Компьютерно-томографическая оценка формирования переднего спондилодеза при использовании титановой блок-решетки у больных инфекционным спондилитом

Баулин, Иван Александрович

Диссертации по медицине → Лучевая диагностика, лучевая терапия

Автореферат и диссертация по медицине (14.01.13) на тему:Компьютерно-томографическая оценка формирования переднего спондилодеза при использовании титановой блок-решетки у больных инфекционным спондилитом

АВТОРЕФЕРАТ

Компьютерно-томографическая оценка формирования переднего спондилодеза при использовании титановой блок-решетки у больных инфекционным спондилитом - тема автореферата по медицине

Баулин, Иван Александрович Санкт-Петербург 2015 г.

Ученая степень: кандидата медицинских наук

ВАК РФ: 14.01.13

Автореферат диссертации по медицине на тему Компьютерно-томографическая оценка формирования переднего спондилодеза при использовании титановой блок-решетки у больных инфекционным спондилитом

На правах рукописг

Баулин Иван Александров

КОМПЬЮТЕРНО-ТОМОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФОРМИРОВАНИЯ ПЕРЕДНЕГО СПОНДИЛОДЕЗА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТИТАНОВОЙ БЛОК-РЕШЕТКИ У БОЛЬНЫХ ИНФЕКЦИОННЫМ СПОНДИЛИТОМ

14.01.13 - «Лучевая диагностика, лучевая терапия»

11 НОЯ 2015

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург - 2015

005564306

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт

фтизиопульмонологии Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ФГБУ "СПбНИИФ Минздрава России")

Научные руководители:

кандидат медицинских наук Гаврилов Павел Владимирович

доктор медицинских наук, профессор Мушкин Александр Юрьевич

Официальные оппоненты:

Бойков Игорь Валерьевич - доктор медицинских наук, ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны РФ, заместитель начальника кафедры «Рентгенологии и радиологии»

Себелев Константин Иванович - доктор медицинских наук, «Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. проф. А.Л. Поленова» - филиал ФГБУ «СЗФМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России, ведущий научный сотрудник группы лучевой диагностики, заведующий рентгеновским отделением

Ведущая организация:

ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России

Защита диссертации состоится 16 декабря 2015 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.116.01 при ФГБУ «РНЦРХТ» Минздрава России: 197758, г. Санкт- Петербург, п. Песочный, ул. Ленинградская, д. 70, зал заседаний Ученого совета

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке и на официальном сайте www.rrcrst.ru

Автореферат разослан «_»___2015 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Доктор медицинских наук, профессор к , Мус Виктор Федорович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Хирургическое лечение специфических гранулематозных (туберкулез, микозы) и неспецифических гнойных спондилитов традиционно направлено на радикальное удаление очага воспаления и восстановление опорной функции позвоночника.

Стандартом для замещения резекционных дефектов передней колонны позвоночника длительное время считались костные трансплантаты -непосредственная эффективность таких вмешательств многократно превышает результаты консервативного лечения (Ардашев И.П., Ардашева Е.И., 2009; AksaliO. etal., 1999). Однако, в отдалённом периоде лишь у трети больных костные трансплантаты образуют истинный блок, сохраняя свою величину (Гарбуз А.Е. и др., 2001; Процент А.И. и др., 2004), а почти в 40% случаев отсутствие костного сращения, резорбция и перелом трансплантатов ведут к образованию псевдоартроза и ухудшению результатов.

В последние годы для замещения межтеловых дефектов при спондилитах применяют не подвергающиеся резорбции небиологические имплантаты из никелида-титана, углеродистого-углерода, титановые блок-решётки и их комбинации с аутокостью (Ардашев И.П. и др., 1999; Базаров А.Ю., 2005; Беляков М.В., 2006, Grob D. et al 2005).

Основным методом визуализации структурных изменений позвонков после операции остается рентгенологический (Советова H.A. 2003, Stieber J. R. et al 2007, Sekhon L. H. 2012) с широким использованием СКТ (Tali Е.Т. 2004, Bohndorf К. Et al. 2006, Adam A. et al. 2014). Повышение визуализационной информативности KT объясняется его высокой чувствительностью и возможностью трансформировать цифровое изображение путем использования алгоритмов реконструкции - фильтрации, анализа и синтеза изображения.

Самой распространенной методикой измерения оптической плотности тканей зоны интереса является СКТ-денситометрия, позволяющая освободиться от субъективизма при анализе рентгеновских изображений. Основное достоинство метода заключается в возможности превратить зрительно воспринимаемый образ в цифровой аналог (Гончаренко Г.В. и др., 1989; Ставицкий Р.В. и др., 1995; Поливанов Г.Э., 2008; Коновалов В.К. и др., 2005; 2008). Однако, отсутствие единых критериев и методик денситометрии не позволяет широко использовать ее в клинической практике: для оценки результата лечения на основании повторных измерений через длительные промежутки времени требуются их высокая точность и воспроизводимость, в то время как в отдельных работах указывается на влияние конструктивных и технологических особенностей конкретных моделей компьютерных томографов на оцениваемые денситометрические показатели (Юдин A.JL, 1991,1994).

Особенности перестройки костной ткани и формирования костного блока при использовании аутотрансплантатов отражены в многочисленных

работах, основанных на классическом рентгенологическом методе (Советова Н.А. 1967, Лукашевич Т.А 1970, Фахрутдинова А.Р. 2008). Работы, посвященные анализу перестройки костной ткани методами лучевой визуализации (СКТ, МРТ) в условиях инструментальной фиксации позвоночника малочисленны, что ведет к недостаточному пониманию взаимодействия кости и имплантата, особенно в условиях инфекционных спондилитов, при которых механизмы остеорепарации существенно отличаются от неинфекционных (Мушкин А.Ю. и др. 2004, 2006; Доценко В.В. и др. 2005; Ликиби Ф. и др. 2005; Хащин Д.Л. и др. 2008).

