Способ оценки морфофункциональной перестройки мышц у больных с повреждениями и заболеваниями нижних конечностей
Владельцы патента RU 2327418:
Федеральное государственное учреждение "Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А.Илизарова Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи" (RU)
Изобретение относится к медицине и предназначено для оценки морфофункциональной перестройки мышц у больных с повреждениями и заболеваниями нижних конечностей. Измеряют плотность и площадь мышц путем компьютерной томографии. Определяют индекс морфофункциональной перестройки (ИМП). Выявляют степень атрофии и дистрофии мышц, оценивая значения ИМП. Предлагаемый способ позволяет при помощи прямого исследования зоны интереса количественно оценить степень морфофункциональной перестройки мышц, а именно степень преобладания гипотрофических или дистрофических изменений мышц, с использованием общепринятых единиц площади в см2 и плотности в единицах Хаунсфильда (HU), исключая влияние окружающих тканей, независимо от их объема и плотностных характеристик. 5 ил.
Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, и используется при лечении больных с заболеваниями нижних конечностей, сопровождающихся атрофическими и дистрофическими изменениями мышц.
Известен способ диагностики морфофункциональных изменений мышц, который предусматривает введение рентгеноконтрастного вещества в исследуемую мышцу и последующую рентгенографию. Рентгеноконтрастное исследование проводят при максимальном разгибании и сгибании дистального, смежного к изучаемому сегменту конечности, сустава, после чего на рентгенограмме определяют структуру мышцы в виде ее продольной или косопродольной исчерченности и изменение длины брюшка. Наличие дедифференциации структуры и появление участка фиброза на уровне регенерата при удлинении конечности или в различных отделах мышцы при контрактурах свидетельствует о значительных изменениях мышцы, а сохранение дифференциации структуры и изменение длины брюшка мышцы свидетельствует об ее умеренных изменениях (Патент №2254055, РФ; опубл. 20.06.2005, бюл. №17).
Однако применение известного способа позволяет провести оценку исследуемых мышц только в сагиттальной и фронтальной плоскостях, что связано с особенностью данного метода.
Известен способ визуализации мышц при компьютерной томографии, который заключается в том, что больному вводят в мышцу контрастное вещество, через 20 минут осуществляют спиральную компьютерную томографию с последующей 3D реконструкцией на мультимодальной сетевой графической станции экспертного класса Leonardo "Siemens", что позволяет получить объемное изображение одной мышцы с визуализацией всех ее поверхностей, внутренних структур и особенностей топографии (Патент №2284150, РФ; опубл. 27.09.2006, бюл. №27).
Однако известный способ позволяет оценивать качественную характеристику мышц, а именно ее структуру, при этом не производится количественная оценка исследуемых мышц. Необходимость внутримышечной инъекции рентгеноконтрастного препарата делает этот способ достаточно трудоемким, кроме того, не исключает проявление аллергических реакций на введение йодсодержащего препарата.
Известен способ оценки атрофии мышц бедра при контрактурах тазобедренного и коленного суставов, включающий измерение толщины, площади поперечного сечения, плотности мышц по данным компьютерной томографии, в котором выполняют мультипланарные реконструкции аксиальных срезов области тазобедренных суставов, бедер, затем измеряют толщину, площади поперечного сечения и плотности мышц в единицах Хаунсфильда, после чего оценивают степень атрофии, используя соотношение толщины, площади поперечного сечения и плотностных показателей мышц измененного и интактного сегмента (Пат. №2005101532, РФ; опубл. 10.07.06).
