Способ прогнозирования перестройки дистракционного регенерата методом компьютерной томографии

Изобретение относится к области медицины, в частности к травматологии и ортопедии. Способ обеспечивает возможность прогнозирования перестройки зоны дистракционного регенерата с высокой точностью за счет прямого исследования зоны интереса оценить степень зрелости дистракционного регенерата как качественно, так и количественно, исключая влияние окружающих мягких тканей, вне зависимости от их объема и плотностных характеристик. Проводят выделение зоны интереса, обработку аксиальных срезов в режиме мультипланарной реконструкции. Причем во фронтальной и сагиттальной плоскостях оценивают «зону роста» дистракционного регенерата. И при формировании во фронтальной плоскости «зоны роста», вписывающейся в прямоугольник, ограниченной зигзагообразной линией с высотой отдельных зубцов, достигающих границы материнской кости, а в сагиттальной - формирование «зоны роста» в форме трапеции с превышением высоты соединительнотканной прослойки по передней поверхности более чем в 2-3 раза таковой по задней, и формировании по передней поверхности «пика» соединительнотканной прослойки с гиподенсивной зоной, плотность которой понижена на 30% относительно дорсального отдела «зоны роста», прогнозируют перестройку «зоны роста» с формированием кисты или подобием краевого дефекта. 9 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, в частности предназначено для исследования дистракционного регенерата.

Известен способ прижизненного определения плотности костной ткани, включающий исследование части тела облучением рентгеновскими лучами, после чего регистрируют изменение рентгенологической плотности, в котором при облучении исследуемой части тела в съемное поле вводят эталон, имеющий рентгенологическую плотность, близкую к рентгенологической плотности костной ткани, проводят фотометрическое исследование полученной рентгенограммы, а результат, соответствующий костной ткани, относят к эталону (Заявка РФ №97103088, опубл. 10.04.1999 г.).

Однако известный способ не позволяет осуществлять стандартизированную количественную оценку костеобразования и не позволяет устранять суперпозицию мягких тканей. Использование эталона не исключает погрешность измерений при анализе рентгенограмм.

Известен способ количественной оценки дистракционного регенерата при компьютерной томографии, включающий выделение зон интереса и их количественную оценку, отличающийся тем, что выполняют прямое исследование зон интереса, которые включают материнскую и вновь образованную костную ткань, затем визуализируют зону регенерата, выделяют в ней участок интереса, рассчитывают площадь участка интереса, определяют его плотность в единицах Хаунсфилда, сопоставляют с плотностью материнской кости, оценивают дистракционный аппарат (Патент РФ №2289314, опубл. 20.12.2006, бюл. №35).

Однако при известном способе невозможно прогнозировать дальнейшую органотипическую перестройку дистракционного регенерата.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа прогнозирования перестройки дистракционного регенерата методом компьютерной томографии. Предварительно оценивается степень зрелости регенерата путем измерения площадей регенерата и его отделов с определением их процентного соотношения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе прогнозирования перестройки дистракционного регенерата методом компьютерной томографии, включающем выделение зоны интереса, обработку аксиальных срезов в режиме мультипланарной реконструкции, при формировании во фронтальной плоскости «зоны роста», вписывающейся в прямоугольник, ограниченной зигзагообразной линией с высотой отдельных зубцов, достигающих границы материнской кости, а в сагиттальной - формирование «зоны роста» в форме трапеции с превышением высоты прослойки по передней поверхности более чем в 2-3 раза таковой по задней, и формировании по передней поверхности «пика» прослойки с зоной пониженной плотности, которая на 30% меньше плотности заднего отдела «зоны роста», прогнозируется ее перестройка с формированием кисты или подобием краевого дефекта.

Изобретение поясняют подробным описанием и чертежами, на которых изображено:

Фиг.1 иллюстрирует МПР во фронтальной плоскости «зоны роста» у больной Ч., 9 лет. Ахондроплазия. Дистракция 30 дней. Выделена форма соединительнотканной прослойки дистракционного регенерата. Стрелками указаны зубцы зигзагообразной линии. Прогноз: дальнейшая перестройка зоны дистракционного регенерата с подобием краевого дефекта.

Фиг.2 иллюстрирует МПР в сагиттальной плоскости «зоны роста» у больной Ч., 9 лет. Ахондроплазия. Дистракция 30 дней. Выделена форма соединительнотканной прослойки дистракционного регенерата. Прогноз: дальнейшая перестройка зоны дистракционного регенерата с подобием краевого дефекта.

