Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Травма голеностопного сустава составляет до 30% всех повреждений суставов конечностей и до 40-60% от числа повреждений нижней конечности (Yard E.E., Borens O., 2008; Tourne Y., 2010). Такая травма является наиболее частым повреждением у военнослужащих и спортсменов (Hamilton W.G., Coull R., 2008; Dijk C.N., 2010). Около 22% пациентов артрологического профиля, находящихся на стационарном лечении в травматологических отделениях военных госпиталей МО РФ, страдают патологическими изменениями голеностопного сустава и стопы, более чем в 80% травматического происхождения (Гарасюта Е.Г., 2003; Савчук Г.Б., 2008). Статистика повреждений голеностопного сустава и стопы среди населения не может считаться достоверной, так как многие пострадавшие не обращаются за медицинской помощью и не проходят адекватного лечения (Langner I. et al., 2011).
По данным различных авторов, 59-85% повреждений голеностопного сустава обусловлены инверсионным механизмом травмы (Зубанов А.Г., 2003; Pedowitz R.A., 2008; Park H.J., 2010).
Термин «инверсионная травма» означает подвертывание стопы кнутри. Такая травма всегда имеет свои особенности. Подвертывание стопы кнутри может сопровождаться не только аддукцией (реже абдукцией), но и подошвенным или тыльным сгибанием стопы, движениями голени по отношению к стопе кпереди и кзади (Saupe N., 2007; Uurlu M., 2010). «Классический» вариант инверсионной травмы – супинация, подошвенное сгибание, внутренняя ротация стопы (Saupe N., 2007; Zoest W.J.F., 2007). Такой механизм травмы, по разным данным, встречается в 65-80% (O'Connor P., 2002; Palma L., 2009).
Спектр повреждений при инверсионной травме колеблется от разрывов связок латерального связочного комплекса до переломов лодыжек (Vanhoenacker F.M., Maas M., Gielen J.L., 2007). При этом характер повреждений, по данным некоторых авторов, зависит от величины прилагаемой травмирующей силы (Ip D., 2006). В 70-75% при инверсионной травме происходят повреждения связок и сухожилий без переломов костей (Yard E.E., Borens O., 2008; Tourne Y., 2010).
Около 50% пациентов по окончании лечения или в отдаленном периоде после перенесенной инверсионной травмы предъявляют жалобы на хроническую боль, чувство нестабильности в голеностопном суставе, а впоследствии на ограничение его подвижности (Palma L., 2009). Большая доля неудовлетворительных результатов лечения и осложнений у пострадавших является причиной дальнейшего изучения возможностей совершенствования диагностики повреждений структур голеностопного сустава и стопы при инверсионной травме (Hamilton W.G., 2008; O’Neill P.J., 2010).
Степень разработанности темы. Обследование пациентов, перенесших инверсионную травму голеностопного сустава, как правило, начинается с традиционного рентгенологического исследования (Bleakley C.M., Borowski L.A., 2008). I.G. Stiell в 1996 г. предложил теоретические принципы диагностики повреждений голеностопного сустава и стопы у пациентов с инверсионной травмой (“Ottawa ankle rules”) (Stiell I., 1996). Эти принципы предусматривают выполнение рентгенографии голеностопного сустава в качестве первичного метода исследования только пострадавшим с локальной болезненностью в области латеральной и медиальной лодыжек, ладьевидной кости и основания пятой плюсневой кости (Pedowitz R.A., 2008; Park H.J., 2010). Остальным пациентам с инверсионной травмой было рекомендовано проводить ультразвуковое исследование или магнитно-резонансную томографию (Hamilton W.G., 2008; O’Neill P.J., 2010). Рентгенография, несмотря на это, в большинстве клиник мира остается первичным методом лучевой диагностики травмы голеностопного сустава и стопы (Савчук Г.Б., 2008).
