Способ диагностики жизнеспособности костного трансплантата при реконструктивно-пластических операциях

Изобретение относится к медицине, в частности к радиодиагностике, и может быть использовано при проведении реконструктивно-пластических операций. Осуществляют внутривенное введение остеотропного радиофармпрепарата, меченного технецием⁹⁹, с последующей планарной статической сцинтиграфией, эмиссионной компьютерной томографией и компьютерной обработкой информации путем построения трехмерной модели. Далее производят сравнительную количественную оценку накопления радиофармпрепарата в проекции трансплантата и в симметричном трансплантату участке интактной костной ткани, определяют соответствующий коэффициент накопления, значение которого ≥4,0 свидетельствует о восстановленной эффективной перфузии и интенсивном процессе метаболизма костной ткани лоскута.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к радиодиагностике, и может быть использовано при проведении реконструктивно-пластических операций с применением микрохирургической техники в раннем послеоперационном периоде и в процессе последующего динамического наблюдения за больньм.

В клинической практике достаточно широко используется метод введения в организм радионуклидных фармпрепаратов (далее - РФП) с целью проведения различного рода диагностических исследований.

Известен способ диагностики сращения переломов длинной кости, включающий перфузионную сцинтиграфию с использованием Тс^99m с последующим определением содержания РФП в зоне перелома (патент РФ №2194448, публ. 20.12.2002, Бюл. №35). Известный способ предусматривает получение устойчивых показателей захвата РФП в зоне перелома кости и предназначен для определения окончания сроков фиксации зоны перелома. При этом критерием репарации принято процентное превалирование включения РФП в области перелома над интактной костью, где накопление принимается за 100%. Однако при использовании известного способа имеет место возможность ошибочной трактовки процентного показателя, который может быть столь же высоким при наличии воспалительного процесса в зоне перелома, то есть наличия осложнений заболевания. Таким образом, известный способ не достаточен для диагностики жизнеспособности костного трансплантата при проведении реконструктивно-пластических операций с применением микрохирургической техники.

Наиболее близким к заявляемому изобретению способом того же назначения является способ оценки кровоснабжения грудины после операций на грудной клетке, включающий однофотонную эмиссионную компьютерную томографию и трехфазную динамическую сцинтиграфию с Тс^99m - метилендифосфонатом и определение поглощения РФП грудиной по отношению к позвоночнику (патент РФ №2199273, публ. 27.02.2003, Бюл. №6). Принят за прототип. Недостатками данного метода, препятствующими достижению указанных ниже лечебных результатов, являются следующие обстоятельства:

- фактически в известном способе регистрируют репарацию грудины после нанесения операционной травмы, а не уровень перфузии крови;

- эмиссионную компьютерную томографию выполняют через 3-4 часа после внутривенного введения РФП. К этому времени интенсивность захвата препарата не отражает уровень кровотока, так как в течение указанного интервала времени многократная пульсовая волна неизбежно приведет к достаточной экстракции РФП из крови независимо от степени кровоснабжения (за исключением факта его полного отсутствия).

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения точных объективных критериев для оценки жизнеспособности костного трансплантата, включающей характеристику двух взаимосвязанных показателей: уровня перфузии лоскута и его метаболической активности как в раннем, так и в отдаленном послеоперационном периоде.

Использование в клинической практике заявляемого способа позволяет достичь нескольких диагностических и экономических результатов:

- возможность выявления ранних осложнений, в частности некроза трансплантата, возникшего в результате тромбоза микрососудистых анастомозов;

- возможность диагностики позднего остеолиза;

- точность, достоверность и объективность получаемых результатов;

- легкая переносимость пациентами;

- безопасность для пациента;

- возможность многократного повторения исследования в рамках норм радиационной безопасности.

Указанные диагностические результаты при осуществлении изобретения достигаются за счет того, что так же, как в известном способе, диагностику жизнеспособности костного трансплантата при реконструктивно-пластических операциях осуществляют путем внутривенного введения остеотропного РФП, меченного технецием^99m, с последующей перфузионной сцинтинграфией, эмиссионной компьютерной томографией и сравнительной количественной оценкой накопления РФП в районах интереса. Особенность изобретения заключается в том, что осуществляют планарную васкулярную статическую сцинтиграфию через 2-3 минуты после внутривенного введения РФП, через 2-3 часа производят эмиссионную компьютерную томографию, дополнительно осуществляют компьютерную обработку информации путем построения трехмерной модели, производят сравнительную количественную оценку накопления РФП в проекции трансплантата и в симметричном трансплантату участке интактной костной ткани, определяют соответствующий коэффициент накопления, при его значении ≥4,0 диагностируют состоявшийся метаболизм.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Проблема диагностики приживления костного трансплантата в раннем послеоперационном периоде и определения его метаболической активности в отдаленных сроках актуальна при проведении органосохранных реконструктивно-пластических операций с применением микрохирургической техники. Наиболее часто указанная проблема возникает при осуществлении операций по поводу удаления злокачественных опухолей кранио-фациальной области (верхней и нижней челюсти, орбиты), фрагментов костей таза, грудной клетки, конечностей с одномоментной микрохирургической пластикой дефекта сложно-составным кожно-мышечно-костным или костным донорским или аутотрансплантатом.