Фиг.3 иллюстрирует КТ, 3D реконструкции «зоны роста» дистракционного регенерата во фронтальной плоскости у больной Ч., 9 лет. Ахондроплазия. Дистракция 30 дней. Выделена форма соединительнотканной прослойки дистракционного регенерата.

Фиг.4 иллюстрирует КТ, 3D реконструкции «зоны роста» дистракционного регенерата в сагиттальной плоскости у больной Ч., 9 лет. Ахондроплазия. Дистракция 30 дней. Выделена форма соединительнотканной прослойки дистракционного регенерата. Прогноз: дальнейшая перестройка зоны дистракционного регенерата с подобием краевого дефекта.

Фиг.5 иллюстрирует КТ, 3D реконструкцию зоны дистракционного регенерата верхней трети голени после снятия аппарата у больной Ч., 9 л. Ахондроплазия. По переднему краю большеберцовой кости сформировано подобие краевого дефекта.

Фиг.6 иллюстрирует КТ - 3D реконструкцию зоны дистракционного регенерата после снятия аппарата внешней фиксации у больного И., 18 л. Последствия гематогенного остеомиелита.

Фиг.7 иллюстрирует МПР «зоны роста» во фронтальной плоскости у больного Г., 8 лет. Ахондроплазия. Дистракция 30 дней. Выделена форма соединительнотканной прослойки дистракционного регенерата. Прогноз: формирование органотипически правильного дистракционного регенерата.

Фиг.8 иллюстрирует МПР «зоны роста» в сагиттальной плоскости у больного Г., 8 лет. Ахондроплазия. Дистракция 30 дней. Выделена форма соединительнотканной прослойки дистракционного регенерата. Прогноз: формирование органотипически правильного дистракционного регенерата.

Фиг.9 иллюстрирует КТ, 3D реконструкцию зоны дистракционного регенерата верхней трети голени после снятия аппарата у больного Г., 8 л. Ахондроплазия. Правильная зона дистракционного регенерата.

Способ осуществляют следующим образом.

На этапах дистракции, фиксации перед исследованием металлические стержни аппарата внешней фиксации заменяются на рентгенпрозрачные. Укладка больного для проведения компьютерной томографии осуществляется в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливается в соответствии с зоной изучаемого отдела скелета. Исследование начинают с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 350-520 мм. По топограмме выделяют области (диапазоны) сканирования, соответствующие зонам интереса. Толщина среза не более 3 мм.

Обработку аксиальных срезов дистракционного регенерата проводят в режиме мультипланарной реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях. На полученных изображениях в интерактивном режиме выделяют область дистракционного регенерата, автоматически высчитывается площадь (см²) и плотность области интереса в единицах Хаунсфилда (HU). Далее во фронтальной и сагиттальной плоскостях оценивают профиль «зоны роста» дистракционного регенерата, плотность его вентральных и дорсальных отделов, и при формировании во фронтальной плоскости «зоны роста», вписывающейся в прямоугольник, ограниченной зигзагообразной линией с высотой отдельных зубцов, достигающих границы материнской кости, а в сагиттальной - формировании «зоны роста» в форме трапеции с превышением высоты прослойки по передней поверхности более чем в 2-3 раза таковой по задней и формировании по передней поверхности «пика» прослойки с гиподенсивной зоной, плотность которой на 30% меньше плотности дорсального отдела «зоны роста», прогнозируют ее перестройку с формированием кисты или подобием краевого дефекта.

Практическое выполнение способа иллюстрируется следующим клиническими наблюдениями.

Клинический пример №1

Пациент Ч., 9 лет, ист. болезни №33307, диагноз: ахондроплазия. Удлинение левой голени в верхней трети. Период лечения - дистракция 50 дней.

Укладка больного для проведения компьютерной томографии осуществлялась в положении лежа на спине. Исследование начинали с голограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 520 мм. По голограмме выделяли области (диапазоны) сканирования, соответствующие зоне интереса. Толщина среза не более 3 мм.

Обработку аксиальных срезов дистракционного регенерата проводили в режиме мультипланарной реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях. На полученных изображениях в интерактивном режиме выделяли область дистракционного регенерата, автоматически высчитывалась площадь (см²) и плотность области интереса в единицах Хаунсфилда (HU).