Результаты рентгенографии, УЗИ и КТ не позволяют выявить и полноценно охарактеризовать все повреждения структур голеностопного сустава и стопы у пациентов с инверсионной травмой (Kadel N.J., 2006; Helms I. et al., 2009). По данным Американского общества радиологов (ACR), в настоящее время УЗИ и КТ не отводится основной роли в диагностике повреждений голеностопного сустава у пациентов с инверсионной травмой (Chan K.W., Ding B.C., Mroczek K.J., 2011).
Многими авторами (Зубанов А.Г., 2003; Брюханов А.В., 2006; Савчук Г.Б., 2008; Shellock F.G., Crues J.V., 2004) признается ведущая роль МРТ в комплексной оценке травматических изменений костных и мягкотканных структур голеностопного сустава. Тем не менее, в настоящее время имеются лишь единичные научные работы, в которых приведена детальная оценка повреждений структур голеностопного сустава при различных механизмах травмы (Kadel N.J., 2006). Не изучены взаимосвязь и характер сочетанных повреждений мягкотканных структур голеностопного сустава и стопы при различных травмах. Научные работы, в которых приведена детальная оценка характера сочетанных повреждений структур голеностопного сустава после инверсионной травмы, единичны; данные, приводимые в этих работах, противоречивы (Гарасюта Е.Г., 2003; Malanga G.A., Ramirez-Del Toro J.A., 2008).
Недостаточно изучены особенности МР-семиотики повреждений структур голеностопного сустава и стопы у пострадавших в остром и отдаленном периодах после инверсионной травмы при отсутствии признаков переломов костей. Не изучены особенности и сочетания повреждений структур голеностопного сустава и стопы, приводящие к хроническому болевому синдрому и нарушению функции суставов в отдаленном периоде после инверсионной травмы.
Все это обусловливает актуальность и необходимость повышения качества и эффективности диагностики патологических изменений голеностопного сустава и стопы в различные периоды после инверсионной травмы с использованием МРТ.
Цель исследования. Совершенствование диагностики повреждений структур голеностопного сустава и стопы в остром и отдаленном периодах после инверсионной травмы на основе результатов МРТ.
Задачи исследования:
1. Определить значение МРТ в диагностике патологических изменений голеностопного сустава и стопы в различные периоды после инверсионной травмы.
2. Изучить варианты нормальной анатомии и особенности интерпретации МР-изображений структур голеностопного сустава и стопы на основе результатов исследований с применением оптимизированной методики МРТ.
3. Выявить характерные варианты сочетанных повреждений структур голеностопного сустава и стопы у пациентов с инверсионной травмой, установить взаимосвязи таких повреждений и их зависимость от особенностей механизма травмы.
4. Проанализировать возможные типы инверсионной травмы голеностопного сустава и стопы в зависимости от количества и характера полученных при такой травме повреждений связок и сухожилий.
5. Определить частоту и основные варианты осложнений инверсионной травмы и установить возможность их развития в зависимости от первоначального характера повреждений структур голеностопного сустава и стопы.
Научная новизна исследования. На основе результатов МР-исследования изучены малоизвестные варианты анатомического строения голеностопного сустава и стопы. Достоверно доказана анатомическая взаимосвязь вариантов строения сухожилий малоберцовых мышц и ретромаллеолярной вырезки малоберцовой кости, подошвенной пяточно-ладьевидной связки и наличия/отсутствия средней таранной суставной поверхности пяточной кости.
Установлены закономерные взаимозависимости сочетанного повреждения отдельных структур голеностопного сустава и стопы и их связи с особенностями механизма инверсионной травмы.
Научно обоснованы три типа инверсионной травмы голеностопного сустава, которые характеризуются количеством поврежденных связок латерального связочного комплекса и сухожилий малоберцовых мышц и характером их патологических изменений, выявляемых при МР-исследовании.