Возможность полноценного приживления костного донорского или аутотрансплантата в наибольшей степени зависит от качества проведения микрохирургического вмешательства и, как следствие, степени кровенаполнения перемещенного костного лоскута. Известно, что степень кровенаполнения может быть определена путем внутривенного введения остеотропного РФП, который, в свою очередь, является маркером метаболизма костной ткани за счет хемосорбции во вновь образующихся кристаллах гидроксиапатита. Объективным критерием является количество РФП, накопленного в костной ткани трансплантата, по сравнению с его количеством, одновременно накопленном в контрольном участке костной ткани.

Заявляемое изобретение представляет собой способ достоверной и точной диагностики жизнеспособности и приживаемости костного трансплантата в раннем послеоперационном периоде и его метаболической активности в отдаленных сроках.

В соответствии с заявляемым способом через 2-3 мин после внутривенного введения РФП выполняют статическую васкулярную планарную сцинтиграфию. Проведение трехфазной сцинтиграфии в полном объеме, то есть с проведением на первом этапе непрямой радионуклидной ангиографии нецелесообразно, поскольку РФП с током крови в первую очередь поступает в магистральные сосуды головы и шеи, но не в микрохирургические анастомозы трансплантата, что не позволяет визуализировать кровоток лоскута. В то же время, васкулярная сцинтиграмма, выполняемая через 2-3 мин после введения РФП, при условии достаточного разведения препарата в организме и по достижении фазы сосудистого равновесия, но без участия фактора метаболического захвата, позволяет достоверно проявить кровенаполнение костного трансплантата посредством визуальной оценки. Очевидно, что временной интервал регистрируемой фазы сосудистого равновесия краток, а потому приемы томографии здесь не уместны и адекватна только планарная статическая сцинтиграфия. Статистически достоверный набор 500 тыс. импульсов, что занимает в среднем 1,5-2 мин, сопоставим с регистрируемым физиологическим процессом. На данном этапе исследования осуществляют качественную оценку степени кровенаполнения перемещенного костного лоскута, что позволяет сделать вывод о состоятельности сосудистых анастомозов и реваскуляризации трансплантата.

В то же время, ограничение исследования планарной статической сцинтиграфией недостаточно при выполнении реконструктивно-пластических операций, где областями исследования являются сложные по конфигурации части организма: голова, таз, грудная клетка, и где суперпозиция поискового объекта, других костей и окружающих мягких тканей создает значительные трудности в его опознании.

В течение последующих 2-3 часов происходит накопление РФП в костной ткани трансплантата и остальных костях организма. По истечении указанного интервала времени целесообразно произвести эмиссионную компьютерную томографию на гамма-камере. Этот этап исследования позволяет получить “портрет” метаболизма лоскута во всем объеме тканей исследуемого объекта.

Компьютерная обработка информации включает трехмерную реконструкцию, позволяющую получить объемное изображение пересаженного костного лоскута во всем массиве тканей, а также получение количественных критериев оценки интенсивности костного метаболизма.

При исследовании трансплантатов костей черепа привязку к показателям нормальной ткани осуществляют путем выделения района интереса в костях свода черепа на трансаксиальных и корональных срезах и, по возможности, в симметричном трансплантату участке интактной костной ткани. Другой район интереса выделяют в проекции самого трансплантата. Для оценки метаболизма трансплантата длинных трубчатых костей конечностей районы интереса выделяют в пересаженном участке и в симметричных участках кости здоровой конечности.

Путем сравнения импульсной статистики захвата РФП в зоне интереса, выделенной на костном трансплантате, по отношению к аналогичным показателям в контрольном участке костной ткани определяют коэффициент накопления РФП. Как показывает накопленный опыт, соотношение ≥4,0 свидетельствует об эффективности восстановленной перфузии и является необходимым и достаточным для диагностики состоявшегося метаболизма в костном трансплантате.

Точность, достоверность и объективность получаемых результатов достигнута за счет оптимального режима регистрации и компьютерной обработки информации.

Заявляемый способ безопасен для здоровья пациента в связи с низкой лучевой нагрузкой и незначительной продолжительностью проводимого исследования. Это обстоятельство особенно важно для ослабленных онкологических больных.

Способ успешно опробован в клинике Московского научно-исследовательского института им. П.А.Герцена, в частности, при выполнении одномоментных микрохирургических операций по замещению дефекта нижней и верхней челюсти, орбиты, дна полости рта, конечностей сложно-составным кожно-мышечно-костным лоскутом после удаления злокачественных опухолей.

Способ осуществляют следующим образом.