Цель исследования - объективизация лучевой оценки формирования переднего спондилодеза у больных инфекционным спондилитом в условиях использования титановых блок-решеток (меши Harms'а) для стабилизации позвоночника.

Задачи исследования

1. Изучить влияние технических условий компьютерной томографии на визуальное изображение используемых для переднего спондилодеза пластических материалов.

2. Изучить особенности КТ-визуализации и разработать критерии лучевой оценки формирования переднего спондилодеза в условиях применения титановых блок-решеток у больных инфекционными спондилитами.

3. Провести сравнительный анализ формирования переднего спондилодеза в верхнем и нижнем опорных сегментах в условиях использования костных аутотрансплантатов и их комбинации с титановыми блок решетками.

4. Оценить влияние распространенности спондилита, уровня поражения, наличия задней инструментации и сохраняющихся паравертебральных образований на формирование переднего спондилодеза при использовании титановых блок-решеток у больных инфекционными спондилитами.

Научная новизна

Изучено влияние таких технических параметров компьютерной томографии, как напряжение, сила тока, время ротации трубки, интервал реконструкции, толщина пучка рентгеновского излучения на денситометрические показатели костной ткани, в том числе - при использовании установленных в разных аппаратах различных типов детекторов. Подтверждена прямая обратная зависимость показателей денситометрической плотности от изменения напряжения на трубке. Выявлена сильная статистически значимая прямая корреляционная зависимость между разными типами детекторов КТ- аппаратов, без линейной связи между ними в оценке денситометрических показателей костной ткани.

Разработана система не только качественной, но и количественной лучевой оценки формирования костного блока в зоне передней реконструкции позвоночника, позволяющая проводить как динамическое сравнение у одного пациента, так и межгрупповое сравнение при разных вариантах переднего спондилодеза.

Уточнены особенности КТ-изображения формирования блока в верхнем и нижнем сегментах зоны переднего спондилодеза при использовании костных аутотрансплантагов, титановых блок-решеток и их комбинации.

Доказано отсутствие статистического влияния на формирование переднего спондилодеза таких факторов, как уровень и распространённость поражения, наличие задней инструментальной фиксации.

Установлено, что сохранение паравертебральных образований статистически значимо связано с отсутствием формирования переднего спондилодеза в сроки более 12 месяцев.

Практическая значимость

Показана возможность достоверного сравнительного анализа КТ изображений костной ткани, полученных на одном аппарате и на аппаратах с различными типами детекторов при изменении таких параметров, как сила тока, время вращения трубки, коллимация пучка рентгеновского излучения, и возможность возникновения ошибок при изменении напряжения, толщины реконструируемого среза и алгоритма реконструкции.

Разработана система оценки формирования переднего спондилодеза, основанная на бальной оценке КТ изображения зоны контакта между блокируемыми телами позвонков и межтеловым

имплантатом/трансплантатом.

Установлено, что использование титанового меша с костными трансплантатами у больных инфекционными спондилитами обеспечивает наиболее быстрое срастание трансплантата с донорским ложем в зоне переднего спондилодеза и сопровождается наименьшей потерей коррекции и числом ортопедических осложнений (нестабильности имплантата, перифокальной резорбции) в отдаленном послеоперационном периоде.

Объективно показана нецелесообразность применения титанового меша в качестве самостоятельного имплантата для межтелового переднего спондилодеза при реконструкциях позвоночника у больных инфекционными спондилитами.

Положения, выносимые на защиту

1. Сопоставление денситометрических показателей костной ткани, измеренных на одном компьютерном томографе в динамике и на разных компьютерных томографах с разными типами детекторов следует проводить, учитывая влияние технических параметров сканирования и алгоритмов (фильтров) реконструкции изображения.

2. Использование титановой блок-решетки с костным наполнением для передней стабилизации позвоночника при хирургическом лечении инфекционных спондилитов в сравнении с изолированными вариантами аутокостного спондилодеза и титановой блок-решетки обеспечивает достоверно более раннее формирование спондилодеза, предотвращает нарастание локального кифоза и снижение высоты блока (р<0,05).

3. Формирование блока в верхнем и нижнем сегментах спондилодеза при реконструкциях позвоночника у больных инфекционными спондилитами протекает без статистически значимых различий (р>0,1) независимо от технического варианта спондилодеза.

4. Сохранение паравертебральных образований в сроки более 12 месяцев статистически значимо влияет на формирование переднего спондилодеза (р<0,05), то время как в отношении таких факторов как уровень поражения, его распространённость и наличие задней инструментальной фиксации доказано отсутствие такого влияния на всех этапах наблюдения (р>0,1).

Апробация материалов диссертации

Диссертация апробирована на заседании ученого совета ФГБУ «РНЦРХТ» Минздрава России (протокол № 6 от 16.06.2015 г.). Основные положения работы представлены и обсуждены на Российских конференциях: 1 и 2 Всероссийской интернет-конференции «Грани науки» (Казань 2012, 2013); на 1, 2, 3 Конгрессе Национальной Ассоциации фтизиатров (Санкт-Петербург 2012, 2013, 2014 г.); на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Неотложные состояния в вертебрологии» и XVIII Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург 2013); на Конгрессе Российской ассоциации радиологов (Москва 2014); на VII и VIII Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2014, 2015); на Российской Научно-практической конференции молодых ученых с международным участием, повещённая всемирному дню борьбы с туберкулёзом «Новые технологии в эпидемиологии, диагностике и лечении туберкулеза взрослых и детей» (Москва 2015) и VI съезде Ассоциации хирургов-вертебрологов России (Краснодар 2015).

Публикации результатов исследования

По теме диссертации опубликована 21 научная работа, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки Российской Федерации.