Достоверно доказано, что сочетанные повреждения связок латерального связочного комплекса, сухожилий малоберцовых мышц и структур пазухи предплюсны при форсированной инверсионной травме голеностопного сустава ведут к повышенному риску возникновения осложнений.
Теоретическая и практическая значимость. Усовершенствована методика МР-исследования пациентов, перенесших инверсионную травму голеностопного сустава и стопы. Предложено основной осью ориентации срезов и построения плоскостей считать продольную ось пяточной кости, в отличие от общепринятой методики, где основная ось – плоскость «вилки» голеностопного сустава. Дополнительная программа сканирования Т2-СISS в косой корональной плоскости дает возможность построить многоплоскостные реконструкции по ходу исследуемых связок и сухожилий в ходе постпроцессинговой обработки, что экономит время МР-исследования. Основные принципы разработанной методики могут применяться при различных травмах и заболеваниях голеностопного сустава и стопы.
Подробно изучены особенности строения и частота встречаемости сверхкомплектных связок и сухожилий голеностопного сустава – связки Бассетта (21,7%), задней межлодыжечной связки (75,4%), сухожилия четвертой малоберцовой мышцы (8,7%). Даны подробные рекомендации по применению оптимальных плоскостей и импульсных последовательностей для визуализации каждой структуры голеностопного сустава. Знания о возможном наличии сверхкомплектных связок и сухожилий, отсутствии компонентов некоторых связок, особенностях хода волокон связок способствуют улучшению дифференциальной диагностики нормы и различных патологических изменений голеностопного сустава и стопы.
Доказано, что даже при нормальных результатах рентгенографии у пострадавших с инверсионной травмой голеностопного сустава зачастую происходит сочетанное множественное повреждение связочных, сухожильных структур, что может быть причиной длительного ограничения трудоспособности пациента. При отсутствии клинических признаков переломов костей результаты первичного МР-исследования при инверсионной травме дают всю необходимую информацию для планирования адекватной тактики лечения.
Осуществлена градация инверсионной травмы голеностопного сустава по степени выраженности повреждений, основанная на результатах МРТ при нормальной рентгенологической картине. Такая градация отражает все основные варианты повреждений мягкотканных структур при инверсионной травме и при неясной клинической картине позволяет дать адекватную оценку тяжести травмы. Инверсионная травма голеностопного сустава II и III типов с большей степенью вероятности может привести к развитию осложнений и требует полноценного лечения.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе изучалась отечественная и зарубежная литература, посвященная данной проблеме. Всего проанализировано 133 источника, из них 41 – отечественный, 92 – зарубежных.
На втором этапе для отработки оптимальной методики МР-исследования, изучения вариантов нормального строения структур голеностопного сустава и стопы и особенностей интерпретации их магнитно-резонансных изображений были обследованы 69 добровольцев, не имевших жалоб и травм области голеностопного сустава.
На третьем этапе научной работы обследовали пациентов с болевым синдромом голеностопного сустава и стопы в остром (76 человек) и хроническом (81 человек) периодах после инверсионной травмы. Провели сравнительный анализ повреждений голеностопного сустава и стопы у пострадавших этих двух групп и статистическую обработку полученных результатов.
Клиническая характеристика пострадавших. Обследованы и проанализированы результаты клинических, рентгенологических, МР-исследований 157 пострадавших, проходивших стационарное или амбулаторное обследование на кафедре рентгенологии и радиологии (с курсом ультразвуковой диагностики) Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова с 2010 по 2013 годы по поводу болевого синдрома голеностопного сустава и стопы в острый и отдаленный периоды после инверсионной травмы. Дополнительно была обследована группа добровольцев (n=69) (слушатели Военно-медицинской академии), у которых отсутствовали жалобы на боль в области голеностопного сустава и травмы в анамнезе.
Таким образом, были обследованы три группы пациентов (n=226):
I группа – 69 добровольцев без патологических изменений голеностопного сустава и стопы. Мужчин – 46, женщин – 23; средний возраст – 32,5±2,3 года.
