Автореферат и диссертация по медицине (14.01.13) на тему:Конусно-лучевая компьютерная томография в характеристике костной структуры

На правах 0

Макарова Дарья Валерьевна

Конусно-лучевая компьютерная томография в характеристике костной структуры

14.01.13 — Лучевая диагностика, лучевая терапия (медицинские науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2014

005550266

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор, член — корреспондент РАН Васильев Александр Юрьевич

Официальные оппоненты:

Морозов Сергей Павлович, доктор медицинских наук, профессор, руководитель службы лучевой диагностики Европейского медицинского центра

Буковская Юлия Владимировна, доктор медицинских наук, заведующая отделением лучевой диагностики Федерального бюджетного лечебно-профилактического учреждения «Поликлиника № 2 Минэкономразвития России»

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится « 17 »_сентября _2014 г. в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д 208.041.04, созданного на базе ГБОУ ВПО МГМСУ им. А. И. Евдокимова Минздрава России по адресу: 125006, г.Москва, ул. Долгоруковская, д. 4, стр.7 (помещение кафедры истории медицины).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО МГМСУ им. А. И. Евдокимова Минздрава России по адресу: 127206, г. Москва, ул. Вучетича, д. 10а и на сайте: http://dissov.msmsu.ru

Автореферат разослан

2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208.041.04 кандидат медицинских наук, доцент

Т. Ю. Хохлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. До настоящего времени в большинстве российских лечебно-диагностических учреждений для первичного изучения изменений и характеристики костной структуры при повреждениях и заболеваниях опорно-двигательного аппарата ограничиваются стандартной рентгенографией (Алексеева Е. А., 2011; Алексеева Е. А., Штильман М. Ю., 2012; Наконечный Д. Г., 2013). Традиционное рентгенологическое исследование способно представить лишь ограниченное количество информации о топографии таких сложных по своему анатомическому строению сегментов, как дистальные отделы конечностей (Gang G. J. et al., 2011; Kokkonen H., 2012; Geijer M„ 2013).

С внедрением в клинико-диагностический алгоритм таких методик лучевой диагностики, как магнитно-резонансная томография, мультисрезовая компьютерная томография, ультразвуковое исследование, остеосцингиграфия, томосинтез и цифровая микрофокусная рентгенография с прямым многократным увеличением изображений, возможности визуализации патологических изменений данных анатомических областей существенно расширились (Лаптев П. И. и др., 2010; Алексеева Е. А., 2011; Чуловская И. Г., 2012; Faccioli N. et al., 2010; Kokkonen H., 2012; Geijer M., 2013).

Отмечается неуклонный рост числа повреждений и заболеваний дистальных отделов конечностей, зачастую приводящих к длительной или стойкой инвалидизации трудоспособного населения (Чуловская И. Г., 2012). Это связано не только с тяжестью самих повреждений или заболеваний. Большинство из них являются следствием ошибок и осложнений, возникших в процессе диагностики и лечения. Именно это и обусловливает тенденцию к активному поиску современных и максимально информативных рентгенодиагностических методов и методик, а также к оптимизации и разработке наиболее рациональных подходов к исследованиям пациентов с патологическими изменениями опорно-двигательного аппарата (Лаптев П. И. и др., 2010; Серкова Е. В., 2011; Степанов Р. В., 2011; Чуловская И. Г., 2012; Наконечный Д. Г., 2013). Идет активная разработка и поиск новых возможностей снижения дозы лучевой нагрузки на пациента при высокой разрешающей способности методик (Буланова И. М. и др., 2011; Потрахов Н. Н. и др., 2011; Бойчак Д. В., 2012; Tohka S., 2011; Koivisto J. et al., 2013).

В последнее время появляется большое количество публикаций как зарубежных,

так и отечественных авторов, посвященных развитию и внедрению в клиническую практику аппаратов, сконструированных с применением конусно-лучевой технологии (Carrafiello G. et al., 2012; Chang J. et al., 2012; Choi J. W. et al., 2012; Berris T. et al., 2013; Uneri A. et al., 2013). Благодаря появлению конусно-лучевых томографов нового поколения в настоящее время стало возможным проведение исследований дистальных отделов конечностей с минимальной лучевой нагрузкой на пациента (Васильев А. Ю. и др., 2012; De Cock J. et al., 2011; Prakash P. et al., 2011; Ballard M. S. et al., 2012; Geijer M., 2013; Mattila K. et al., 2013).