Однако в известном способе сравниваемые характеристики плотностей и площадей рассматриваются изолированно, что не позволяет провести комплексную оценку морфофункционального состояния мышц.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего оценить морфофункциональную перестройку мышц нижних конечностей путем компьютерной томографии на основе выявления степени выраженности дистрофических и гипотрофических процессов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе оценки морфофункциональной перестройки мышц нижних конечностей, включающем измерение плотностей и площадей мышц, количественное определение степени их перестройки путем компьютерной томографии, определяют индекс морфофункциональной перестройки, используя математическое выражение: ИМП=ρ2(HU)×S2(см2)/ρ° (HU)×S°(см2)×100, где ρ° - плотность мышцы контралатеральной конечности, HU; So - площадь аксиального сечения мышцы контралатеральной конечности, см2; ρ2 - плотность мышцы больной конечности, HU; S2 - площадь аксиального сечения мышцы больной конечности, см2, затем выявляют степень атрофии и дистрофии мышц, оценивают значения ИМП. Полученные значения ИМП, равные 60 или ниже, соответствуют выраженным дистрофическим изменениям, 61-80 - умеренным, 81-90 - незначительным изменениям.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, прилагаемыми компьютерными томограммами.
Фиг.1 иллюстрирует измерение толщины и плотности m. semimemranosus, m.vastus medialis femoris по аксиальным изображениям в плоскости, перпендикулярной направлению основных мышечных пучков, у больного H., 40 лет, через 1 год после закрытого косого перелома левой бедренной кости. Аксиальный срез выполнен на уровне верхнего полюса надколенника.
Фиг.2 иллюстрирует измерение толщины и плотности m. gastrocnemius (medial head) по аксиальным изображениям в плоскости, перпендикулярной направлению основных мышечных пучков, у того же больного. Аксиальный срез выполнен на уровне проксимального метафиза большеберцовой кости.
Фиг.3 иллюстрирует измерение толщины и плотности m. gastrocnemius (medial head) по аксиальным изображениям в плоскости, перпендикулярной направлению основных мышечных пучков, у больного К., 8 лет; с диагнозом ахондроплазия, до лечения.
Фиг.4 иллюстрирует измерение толщины и плотности m. gastrocnemius (medial head) по аксиальным изображениям в плоскости, перпендикулярной направлению основных мышечных пучков, у больного К., 8 лет; с диагнозом ахондроплазия, 1 месяц дистракции аппаратом Илизарова.
Фиг.5 иллюстрирует измерение толщины и плотности m. gastrocnemius (medial head) по аксиальным изображениям в плоскости, перпендикулярной направлению основных мышечных пучков, у больного К., 8 лет; с диагнозом ахондроплазия, 2,5 месяца дистракции аппаратом Илизарова.
Способ осуществляют следующим образом.
Укладку больного для проведения компьютерной томографии осуществляют в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливают в соответствии с зоной исследования, в случае с коленным суставом на уровень нижней трети бедра. Исследование начинают с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 256-512 мм. Но голограмме выделяют область (диапазон) сканирования.
Обработку аксиальных срезов проводят в аксиальных и параксиальных плоскостях. На полученных изображениях в интерактивном режиме высчитывают площадь поперечного сечения (см2) и плотность отдельных мышц в единицах Хаунсфильда (HU), с помощью полученных значений высчитывается индекс морфофункциональной перестройки (ИМП), используя математическое выражение: ИМП=ρ2(HU)×S2(см2)/ρo(HU)×So(см2)×100.
Пример 1: Больной Набережных Л.В., 40 лет, медицинская карта стационарного больного №4081, диагноз: Неправильно сросшийся перелом диафиза левого бедра. Укорочение левого бедра (2 см). Разгибательная контрактура левого коленного сустава. Компьютерная томография коленных суставов №1170 от 15.05.2006 г. 1 год после закрытого косого перелома левой бедренной кости.
Укладку больного осуществляли в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливали на уровне верхней трети голени. Исследование начинали с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 256 мм. По топограмме выделяли область (диапазон) сканирования.
Обработку аксиальных срезов проводили в аксиальных и параксиальных плоскостях. На полученных изображениях в интерактивном режиме высчитывали площадь поперечного сечения (см2) и плотность отдельных мышц, а именно m. semimemranosus, m. vastus medialis femoris et m. gastrocnemius (medial head) в единицах Хаунсфильда (HU).