II группа – пациенты с болевым синдромом голеностопного сустава и стопы в остром периоде после инверсионной травмы (до трех недель с момента получения травмы) – 76 человек. Мужчин – 55, женщин – 21; средний возраст – 35,4±3,6 лет.
III группа – пациенты с болевым синдромом и нарушениями функции голеностопного сустава и стопы в отдаленном периоде после инверсионной травмы (полгода и более с момента получения травмы) – 81 человек. Мужчин среди них было 47, женщин – 34; средний возраст – 42,0±2,7 лет.
Пациентам I группы выполняли МРТ голеностопного сустава.
Критерии отбора пациентов I группы:
1. Отсутствие жалоб и хронических заболеваний.
2. Отсутствие в анамнезе травм голеностопного сустава и стопы.
Пациентам II и III групп выполняли рентгенографию голеностопного сустава и стопы по стандартной методике и МРТ по усовершенствованной методике.
Критерии отбора пациентов II и III групп:
1. Инверсионная травма голеностопного сустава и стопы в анамнезе.
2. Болевой синдром и нарушения функции голеностопного сустава и стопы.
3. Отсутствие по результатам рентгенографии патологических изменений или начальные признаки остеоартроза голеностопного сустава и стопы.
4. Четкое представление пациента об особенностях механизма полученной травмы.
Распределение по возрасту, полу и механизму травмы у пациентов II и III групп было сходным. По результатам опроса было выявлено, что один и тот же механизм травмы (подвертывание стопы кнутри) у большинства пациентов сочетался с разнообразными дополнительными движениями стопы и голени.
Усовершенствованная методика МРТ голеностопного сустава и стопы.
Исследования проводили на высокопольном (1,5 Тесла) МР-томографе Magnetom Symphony (Siemens). Оптимизированный протокол МР-исследования включал получение изображений в сагиттальной, аксиальной, корональной и косой корональной плоскостях. FOV – 15-18 см. Толщина среза – 3-3,5 мм для изображений в сагиттальной и корональной плоскостях, 2-2,5 мм для изображений в аксиальной плоскости, 1-1,5 мм – в косой корональной плоскости.
Ориентацию срезов в различных плоскостях проводили параллельно или перпендикулярно оси пяточной кости. Такая ориентация позволяла получить изображения связок и сухожилий по их продольной или поперечной оси вне зависимости от положения конечности больного.
Стандартный протокол МРТ был дополнен косой корональной плоскостью сканирования в импульсной последовательности Т2-CISS. Преимуществами этой последовательности были: малая толщина срезов (1-1,5 мм), высокое разрешение (512х384), а также возможность построения трехмерных реконструкций по ходу исследуемых связок и сухожилий. Только в косой корональной плоскости возможно было получить изображение пяточно-малоберцовой связки, подошвенной пяточно-ладьевидной связки на всем протяжении, детально визуализировать структуры пазухи предплюсны, оценить состояние подтаранного сустава.
Положения, выносимые на защиту:
1. МРТ является наиболее информативным методом лучевого обследования пациентов, перенесших инверсионную травму, с выраженным болевым синдромом и нарушением функции голеностопного сустава и стопы, у которых по результатам рентгенологического исследования не было выявлено патологических изменений.
2. На основе числа и характера повреждений структур голеностопного сустава и анализа связи основных вариантов таких повреждений с развитием хронического болевого синдрома установлены три типа инверсионной травмы:
I тип – изолированный разрыв одной из связок латерального связочного комплекса или изолированный частичный разрыв одного из сухожилий малоберцовых мышц;
II тип – сочетанный разрыв нескольких связок латерального связочного комплекса;
III тип – сочетанный разрыв нескольких связок латерального связочного комплекса и повреждения одного/нескольких сухожилий малоберцовых мышц.