Были получены следующие данные: площадь и плотность регенерата верхней трети голени составили 8,2 см² и 130 HU (в среднем при нормальном течении репаративного процесса у больных ахондроплазией 8,8±0,25 см² и 241±17 HU соответственно). Соединительнотканная прослойка визуализировалась, площадь и плотность соединительнотканной прослойки - 3,15 см² и 80 HU (в среднем при нормальном течении репаративного процесса 2,8±0,15 см² 88±7 HU соответственно). Отмечалось формирование во фронтальной плоскости «зоны роста», вписывающейся в прямоугольник, ограниченной зигзагообразной линией с высотой отдельных зубцов, достигающих границы материнской кости, а в сагиттальной - формирование «зоны роста» в форме трапеции с превышением высоты прослойки по передней поверхности более чем в 3 раза таковой по задней, и формирование гиподенсивной зоны «пика» прослойки по передней поверхности, плотность которой на 30% меньше плотности дорсального отдела «зоны роста». На основании полученных данных был сделан прогноз о формировании подобия краевого дефекта. В периоде после снятия аппарата отмечалось наличие подобия краевого дефекта верхней трети большеберцовой кости.

Клинический пример №2

Пациент Г., 8 лет, ист.болезни №39731, диагноз: ахондроплазия. Удлинение левой голени в верхней трети. Период лечения - дистракция 50 дней.

Укладка больного для проведения компьютерной томографии осуществлялась в положении лежа на спине. Исследование начинали с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 520 мм. По топограмме выделяли области (диапазоны) сканирования, соответствующие зоне интереса.

Обработку аксиальных срезов дистракционного регенерата проводили в режиме мультипланарной реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях. На полученных изображениях в интерактивном режиме выделяли область дистракционного регенерата, автоматически высчитывалась площадь (см²) и плотность области интереса в единицах Хаунсфилда (HU).

Получены следующие данные: площадь и плотность регенерата верхней трети голени составили 8,4 см² и 217 HU (в среднем при нормальном течении репаративного процесса у больных ахондроплазией 8,8±0,25 см² и 241±17 HU соответственно). Соединительнотканная прослойка визуализировалась, площадь и плотность соединительнотканной прослойки - 3,05 см² и 86 HU (в среднем при нормальном течении репаративного процесса 2,8±0,15 см² 88±7 HU соответственно). Во фронтальной плоскости «зона роста» вписывалась в прямоугольник ограниченной зигзагообразной линией с высотой отдельных зубцов, достигающих границы материнской кости, а в сагиттальной «зона роста» визуализировалась в форме трапеции, причем высота прослойки по передней поверхности не превышала таковую по задней более чем в 2 раза, гиподенсивная зона «пика» прослойки по передней поверхности незначительно отличалась от плотности дорсального отдела «зоны роста» (менее чем 30%). На основании полученных данных был сделан прогноз о формировании органотипически правильного дистракционного регенерата. В периоде после снятия аппарата отмечалась правильная перестройка «зоны регенерата».

Предлагаемый способ позволяет при помощи прямого исследования зоны интереса качественно и количественно оценить степень зрелости дистракционного регенерата с использованием общепринятых единиц Хаунсфильда (HU), исключая влияние окружающих мягких тканей, вне зависимости от их объема и плотностных характеристик. Предлагаемый способ дает возможность корректировать тактику темпа и ритма дистракции.

Предлагаемый способ применяется в отделе лучевых методов исследований, отделениях ортопедии №1, 3 ФГУ «РНЦ "ВТО". им. акад. Г.А.Илизарова» Федерального агентства по высокотехнологической медицинской помощи.

Способ прогнозирования перестройки дистракционного регенерата методом компьютерной томографии, включающий выделение зоны интереса, обработку аксиальных срезов в режиме мультипланарной реконструкции, отличающийся тем, что во фронтальной и сагиттальной плоскостях оценивают «зону роста» дистракционного регенерата и при формировании во фронтальной плоскости «зоны роста», вписывающейся в прямоугольник, ограниченной зигзагообразной линией с высотой отдельных зубцов, достигающих границы материнской кости, а в сагиттальной - формирование «зоны роста» в форме трапеции с превышением высоты соединительнотканной прослойки по передней поверхности более чем в 2-3 раза таковой по задней, и формировании по передней поверхности «пика» соединительнотканной прослойки с гиподенсивной зоной, плотность которой понижена на 30% относительно дорсального отдела «зоны роста», прогнозируют перестройку «зоны роста» с формированием кисты или подобием краевого дефекта.