При сравнительной оценке поврежденной и контралатеральной конечностей определяется снижение показателей плотности и площади мышц поврежденной конечности. Используя математическое выражение ИМП=ρ2(HU)×S2(см2)/ρ°(HU)×S°(см2)×100, рассчитываем индекс морфофункциональной перестройки (ИМП):
ИМП (m. semimemranosus)=10,9·3,7/36,5·6,1·100=18
ИМП (m. vastus medialis femoris)=3,99·21,2/46,9·6,68·100-27
ИМП (m. gastrocnemius(medial heud))=8,77·36,5/48,6·10,29·100=64
Показатели ИМП m. semimemranosus и m. vastus medialis femoris соответствуют выраженным изменениям, m. gastrocnemius(medial head) - умеренным.
Пример 2: Больная Костромитина М.А., 8 лет, медицинская карта стационарного больного №3665, диагноз: Ахондроплазия. Компьютерная томография верхней трети голени №1163 от 14.05.2005 г., до лечения; №1547 от 16.06.05 г., через 1 месяц дистракции; №1875 от 02.08.05 через 2,5 месяца дистракции.
Укладку больного осуществляли в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливали на уровне верхней трети голени. Исследование начинали с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 256 мм. По топограмме выделяли область (диапазон) сканирования.
Обработку аксиальных срезов проводили в аксиальных и параксиальных плоскостях. На полученных изображениях в интерактивном режиме высчитывали площадь поперечного сечения (см2) и плотность отдельных мышц в единицах Хаунсфильда (HU).
При сравнительной оценке показатели плотности и площади мышц обоих конечностей до оперативного лечения существенно не различаются. Используя математическое выражение ИМП=ρ2(HU)×S2(см2)/ρ°(HU)×S°(см2)×100, рассчитываем индекс морфофункциональной перестройки (ИМП):
ИМП (m. gastrocnemius(medial head))=47,9·6,27/50,4·6,14·100=97
Показатели ИМП m. gastrocnemius(medial head) в пределах 90-100 характеризуют отсутствие выраженных морфофункциональных изменений в исследуемых мышцах.
При исследовании после оперативного лечения (1 месяц дистракции) происходит изменение показателей плотности и площади исследуемых мышц:
ИМП (m. gastrocnemius(medial head)=32,4·4,23/48,9·4,29·100=65
Показатели ИМП m. gastrocnemius(medial head) удлиняемой конечности соответствуют умеренным изменениям.
При исследовании после оперативного лечения, через 2,5 месяца дистракции происходит более выраженные изменения показателей плотности и площади исследуемых мышц:
ИМП (m. gastrocnemius(medial head))=22,6·3,6/43,6·4,81·100=39
Показатели ИМП m. gastrocnemius(medial head) удлиняемой конечности соответствуют выраженным изменениям.
Исследование, проведенное в динамике, позволяет сравнивать значения индекса морфофункциональной перестройки в процессе лечения и соответственно корригировать ритм и темп дистракции.
Предлагаемый способ позволяет при помощи прямого исследования зоны интереса количественно оценить степень морфофункциональной перестройки мышц, а именно степень преобладания гипотрофических или дистрофических изменений мышц, с использованием общепринятых единиц площади в см2 и плотности в единицах Хаунсфильда (HU), исключая влияние окружающих тканей, независимо от их объема и плотностных характеристик.
Предлагаемый способ применим при исследовании как травматологических, так и ортопедических больных. Это важно для планирования дальнейшего лечения и принципов реабилитации.
Предлагаемый способ применяется в отделе лучевых методов исследований ФГУН «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А.Илизарова» Росздрава.
Способ оценки морфофункциональной перестройки мышц у больных с повреждениями и заболеваниями нижних конечностей, включающий измерение плотностей и площадей мышц, количественное определение степени их перестройки путем компьютерной томографии, отличающийся тем, что определяют индекс морфофункциональной перестройки, используя математическое выражение
ИМП=ρ2(HU)×S2(см2)/p°(HU)×S°(см2)×100,
где р° - плотность мышцы контралатеральной конечности, HU;
S° - площадь аксиального сечения мышцы контралатеральной конечности, см;
ρ2 - плотность мышцы больной конечности, HU;
S2 - площадь аксиального сечения мышцы больной конечности, см2,
после чего выявляют степень атрофии и дистрофии мышц, оценивая значения ИМП.