Пациентам через 3-7 дней после выполнения операции (в зависимости от состояния больного) внутривенно вводят РФП технефор, меченный Тс^99m, получаемым из генератора активностью 555-800 МБк, из расчета 10 МБк на 1 кг массы тела. На второй - третьей минуте после введения РФП выполняют статическую васкулярную сцинтиграфию на гамма-камере. Через 2-3 часа производят эмиссионную компьютерную томографию на гамма-камере в объеме 360° с получением 64 изображений. Продолжительность сбора информации по 30’’ на каждое, при этом суммарная продолжительность исследования составляет 32’.

С помощью компьютерной программы реконструкции изображения производят построение трансаксиальных и корональных срезов. На базе с трансаксиального среза создают трехмерное изображение объекта, математическим способом вычитая диагностически незначимые составляющие картины. Полученное объемное изображение позволяет отчетливо увидеть пересаженный лоскут во всем массиве составляющих тканей. Количественные критерии интенсивности метаболизма получают путем сравнения импульсной статистики в районах интереса, выделенных на костном трансплантате, по отношению к районам, выделенным на контрольном участке костной ткани, в суммированных трансаксиальных либо корональных срезах.

Интенсивному процессу метаболизма костной ткани лоскута соответствует коэффициент ≥4,0.

Клинические примеры

1. Пациенту, перенесшему операцию по удалению злокачественной опухоли правой половины нижней челюсти и одномоментной микрохирургической пластике дефекта, свободным костно-мышечным лоскутом, сформированным из расщепленного фрагмента ребра, на 7-е сутки внутривенно введено 740 МБк Тс^99m - технефора. Через 2 мин выполнена планарная статическая сцинтинграфия на гамма-камере СТАРКАМ 4000и. Использован высокоразрешающий коллиматор для низких энергий. После настройки на фотопик Тс^99m установлено 20% окно дискриминации. Запись информации осуществлена на дисковую память специализированного клинического компьютера на матрицу 128Х128 с набором 500 тыс. импульсов. На васкулярной сцинтиграмме костный аутотрансплантат выявлялся в виде участка включения РФП, что подтвердило функционирование сосудистых анастомозов. Через 2 часа произведена запись в режиме томографии на матрицу 128Х128 с выполнением 64-х сцинтиграмм в объеме 360°. Продолжительность сбора информации для каждого изображения – 30’’, суммарная продолжительность исследования составила 32’. Последующее построение трансаксиальных и корональных срезов с получением количественных критериев захвата препарата путем сравнения зон интереса, выделенных на костном трансплантате по отношению к костям свода черепа, и трехмерная реконструкция позволяют отчетливо увидеть пересаженный лоскут во всем объеме костей черепа.

Эмиссионная компьютерная томография доказала метаболизм костной ткани трансплантата с коэффициентом накопления равным 5,0. При повторных исследованиях через 3, 6 и 12 месяцев дефекты в накоплении препарата в костном лоскуте отсутствовали, признаки интенсивного метаболизма выявлены во всем объеме пересаженной костной ткани. Коэффициент накопления находился в пределах 4,0-5,0, что соответствует нормализации уровня метаболизма.

2. Пациентке, перенесшей безуспешные курсы химио- и лучевой терапии, удалена опухоль тела нижней челюсти с одномоментной пластикой дефекта расщепленным костным лоскутом из малой берцовой кости, радионуклидное исследование выполнено трижды: на 5-е сутки после операции, через 2 и 3 месяца. При проведении двух первых исследований кровенаполнение лоскута на васкулярной сцинтиграмме выявлено в полном объеме. Интенсивность костного метаболизма на эмиссионных томограммах соответствовала коэффициенту накопления, равному 4,3. Однако при последнем исследовании на васкулярной сцинтиграме через 2 минуты после введения РФП и при выполнении эмиссионной компьютерной томографии в проекции трансплантата слева от средней линии обнаружен участок, лишенный препарата, что соответствовало зоне позднего остеолиза костной ткани.

Таким образом, заявляемый способ диагностики жизнеспособности костного трансплантата при реконструктивно-пластических операциях обладает значительными преимуществами по сравнению с известными способами того же предназначения и отвечает критериям патентоспособности.

Способ оценки жизнеспособности костного трансплантата при реконструктивно-пластических операциях путем внутривенного введения остеотропного радиофармпрепарата, меченного технецием⁹⁹ с последующей перфузионной сцинтиграфией, эмиссионной компьютерной томографией и сравнительной количественной оценкой накопления радиофармпрепарата в районах интереса, отличающийся тем, что осуществляют планарную статическую сцинтиграфию через две минуты после внутривенного введения радиофармпрепарата, через 2-3 ч производят эмиссионную компьютерную томографию, дополнительно осуществляют компьютерную обработку информации путем построения трехмерной модели, производят сравнительную количественную оценку накопления радиофармпрепарата в проекции трансплантата и в симметричном трансплантату участке интактной костной ткани, определяют соответствующий коэффициент накопления, который при значении ≥4,0, свидетельствует о восстановленной эффективной перфузии и интенсивном процессе метаболизма костной ткани лоскута.