Внедрение результатов исследования

Результаты исследования используются в диагностической и лечебной работе ФГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Российской

Федерации, СПб ГБУЗ «Городская туберкулёзная больница №2», а также в учебном процессе кафедры фтизиопульмонологии и торакальной хирургии ГБОУ ВПО «Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 138 страницах текста компьютерного набора и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 153 источника, из которых 83 - отечественные и 70 - иностранные. Текст диссертации иллюстрирован 57 таблицами и 58 рисунками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Материалы и методы исследования. Исследование проведено в двух разделах - экспериментальном и клиническом.

Для изучения возможностей сравнения рентгеновских компьютерных томографических изображений и оценке влияния на количественные показатели параметров сканирования и типа детекторов в томографе проведена экспериментальная часть исследования вначале на одном томографе (Toshiba Aquilion 32), впоследствии - на четырех томографах фирм General Electric и Toshiba. Сканирование проводилось при заранее установленных настройках: напряжение на рентгеновской трубке = 120 кВ, ток на рентгеновской трубке =100 мА, диаметр поля зрения - 92 мм, размер матрицы изображения 512*512 пикселей, толщина томографического слоя 5 мм. Томографы используемые в эксперименте: Toshiba Aquilion 16, Toshiba Aquilion 32, GE BrightSpeed 16, GE LightSpeed 32.

Исследования проведены с использованием костного и водного фантомов, представляющих собой, соответственно, три блока губчатой кости размером -30x15x10 мм, помещенных в пластиковую пробирку с закрывающейся крышкой размерами 25x25x150 мм, и аналогичную пробирку, заполненную дистиллированной водой.

Материалом клинической части исследования явились данные о 126 взрослых пациентах в возрасте от 21 до 76 лет, больных инфекционным (туберкулезным и неспецифическим) спондилитом, последовательно оперированных на базе отделений №6 и №7 для больных костно-суставным туберкулезом СПб НИИФ МЗ РФ. Дизайн исследования - ретроспективно-проспективная когорта за 2010-2013 гг., уровень доказательности - III.

Критериями включения больных в исследование явились:

• единое место оперативного лечения

• верификация инфекционного спондилита бактериологическими и/или

морфологическими методами

• полный лучевой архив, достаточный для динамического анализа особенностей зоны переднего спондилодеза - рентгенологический и КТ

• возраст пациентов - старше 18 лет (шах = 80 лет)

Критериями исключения из исследования явились наличие ВИЧ инфекции, отсутствие лучевого архива и выполнение повторных операций (исключение на этапах контроля).

В зависимости от варианта выполнения переднего спондилодеза пациенты распределены на три группы (рис. 1):

татановая блок-

решетка без наполнения; 17

костный трансплантат;40

титановая блок-решетка с костным наполнениелл;69

Рис. 1. Структура сравниваемых групп больных с учетом варианта переднего

спондилодеза

группа 1 (передний спондилодез с использованием аутокости) - 40 пациентов;

группа 2 (передний спондилодез титановой блок-решеткой с костным наполнением) - 69 пациентов,

группа 3 (передний спондилодез титановой блок-решеткой без наполнения) -17 пациентов.

Выбор метода спондилодеза являлся прерогативой оперирующих хирургов, в рамках диссертационного исследования оценивалась только лучевая картина зоны поражения/реконструкции на этапах лечения.

Распределение больных по полу и возрасту с учетом варианта спондилодеза приведены в таблице 1.

Таблица 1

Распределение по полу и возрасту*__

Группа Пол (возраст)

мужчины женщины

Костный трансплантат 30 (38,5±10,9 лет) 10 (50,2± 13,1 лет)

Титановая блок-решетка с костным наполнением 41 (41,3±13,2 лет) 28 (47,3±18,7 лет)

Титановая блок-решетка без наполнения 11 (50,1±12,5лет) 6(46,1±13,2 лет)

Всего 82 (43,3±12,2 лет) 44 (47,8± 15,0 лет)

* достоверных половых и возрастных различий между группами не выявлено (р>0,05).

Диагноз верифицировали путем гистологического и бактериологического исследования операционного материала. Этиологическую верификацию туберкулезного спондилита проводили с использованием бактериологических методов - бактериоскопии, посевов культуры на твердые и жидкие (ВАСТЕС) питательные среды и молекулярно-генетическими методами (полимеразно-цепная реакция, ПЦР), -с определением чувствительности к противотуберкулезным препаратам.

Распределение включенных в исследование больных по этиологии спондилита представлено в таблице 2.

Таблица 2

Распределение больных с учетом доказанной этиологии спондилита

Группа Этиология инфекционного спондилита

Туберкулез Неспецифическая инфекция

Костный трансплантат 30 10

Титановая блок-решетка с костным наполнением 53 16

Титановая блок-решетка без наполнения 12 5

Всего 95 31

Структура исследуемых групп сопоставима по этиологии. Преобладание у большинства пациентов туберкулезного воспаления, обусловлено спецификой лечебного учреждения (ФГБУ СПбНИИФ), в котором проведено исследование. Больше 50% пациентов больных с туберкулезным спондилитом в каждой группе имели изменения в легких; в большинстве случаев процесс был активным, в т.ч. около трети пациентов имели деструктивные поражения.

Рентгенологическое исследование проводилось в стандартных проекциях на рентгенодиагностическом аппарате GEProteus XR/a, с системой цифровой рентгенографии AGFACR 30-Х. Компьютерная томография выполнялась на мультидетекторном компьютерном томографе Toshiba «Aquilion-32». Параметры сканирования при KT: напряжение на трубке 120 кВ, сила тока 100 мА, толщина среза 1,0 мм, матрица изображения 512x512, время вращения трубки 0,5 е., pich 0,8. Контрольные рентгенологические обследования (обзорная рентгенография и KT) проводили после операции в сроки 1, 3, 6 и 12 месяцев.