3. Хронический болевой синдром голеностопного сустава и стопы в отдаленном периоде инверсионной травмы достоверно более часто возникает у пациентов с сочетанными повреждениями II и III типов (крит=0,82909).
4. Сочетание частичных или полных разрывов пяточно-малоберцовой связки, повреждений сухожилий малоберцовых мышц и структур пазухи предплюсны при форсированной инверсионной травме в нейтральном положении стопы достоверно является фактором риска развития синдрома пазухи предплюсны.
Степень достоверности и апробация результатов. Степень достоверности результатов проведенного исследования определяется значительным и репрезентативным объемом выборки обследованных пациентов (n=226), применением современных методов исследования (цифровая рентгенография и высокопольная МРТ), а также обработкой полученных данных адекватными методами математической статистики. Приводятся качественные и убедительные иллюстрации выявленных патологических изменений.
Результаты диссертационного исследования используются в практической работе клиники военной травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера, отделения лучевой диагностики кафедры рентгенологии и радиологии (с курсом ультразвуковой диагностики) Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова и внедрены в учебный процесс.
Разработаны и одобрены методические рекомендации по лучевой диагностике при травматическом болевом синдроме голеностопного сустава и стопы у военнослужащих в лечебных учреждениях Министерства обороны РФ.
Основные результаты работы доложены и обсуждены на: Юбилейной конференции, посвященной 80-летию кафедры рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова «Современные возможности лучевой диагностики заболеваний и повреждений в многопрофильном лечебном учреждении» (СПб., 2009); Юбилейной научной конференции «Современные технологии в травматологии и ортопедии» (СПб., 2010); Невском радиологическом форуме (СПб., 2011, 2013); заседании Санкт-Петербургского радиологического общества (СПб., 2011); конференции "Лучевая диагностика социально-значимых заболеваний" РНЦРХТ (СПб., 2011); Европейском конгрессе радиологов (EСR) (Вена, 2013); Европейском обществе магнитно-резонансной томографии в медицине и биологии (Лиссабон, 2012; Тулуза, 2013).
Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном совещании кафедр: рентгенологии и радиологии (с курсом ультразвуковой диагностики), военной травматологии и ортопедии ФГКВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ (протокол №3 от 20.09.2013 г.).
Личный вклад. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны совместно с научным руководителем на основе многолетних целенаправленных исследований.
Автор самостоятельно обосновал актуальность темы диссертации, цель, задачи и этапы научного исследования. Была разработана формализованная карта, и на ее основе создана электронная база данных.
Диссертант лично провел МР-исследования 226 пострадавшим.
Личный вклад автора в изучение литературы, сбор, обобщение, анализ, статистическую обработку клинических материалов и результатов лучевых исследований, написание диссертации – 100%.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 19 работ, из них 5 статей – в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Внедрены 5 рационализаторских предложений (№ 2451/9 от 17.11.10 г., № 12452/9 от 17.11.10 г., № 12453/9 от 17.11.10 г., № 12454/9 от 17.11.10 г., № 12455/9 от 17.11.10 г.).
Разработаны и приняты к публикации методические рекомендации по теме НИР № VMA.02.12.08.1113/0170, шифр «Голеностоп» по заказу ГВМУ МО РФ, автор является их соисполнителем.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Работа содержит 52 рисунка, 14 таблиц. Список литературы включает 133 источника (41 отечественный и 92 зарубежных). Текст диссертации изложен на 175 листах машинописного текста.
Методы статистической обработки результатов исследования.
Данные о больных, обстоятельствах травмы, результаты клинических и лучевых исследований заносились в специально разработанную базу данных.
Значимость различий средних значений и частоты проявления признаков и их взаимосвязей в различных группах больных рассчитывали с помощью непараметрических методов оценки гипотез: непараметрический критерий X2 Пирсона; изучение связей между признаками с помощью параметрического коэффициента корреляции Пирсона, непараметрического критерия Спирмена.