Среди доступных литературных данных существует лишь небольшое количество публикаций, связанных с применением конусно-лучевой компьютерной томографии для визуализации патологии различных сегментов опорно-двигательного аппарата (Васильев А. Ю. и др., 2012; De Cock J. et al., 2011; Tohka S., 2011; Carrino J. A. et al., 2013; Mattila K. et al., 2013; Tuominen E. K. J. et al., 2013). Большая часть работ освещает преимущества физико-технических параметров современных конусно-лучевых компьютерных томографов и аспекты оптимизации программного обеспечения для формирования и преобразования информации, полученной в ходе исследования, в первично трехмерные изображения (Prakash P. et al., 2011; Monteiro В. M. et al., 2012; Sisniega A. et al., 2013; Zbijewski W. et al., 2013).

Несмотря на очевидные достоинства, конусно-лучевая компьютерная томография до сих пор не имеет широкого применения в повседневной клинико-диагностической практике для исследований дистальных отделов конечностей. Использование данной методики могло бы значительно расширить границы информированности специалистов о скрытых особенностях и изменениях костной структуры. Именно это обстоятельство и послужило основанием для определения эффективности и возможностей конусно-лучевой компьютерной томографии при проведении исследований в рамках данной работы.

Цель исследования: изучить возможности конусно-лучевой компьютерной томографии для характеристики костной структуры.

Задачи исследования:

1. Отработать методику выполнения конусно-лучевой компьютерной томографии дистальных отделов верхних и нижних конечностей.

2. Уточнить и дополнить рентгеновскую семиотику изменений костной структуры при конусно-лучевой компьютерной томографии.

3. Изучить нормальную рентгеновскую анатомию дистальных отделов верхних и нижних конечностей при конусно-лучевой компьютерной томографии.

4. Изучить возможности и оценить эффективность конусно-лучевой компьютерной томографии в характеристике костной структуры.

5. Определить роль и место конусно-лучевой компьютерной томографии в диагностическом алгоритме при оценке костной структуры.

Научная новизна исследования. Впервые были проанализированы возможности конусно-лучевой компьютерной томографии для характеристики костной структуры.

На экспериментальном материале впервые были разработаны физико-технические условия сканирования, отработаны укладки для исследований кисти, стопы, голеностопного и лучезапястного суставов, а также алгоритм постпроцессорной обработки конусно-лучевых изображений.

Впервые проведено исследование 110 пациентов с различной патологией костно-суставной системы.

Впервые уточнена и дополнена семиотика изменений костной структуры у пациентов с травмами и заболеваниями дистальных отделов верхних и нижних конечностей.

Практическая значимость работы. Была разработана методика конусно-лучевой компьютерной томографии дистальных отделов верхних и нижних конечностей: подобраны укладки для исследований кисти, стопы, лучезапястного и голеностопного суставов, отработаны режимы и физико-технические условия сканирования, уточнена нормальная конусно-лучевая анатомия этих анатомических сегментов и конусно-лучевая семиотика изменений костной структуры.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс кафедры лучевой диагностики ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и в практическую работу ГБУЗ «Городская клиническая больница № 4» Департамента здравоохранения г. Москвы.

Основные положения, выносимые на защиту диссертации:

1. Конусно-лучевая компьютерная томография может применяться как методика «выбора» на первом этапе диагностики, постепенно заменяя стандартную рентгенографию.

2. Учитывая низкую лучевую нагрузку и высокое качество изображений, использование конусно-лучевой компьютерной томографии является предпочтительным для динамического контроля результатов лечения при повреждениях и заболеваниях дистальных отделов верхних и нижних конечностей, в том числе в педиатрической практике.

3. Конусно-лучевая компьютерная томография эффективна для оценки костных структур при наличии металлоконструкций, инородных тел металлической плотности и иммобилизирующих повязок, так как отсутствуют значимые артефакты.

Протокол диссертационного исследования на тему «Конусно-лучевая компьютерная томография в характеристике костной структуры» был одобрен Межвузовским комитетом по этике ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации 19 декабря 2013 г. (протокол заседания №12-13).

Апробация работы. Работа апробирована и рекомендована к защите на совместном заседании кафедр лучевой диагностики и хирургических болезней и клинической ангиологии ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (протокол № 123 от 13 февраля 2014 г.).

Материалы диссертационного исследования были представлены и обсуждены на: заседании Московского общества медицинских радиологов (Москва, 2012), научно-практической конференции «45 лет лечебному факультету МГМСУ» (Москва, 2013), Международном VI «Невском радиологическом форуме - 2013» (Санкт-Петербург,

2013), Европейском конгрессе радиологов - 2013, 2014 (ЕСЯ - 2013, 2014) (Вена, 2013,

2014), научно-практической конференции «Поволжские чтения» (Саратов, 2013), Внеочередном Международном VII «Невском радиологическом форуме - 2014» (Санкт-Петербург, 2014).

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, 4 из которых опубликованы в российских рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации. Получено 3 свидетельства о регистрации электронных ресурсов в федеральном государственном научном учреждении «Институт научной и педагогической информации» Российской академии образования ОФЭРНиО: № 19496 (от 17 сентября 2013 г.), № 19497 (от 17 сентября 2013 г.), № 19591 (от 28 октября 2013 г.).