В связи отъездом пациентов в дальние регионы и невозможностью обследования в установленные сроки, проведена регрессивная оценка результатов исследования (рис. 2).

| 60

(и

с; \ 50

ю ! 40

о 30

- титановая блок-решетка с костным наполнением костный трансплантат

титановая блок-решетка без наполнения

1 месяц

3 месяца бмесяцев 12 месяцев Сроки наблюдения

Рис. 2 Динамика регрессии числа обследованных пациентов

Распространенность вертебральных поражений у пациентов разных групп приведена в таблице 3.

Таблица 3

Распределение по числу пораженных позвоночно-двигательных сегментов

Число сегментов

Группа 1 сегмент 2 сегмента >2 сегментов

Абс. % Абс. % Абс. %

Костный трансплантат 23 57,5 7 17,5 10 25

Титановая блок-решетка с костным наполнением 40 58 16 23,2 13 18,8

Титановая блок-решетка без наполнения 9 52,8 4 23,6 4 23,6

использовали следующие критерии непараметрической лучевой оценки:

• относительная площадь контакта (ОПК) имплантата/трансплантата с телом позвонка оценивалась отношением непосредственной площади их контакта к площади поперечного сечения трансготантата/имплантата (в процентах). В ходе анализа проведено трехуровневое ранжирование показателя ОПК: ранг 1 = 100%, ранг 2 - от 80% до 100%, ранг 3 - от 50% до 80%;

• нарастание величины вершинного угла кифоза (угла СоЬЬ'а, в градусах) в сравнении с показателем, полученным при первом контрольном исследовании (1 месяц после операции). В качестве клинически значимого показателя выбрано изменение его величины на 5° и более, т.е. на величину, превышающую стандартное значение ошибки измерения угловых показателей при рентгенометрии;

• высоту блока оперированных позвонков (в мм) определяли путем измерения длины линии, соединяющей центры верхней замыкательной пластинки краниального и нижней замыкательной пластинки каудального позвонков зоны спондилодеза;

"правильность" положения (соосность) имплантата/трансплантата в межтеловом диастазе оценивали, анализируя перекрытие проекций верхней и нижней зон контакта трансплантата/имплантата с реципиентным ложем на горизонтальной плоскости. Положение трансплантата/имплантата считалось правильным даже при частичном перекрытии зон контакта и не правильным - при его отсутствии; учитывая субъективность морфо-лучевых понятий, традиционно используемых при рентгенологическом описании спондилодеза ("фиброзное", "костно-фиброзное", "костное" сращение) для объективизации формирования блока применена 5-бальная шкала, основанная на соприкасании концов трансплантата/имплантата с блокируемым позвонком, величине щели и выраженности перехода костных балок между ними (табл. 4). Формирование блока оценивали раздельно для верхнего и нижнего сегментов зоны спондилодеза; состояние паравертебральных мягких тканей характеризовали по наличию/отсутствию их утолщения, что может быть обусловлено послеоперационным отеком, гематомой или абсцессом, в том числе не обработанным во время операции.

Таблица 4

Бальная шкала оценки сращения трансплантата/имплантата с ложем

Баллы Правильность положения трансплантата/имплантата в зоне блокирования Плотность соприкасания с ложем

Сохранена Нарушена ("вывих") Величина диастаза между костным ложем и трансплантатом/ имплантатом Переход костных балок между трансплантатом и ложем

>3 мм <3 мм Размытый, не структурный контур Четкие костные балки

1 +

2 + +

3 + +

4 + +

5 + +

Обработка полученных данных проводилась с помощью программы StatPlus 2009 Professional, сборка 5.8.4.3 в операционной системе Microsoft Windows 8.1 64-bit с использованием пакета офисных программ Microsoft Office Professional Plus 2013.

2. Влияние технических параметров компьютерной томографии на визуализацию костной ткани (экспериментальное исследование) 2.1. Влияние технических параметров компьютерного томографа (напряжения, силы тока, времени ротации трубки, толщины реконструируемого среза, коллимации пучка рентгеновского излучения) на регистрируемые денситометрические показатели

При проверке нормальности распределения плотностных показателей по критериям Колмогорова-Смирнова/Лиллифорса и Шапиро-Уилка в водном и костном фантоме подтверждается их нормальное распределение на всех этапах эксперимента.

При изменении напряжения на трубке томографа между измеренными денситометрическими показателями срезов водного фантома статистически значимых различий не получено (р>0,1), в то время, как в костном фантоме различия достоверны (р<0,05) с обратной линейной зависимостью: при увеличении напряжения на рентгеновской трубке величина измеренных денситометрических показателей снижается.

При оценке влияния времени вращения трубки на денситометрические показатели КТ-изображений достоверных различий в водном (р>0,1) и костном (р>0,4) фантомах также не выявлено.

При оценке влияния коллимации пучка рентгеновского изображения на денситометрические показатели достоверных различий в водном (р>0,1) и костном (р>0,15) фантомах не выявлено, даже несмотря на толщину реконструируемого среза, составившую соответственно 1,0 и 2,0 мм.

При сравнении денситометрических показателей в зависимости от толщины реконструируемого слоя в водном фантоме различий не выявлено (р>0,1), в то время как в костном фантоме показатели достоверно различны (р<0,01) без выявления какой-либо связи между ними. Вероятнее всего различия плотностных показателей связаны с усреднением плотностей в объеме вокселя при более толстом срезе в отличие от тонкого, где воксель более изотропен, и усреднения плотностей не происходит.

2.2. Влияние типа детектора на величину денситометрических

показателей разных компьютерных томографов При проверке нормальности распределения плотностных показателей по критериям Колмогорова-Смирнова/Лиллифорса и Шапиро-Уилка в водном и костном фантоме подтверждается нормальное распределение этих показателей, измеренных на всех томографах.

Для выявления статистических связей между детекторами проведен корреляционный анализ денситометрических показателей водного и костного фантомов, измеренных на разных томографах. Данные анализа представлены в таблицах 5,6.

