периферии регенерата (Рисунок 3.57).

СКТ голеней больных после демонтажа аппарата. Удлинение голени на 7–8 см. Плотность корковой пластинки в области регенерата (997,6 ± 86,2 HU) ниже, чем материнской кости на границе с регенератом (1214 HU) (а); красной линией (схематически) выделены участки с меньшей плотностью (формирующийся костно-мозговой канал) (б)

После удлинения голени на 5,5 см у больной ахондроплазией в ближайшее время после демонтажа аппарата плотность всего регенерата составляла 263,2 HU, проксимальной его трети – 157,7 HU, центральной зоны – 445,2 HU. Это связано с более поздним ремоделированием кости в этой области (Рисунок 3.58).

СКТ голеней больной Ч., 9 лет. Удлинение голени на 8 см. После демонтажа аппарата. MPR в сагиттальной плоскости. Плотность проксимального отдела регенерата (область 1) в результате в большей степени сформировавшегося костно-мозгового канала меньше дистального, где процессы ремоделирования занимают меньшую площадь (область 3). В центральной зоне регенерата плотность максимальна (область 2)

У всех больных ахондроплазией выявлены изменения в коленном суставе на различных этапах удлинения голени. Следует отметить, что и исходное состояние костей, образующих коленный сустав у больных ахондроплазией, имело отклонения от нормальных рентгеноморфологических характеристик сверстников. Эти отличия заключались в характерной деформации дистального отдела бедренной и большеберцовой костей (значительное увеличение их ширины на границе с зоной роста), меньших размерах эпифизов в возрасте до 14 лет и значительном увеличении их к 15–16 годам.

К этому времени отмечалось полное синостозирование ростковых зон. Мыщелки бедренной и большеберцовой костей деформированы, имели груботрабе-кулярное строение с участками утолщенных, склерозированных трабекул. Дис-тальный метафиз бедра утолщен, укорочен, наблюдалась вальгусная деформация коленного сустава (Рисунок 3.59).

Рисунок 3.59. Рентгенограммы коленного сустава в прямой проекции больной Ч., 6 лет. Расширение метафиза на границе с зоной роста (стрелки) (а). Ф., 11 лет; массивный внутренний мыщелок бедренной кости (б). Т, 14 лет; увеличение размеров эпифизов бедренной и большебер-цовой костей, мыщелки деформированы, зоны роста закрыты (в)