Таблица 5

Матрица коэффициентов корреляции Пирсона для водного фантома

Toshiba 32 Toshiba 16 GE32 GE 16

Коэффициент корреляции Пирсона 1,

Toshiba 32 Стандартная ошибка Я

Уровень значимости

НО <¡%)

Коэффициент корреляции Пирсона -0,0842 1,

Toshiba 16 Стандартная ошибка Л 0,0903

/ -0,2804

Уровень значимости 0,7844

НО (5%) принята

Коэффициент корреляции Пирсона -0,1117 -0,2605 1,

GE 32 Стандартная ошибка Я 0,0898 0,0847

1 -0,3729 -0,8949

Уровень значимости 0,7163 0,39

НО (5%) принята принята

Коэффициент корреляции Пирсона 0,4817 -0,0827 0,347 1,

Стандартная ошибка Я 0,0698 0,0903 0,08

GE 16 ( 1,823 -0,2754 1,2272

Уровень значимости 0,0956 0,7881 0,2454

НО (5%) принята принята принята

Из таблицы 5 видно, что статистически значимой линейной связи между измеренными денситометрическими показателями на разных типах детекторов при использовании водного фантома не выявлено. Вероятнее всего, это связано с калибровкой томографов, которая ведется по воздуху и воде.

Таблица 6

Матрица коэффициентов корреляции Пирсона для костного фантома.

Toshiba 32 Toshiba 16 GE32 GE 16

Коэффициент корреляции Пирсона 1,

Toshiba 32 Стандартная ошибка Я

Уровень значимости

НО (5%)

Коэффициент корреляции Пирсона 0,9537 1,

Toshiba 16 Стандартная ошибка Я 0,0226

1 6,339

Уровень значимости 0,0032

НО (5%) отклонена

Коэффициент корреляции Пирсона 0,8618 0,9552 1,

GE 32 Стандартная ошибка Я 0,0643 0,0219

Г 3,3978 6,4578

Уровень значимости 0,0273 0,003

НО (5%) отклонена отклонена

Коэффициент корреляции Пирсона 0,7715 0,8057 0,6768 1,

Стандартная ошибка Я 0,1012 0,0877 0,1355

GE 16 1 2,4256 2,7202 1,8387

Уровень значимости 0,0723 0,053 0,1398

НО (5%) принята принята принята

При анализе таблицы 6 видна статистически значимая прямая сильная линейная связь между томографами Toshiba 32/16 и GE 32, при этом достаточно сильная прямая связь денситометрических показателей, измеренных на томографе GE16, статистически не значима. При анализе путем множественной регрессии линейной зависимости денситометрических показателей, измеренных на разных томографах, не выявлено (р<0,016).

Таким образом, в ходе эксперимента выявлено влияние на показатели денситометрической плотности КТ-изображений следующих технических условий томографии:

• напряжения на трубке, имеющего обратную линейную зависимость: чем выше напряжение, тем ниже измеренные показатели денситомстрии;

• толщины реконструируемого среза: зависимости не выявлено, но, вероятнее всего, на данные денситометрии влияет средний показатель плотности вокселя.

При сравнении разных томографов с разными типами детекторов в водном фантоме отсутствует статистически значимая зависимость измеренных денситометрических показателей, что вероятно, обусловлено использованием водных фантомов для калибровки томографов наряду с воздушной калибровкой. Однако, при использовании костного фантома прослеживается явная достаточно сильная статистически значимая прямая корреляционная зависимость с разными типами детекторов КТ-аппаратов, при этом линейной связи между томографами с помощью методов множественной регрессии не выявлено. Таким образом к денситометрическим показателям костной ткани, оцененным на разных томографах, следует относиться с некоторой долей скептицизма, так как они могут иметь достаточно большой разброс относительно всей шкалы, а сами томографы могут быть не откалиброваны, либо в них могут использоваться разные алгоритмы реконструкции изображения.

3. Лучевые особенности формирования сиондилодеза на разных сроках после операции

Результаты исследования относительной площади контакта трансплантата/имплантата с ложем опорного позвонка через 1 месяц после операции представлены в таблице 7.

Таблица 7

Площадь контакта трансплантата/имплантата с ложем опорного позвонка

через 1 месяц после операции

Группа Площадь контакта с ложами позвонков Дислокация

- 100% >80% >50%

Абс. % Абс. % Абс % Абс. %

I 37 92,5 0 0 0 0 3 7,5

II 63 91,3 3 4,3 2 2,9 1 1,5

III 16 94,1 1 5,9 0 0 0 0

Из таблицы 7 видно, что через 1 месяц после операции практически у всех (<90% в каждой группе) больных сохранялся контакт между блокируемыми позвонками и трансплантатом/имплантатом, у подавляющего большинства ОПК превысила 80%.

Выявленная в эти сроки дислокация трансплантата/имплантата (4 наблюдения) во всех случаях была вызвана нарушением больными двигательного режима. Больные оперированы повторно, из дальнейшего анализа исключены. Еще у 1 (3,6%) больного группы 1 дислокация трансплантата выявлена через 6 мес. после операции на фоне обострения спондилита. При исходной площади контакта трансплантата/имплантата с ложем блокируемого позвонка, превышающей 50%, к 12 месяцу за счет краевых костных разрастаний отмечается их полный контакт.

Динамику послеоперационных изменений угла вершинного кифоза в группах отражают рисунок 3 и таблица 8.

Группа 1 Группа 2 Группа 3

Рис. 3 Доля пациентов, у которых после операции отмечена стабильная деформация (по отношению к числу исследованных) Приведенные данные показывают, что в группе 2 вершинный угол СоЬЬ'а изменялся меньше всего, у достоверно большего числа пациентов сохранялась стабильность фиксации в процессе наблюдения.

Таблица 8

Величина нарастания кифоза после операции

Группа наблюдения Сроки послеоперационного наблюдения

3 мес. 6 мес. 12 мес.

Группа 1 3,58±2,18 6,25±3,25 7,7±4,75

Группа 2 1,79±1,12 2,81±1,15 3,78±1,57

Группа 3 4,35±3,0 7,9±3,92 7,7±3,98

Достаточно быстро (уже к 3 месяцам после операции) и наиболее значимо кифоз нарастал при использовании свободного меша (группа 3), что, по всей видимости, обусловлено продавливанием его концов в блокируемые тела позвонков. Эти тенденции отмечались на протяжение всего периода наблюдения, что сопровождалось постоянным уменьшением числа больных, сохраняющих стабильность деформации через 6 и 12 месяцев (рис. 3). При этом нарастание кифоза у большинства больных в группе 1 к 6 месяцам, по всей видимости, обусловлено известным процессом естественной биорезорбции костных трансплантатов в эти сроки; к 12 мес. после операции число таких пациентов практически не менялось.

Динамика изменений угла вершинного кифоза в значительной мере сопоставима с изменениями линейного показателя снижения высоты блока позвонков, представленного в таблице 9.

Величина уменьшения высоты блока (в мм)

Таблица 9

Группа Сроки наблюдения (мес.)

3 6 12

Группа 1 3,61±1,47 6,64±2 9,75±2,59

Группа 2 2,36±2,46 3,62±3,3* 5,02±3,56*

Группа 3 6,14±2,14 11,44±3,74* 14,85±3,48*

*р<0,05

Во всех группах в референтные сроки высота переднего блока динамически снижалась, при этом градиент оказался минимальным при использовании меша с костным наполнением (группа 2) и наибольшим - при использовании "пустого" меша (группа 3) (различия между группами 2 и 3 достоверны через 6 и 12 мес. после операции).

На диаграммах представлен результат оценки формирования блока между трансплантатом/имплантатом и ложем опорных позвонков в верхнем (рис. 4) и нижнем (рис. 5) блокируемых сегментах.

Рис. 4 Динамика формирования спондилодеза верхнего конца трансплантата/имплантата и ложа опорного позвонка

1 месяц 3 месяц 6 месяц 12 месяц

' группа 1 ■ группа 2 * группа 3

1 месяц 3 месяц б месяц 12 месяц

■ группа 1 —— группа 2 ■ - группа 3

Рис. 5 Динамика формирования спондилодеза нижнего конца трансплантата/имплантата и ложа опорного позвонка

Сравнение диаграмм позволяет отметить, что...

• формирование спондилодеза в верхнем и нижнем сегментах в каждой группе протекает практически одинаково, без различий по выраженности блока (р>0,05);

• использование меша с костным наполнителем сопровождается более ранним формированием костного блока на всех сроках наблюдения,

однако, начиная с 3 месяца в сравнении с аутокостью эти различия не достоверны;

• формирование спондилодеза в группе 3 на всех этапах значительно отстает от других групп. Более того, показатель 3,28, регистрируемый к 12 месяцу после операции, свидетельствует о том, что в большинстве наблюдений этой группе отсутствуют лучевые признаки блокирования: обычно оно проявляется краевыми разрастаниями, напоминающими не столько истинный костный блок, сколько спондилез. Общая динамика изменений плотности ложа верхнего и нижнего опорных позвонков представлены на диаграммах (рис. 6, 7).

180 160 140 I 120

С2

£ 100

§ 80

§ 60 с

40 20 0

Сроки наблюдения

-группа 1 группа 2 -- группа 3

Рис. 6 Динамика изменения средней плотности ложа верхнего опорного позвонка за весь срок наблюдения в HU

171

группа 1 группа 2 группа 3

Рис. 7. Динамика изменения средней плотности ложа нижнего опорного позвонка за весь срок наблюдения в Ни Сравнение диаграмм позволяет отметить, что...

• во всех группах динамика изменения плотности ложа верхнего и нижнего опорного позвонка протекает без принципиальных различий (р>0,05);

• малое нарастание плотности в группе 3 на ранних сроках контроля и выраженное её нарастание в дальнейшем обусловлено перегрузкой и резорбцией костного ложа на ранних сроках с последующим выраженным его уплотнением в ответ на продолжающуюся высокую вертикальную нагрузку в дальнейшем.

• снижение плотности костного ложа в группе 2 на поздних сроках контроля обусловлено перестройкой костной ткани с минимальной выраженностью реактивных изменений и тенденцией к восстановлению её «нормальной» архитектоники.

Динамика сохранения паравертебральных образований, обусловленных послеоперационным отёком, гематомой или сохраняющимся абсцессом на сроках контроля в группах представлена в рис. 8.

• 1 месяц ■ 3 месяц и 6 месяц 12 месяц

Рис. 8 Динамика выявления паравертебральных образований (гематом/абсцессов) в группах за весь период наблюдения

При анализе представленных результатов оказалось, что регистрируемое в динамике уменьшение частоты выявления паравертебральных образований в группах 1 и 3 было обусловлено не только их исчезновением, а тем, что пациенты этих групп чаще выбывали из исследования данного признака из-за необходимости повторной операции вследствие обострения процесса.

4. Влияние различных факторов на формирование переднего сиондилодеза

Изучение влияния различных факторов на формирование переднего спондилодеза проводилось по результатам лучевых исследований пациентов, оперированных с применением костных трансплантатов, т.е. вошедших в группы 1 и 2. Изучение проводилось путем сравнения показателей выраженности костного блока в динамике наблюдения.

4.1. Уровень поражения

При использовании костного трансплантата ...

.. .в верхнем опорном сегменте достоверных различий в формировании блока при реконструкциях в грудном и поясничном отделах не выявлено (Р>0,33);

...в нижнем опорном позвонке к 6 и 12 месяцам после операции блок более выражен в грудном, чем в поясничном отделе позвоночника, однако достоверность различий отмечается только при уровне значимости 10% (Рб=0,0526; р,2=0,0962).

При использовании титановой блок-решетки с аутокостью...

...в верхнем опорном позвонке в грудном отделе позвоночника в отличии от поясничного блокирование более выражено уже к 6-му и достоверно - к 12 месяцу после операции (рб=0,0511; р12=0,0199).

...в нижнем опорном позвонке различий в формировании блока в зависимости от уровня поражения не выявлено (р>0,166).

Более выраженное формирование блока в группе 2 как в верхнем (р=0,0007), так и в нижнем (р=0,0115) опорных сегментах в сравнении с группой 1 отмечено к 3 месяцу поле операции только при спондилитах грудной локализации. Других достоверных различий между группами не выявлено (р>0,23).

При регрессионном анализе статистически значимого влияния уровня поражения на формирование блока верхнего и нижнего концов трансплантата в группах 1 и 2 на всех сроках контроля выявлено не было (р>0,1).

4.2. Задняя инструментальная фиксация

При внутригрупповом сравнении в группе 1 достоверных различий в формировании спондилодеза в условиях наличия или отсутствии задней инструментальной фиксации на всех сроках контроля выявлено не было (Р>0,13).

При внутригрупповом сравнении в группе 2 отмечается формирование достоверно более выраженного блока в верхнем опорном позвонке к 12 месяцу при отсутствии задней инструментальной фиксации (р=0,0412). Других различий не выявлено (р>0,1052).

При отсутствии задней инструментальной фиксации в группе 2 в сравнении с группой 1 к 3 месяцу после операции отмечается достоверно более выраженное формирование блока в верхнем опорном позвонке (р=0,0004), а при уровне значимости 10% - и в нижнем опорном позвонке (р=0,0609). В условиях задней инструментальной фиксации более выраженное формирование блока отмечается в группе 2 в нижнем опорном позвонке к 3 месяцу только при уровне значимости 10% (р=0,0587). Других статистических различий между группами не выявлено (р>0,16).

При регрессионном анализе статистически значимого влияния задней инструментальной фиксации на выраженность блока в верхнем и нижнем сегментах не выявлено на всех сроках исследования (р>0,2).

4.3. Распространенность спондилита

При внутригрупповом сравнении в группе 1 к 3 месяцу (р=0,0499) и при уровне значимости 10% - к 6 месяцу (р=0,0612) отмечается более выраженное формирование блока при распространённом спондилите в верхнем опорном позвонке в сравнении с ограниченным спондилитом. Других статистических различий в группе 1 выявлено не было (р>0,12).

При внутригрупповом сравнении в группе 2 в верхнем опорном позвонке к 6 месяцу отмечается достоверно более выраженное формирование блока при ограниченном спондилите, чем при распространенном (р=0,0098). Других статистических различий в группе 2 выявлено не было (р>0,104).

В группе 2 в сравнении с группой 1 при ограниченном спондилите к 3 и 6 месяцам поле операции отмечается более выраженный спондилодез как в верхнем (р3=0,0001; рб=0,004), так и в нижнем (р3—0,0015; р6=0,0062) опорных позвонках. При распространенном спондилите более выраженный

спондилодез отмечался к 6 месяцу в верхнем опорном позвонке в группе 1, однако выраженность различий оказалась значимой лишь при уровне 10% (р=0,0999).

При регрессионном анализе статистически значимого влияния распространённости спондилита на формирование блока верхнего и нижнего концов трансплантата в группах 1 и 2 на всех сроках контроля выявлено не было (р>0,1).

4.4. Сохранение паравертебральных патологических образований

Сохранение паравертебральных образований в группе 1 и 2 к 3 и 6 месяцам контроля статистически не влияло на формирование бока в верхнем и нижнем концах трансплантата (р гр>71па ,>0,2; р ^уппа 2 >0,1). К 12 месяцу после операции этот признак статистически значимо влияет на формирование блока в обеих группах (р гругша 1<0,05; р группа 2 < 0,003).

Выводы.

Практические рекомендации.

1. Для объективной количественной оценки формирования костного блока в зоне передней реконструкции позвоночника следует использовать бальную шкалу, основанную на анализе положения трансплантата/имплантата, плотности соприкосновения с блокируемыми позвонками и выраженности перехода костных балок между ними.

2. При достижении спондилодеза в 4 балла и более по 5-бальной шкале оценки спондилодеза блок считается сформированным.

3. Для переднего спондилодеза у больных спондилитом следует использовать титановые блок-решетки с костным наполнением, обеспечивающие более быстрое формирование блока и минимизирующие риск послеоперационных осложнений.

4. Не рекомендуется использовать для переднего спондилодеза в хирургическом лечении инфекционных спондилитов пустые титановые блок-решетки, так как они не обеспечивают истинного блокирования, сопровождаясь наибольшей потерей операционной коррекции.

5. Выявление на KT паравертебральных образований к 12 месяцу после реконструктивной операции у больных спондилитом требует особого внимания даже несмотря на их случайное выявление и отсутствие жалоб больных.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Баулин И.А. Сравнительная оценка влияния режимов компьютерной томографии на значение денситометрических показателей / И.А. Баулин // I Всероссийская Интернет-конференция «Грани науки 2012»: Сборник тезисов. -Казань. -2012. С 350.

2. Баулин И.А. Влияние некоторых параметров компьютерной томографии на денситометрические показатели костной ткани / И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова, A.B. Казаченко // Материалы VI Всероссийского национального конгресса лучевых диагностов и терапевтов «РАДИСШОГИЯ-2012. -2012. С. 56-57.

3. Баулин И.А. Лучевая оценка формирования спондилодеза после радикально-восстановительных операций с применением титановых блок-решеток при туберкулезном спондилите в ближайшем послеоперационном периоде / И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова, А.Ю. Мушкин // Материалы I Конгресса Национальной Ассоциации фтизиатров. СП6.-2012.-С.179-180

4. Баулин И.А. Возможности методов лучевой визуализации в оценке состояния зоны операции после радикально восстановительных операций на позвоночнике при воспалительных заболеваниях/ И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова// Вестник Всероссийской гильдии протезистов-ортопедов. -2013.-№4 (54),-С.43.

5. Баулин И.А. Формирование спондилодеза с применением титановых блок решеток (MESH) у больных спондилитом / И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова, А.Ю. Мушкин// Материалы Невского радиологического форума. - СПб., 2013. - С. 128.

6. Советова H.A. Рентгенологическая картина туберкулезного спондилита у больных с разным спектром лекарственной чувствительности. / H.A. Советова, И.А. Баулин, A.B. Демиденко, Н.С. Соловьева, П.В. Гаврилов // Материалы VII Всероссийского национального конгресса

лучевых диагностов и терапевтов «РАДИОЛОГИЯ-2013 - 2013 С 292-293.

7. Баулин И.А. Лучевая визуализация ранних осложнений после радикально-восстановительных операций на позвоночнике при воспалительных заболеваниях / И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Неотложные состояния в вертебрологии» - СПб., 2013. - С. 15-17.

8. Баулин И.А. Сравнительная оценка лучевой картины спондилодеза в первые три месяца послеоперационного периода у больных спондилитом при использовании различных вариантов стабилизации передней колонны позвоночника/ И.А. Баулин, П.В.Гаврилов, H.A. Советова, Д.В. Куклин, А.Ю.Мушкин // II Конгресс национальной ассоциации фтизиатров: Сборник тезисов. - СПб., 2013. - С. 207-208.

9. Баулин И.А. Особенности лучевой картины спондилодеза в ближайшем послеоперационном периоде у больных спондилитом при использовании различных вариантов стабилизации передней колонны позвоночника/Баулин И.А.// Материалы Конгресса российской ассоциации радиологов. -2013. С. 26-28.

Ю.Гаврилов П.В. Сопоставление денситометрических показателей, измеренных при сканировании образцов воды и кости на различных томографах/ П.В. Гаврилов, И.А. Баулин, A.B. Козаченко// Материалы Конгресса российской ассоциации радиологов. - 2013. С. 68-70.

11.Баулин И. А., Сергева П. А. Сравнение денситометрических показателей, измеренных на компьютерных томотрафах с различными типами детекторов/ Баулин И.А., Сергева П.А.// П Всероссийская Интернет-конференция «Грани науки 2013»: Сборник тезисов. -Казань -2013. С 706-707.

12.Баулин И.А. Лучевая оценка формирования спондилодеза при использовании титановых блок решеток у больных спондилитом. / И.А. Баулин, H.A. Советова, Д.В. Куклин, П.В. Гаврилов, А.Ю. Мушкин // Врач-аспирант. 2013. Т. 60. № 53. С. 401-405.

13.Куклин Д.В. Эффективность хирургического лечения распространенного туберкулеза позвоночника с применением титановых блок-решеток для переднего спондилодеза/ Д.В. Куклин, И.А. Баулин, М.В. Беляков, Д.А. Дорофеев, А.Ю. Мушкин// Хирургия позвоночника. -2013.-№3.-С.62-67.

14.Советова H.A. Туберкулезный спондилит у взрослых (Клинико-лучевые проявления) / H.A. Советова, Г.Ю. Васильева, В.Ю., Соловьева Н.С., Журавлев, И.А. Баулин// «Туберкулез и болезни легких». -2014-Т.2-С.10-14.

15.Баулин И.А. Лучевая картина спондилодеза позвоночника при использовании титановых блок-решеток с костным наполнением у больных спондилитом/ И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, Д.В. Куклин, H.A. Советова, А.Ю. Мушкин// Материалы VIII Всероссийского

национального конгресса «Радиология -2014» M.-2014-Российский Электронный Журнал лучевой Диагностики (REJR) -2014-Т..З -№2-. С.242-243.

16.Баулин И.А. Лучевая картина формирования спондилодеза после операции у больных спондилитом при различных вариантах стабилизации позвоночника/ Материалы конгресса Российской ассоциации радиологов. -Москва. -2014. С. 47-49

17.Баулин И.А. Лучевые особенности формирования спондилодеза у пациентов со спондилитом при различных вариантах стабилизации позвоночника/ И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова, А.Ю. Мушкин// Материалы III Конгресса Национальной Ассоциации фтизиатров. -СПб. 27-29.11.2014г. -С.147.

18.Баулин И.А. Лучевая картина спондилодеза в первые 6 месяцев после операции у больных спондилитом при различных вариантах стабилизации позвоночника/ И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, Д.В. Куклин, H.A. Советова// Список научных работ VII международного невского радиологического форума 2014. - СПб. - 2014. С. 56-57.

19.Баулин И.А. Оценка влияния различных факторов на формирование спондилодеза после операций у больных инфекционным спондилитом/ И.А. Баулин// Сборник трудов Российской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием «Новые технологии в эпидемиологии, диагностике и лечении туберкулёза взрослых и детей». -Москва. -2015г. - С.48-50.

20.Баулин И.А. Влияние различных факторов на формирование спондилодеза/ И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова, А.Ю. Мушкин// Сборник научных работ VIII Невского радиологического форума 2015. - СПб. - 2015. - С.68-70.

21.Баулин И.А. Лучевой анализ формирования костного блока при использовании различных материалов для переднего спондилодеза у пациентов с инфекционным спондилитом/ И.А. Баулин, П.В. Гаврилов, H.A. Советова, А.Ю. Мушкин //Хирургия позвоночника. 2015. Т. 12. № 1. С. 83-89.

Подписано в печать 19.10.2015 г. Формат 60x90/16. Объем 1 усл.п.л. Печать ризографическая. Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 181 Отпечатано в типографии ООО "Фирма "Стикс" 196128, Санкт-Петербург, ул. Кузнецовская, 19.

Похожие научные работы

Каталог диссертаций