Личный вклад автора. В работе вклад автора составляет 100 %. Было проведено исследование по всем разделам диссертации, сформулированы цели и задачи, определен объем и методика исследований, собраны и последовательно проанализированы результаты. Полученная информация систематизирована. Лично автором выполнены все виды исследований экспериментального и клинического материала, представленные в данной диссертационной работе, написаны заключения по сформулированным протоколам.

Связь работы с научными программами, планами ГБОУ ВПО МГМСУ им. А. И. Евдокимова Минздрава России. Диссертационная работа выполнена в соответствии с научно-исследовательской программой кафедры лучевой диагностики ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации «Лучевая диагностика в клинической практике» (гос. регистрация № 01200906301).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 58 отечественных и 78 иностранных авторов, содержит 11 таблиц, 72 рисунка и 3 приложения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В основу работы положены результаты комплексного лучевого исследования экспериментального (п = 24) и клинического материала (п = 110).

Методика исследования экспериментального материала

В рамках франко-российского проекта было проведено исследование 24 костных фрагментов останков воинов, погибших в войне 1812 г., с помощью современных методов лучевой диагностики (рис. 1).

■ кости голени ■кости предплечья

■ кости кисти

■ плечевые кости

и бедренные кости

"кости мозгового и лицевого черепа

Рис. 1. Распределение фрагментов костяков в соответствии с их анатомической принадлежностью

Перед выполнением лучевых исследований осуществлялся визуальный осмотр фрагментов костяков с целью определения их анатомической принадлежности, размера, состояния наружных поверхностей и видимых просветов костно-мозговых каналов. Оценивалась правильность сопоставления фрагментов костей. Выявлялось наличие/отсутствие видимых инородных тел (грунтовые породы, металл). Выполнялись цифровые фотографии каждого из представленных фрагментов.

Данные, полученные при проведении конусно-лучевой компьютерной томографии, в 100 % случаев сопоставлялись с результатами мультисрезовой компьютерной томографии, выполненной на 64-срезовом компьютерном томографе, и цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым 3,2-кратным увеличением изображения.

Методика исследования клинического материала

Конусно-лучевая компьютерная томография была выполнена 110 пациентам (рис. 2), 20 (18,2 %) из которых представили группу относительно здоровых добровольцев в возрасте от 20 до 30 лет. Вторая группа состояла из 90 (81,8 %) пациентов с указанием на травмы или заболевания дистальных отделов верхних и нижних конечностей в

анамнезе в возрасте от 24 до 65 лет. Среди обследованных 45,5 % (п = 50) - женщины, 54,5 % (п = 60) - мужчины.

Рис. 2. Распределение выполненных конусно-лучевых компьютерных исследований по анатомическим сегментам

Перед выполнением лучевых исследований проводился опрос пациента, включавший сбор анамнеза, изучение жалоб, визуальный осмотр и пальпация дистальных отделов верхних и нижних конечностей, а также были сделаны фотографии зон интереса.

Сканирование проводилось на конусно-лучевом компьютерном томографе Ке\уТот 5й ((311, Италия) со следующими техническими характеристиками: размер плоскопанельного детектора - 20 х 25 см, максимальный объем поля сканирования - 18 х 16 см, размер фокусного пятна - 0,3 мм, оборот гентри вокруг зоны исследования -360°, размер воксела — от 75 мк.

Магнитно-резонансная томография была выполнена 29,1 % пациентов, ультразвуковые исследования - 18,2 %, стандартная рентгенография и цифровая микрофокусная рентгенография с 3-кратным увеличением изображений - 13,6 и 9,1 % обследованных соответственно. Для оценки диагностической эффективности конусно-лучевой компьютерной томографии в характеристике костной структуры ее результаты сопоставлялись с мультисрезовой компьютерной томографией в 81,8 % случаев у пациентов с аналогичной патологией. Референтным методом была мультисрезовая компьютерная томография, которая является «золотым стандартом» для характеристики костной структуры

■ кисти (п = 40)

■ стопы (п= 10)

■ голеностопные суставы (11= 15)

■лучезапястные суставы (п= 45)

среди рентгенологических методик лучевой диагностики в настоящее время. Полученные данные оценивались комплексно с учетом сопоставления и детального анализа всех пунктов схемы исследования.

Методы статистической обработки

Для оценки диагностической эффективности конусно-лучевой компьютерной томографии в характеристике костной структуры использовался статистический анализ точности (Ас), чувствительности (8е), специфичности (Бр), прогностичности положительного (РУР) и отрицательного (РУЫ) результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В рамках исследования антропологического материала в 79,2 % (п = 19) случаев выявлялись переломы различных костей, из них 41,6 % (п = 10) — неправильно консолидированные и несросшиеся. При наличии многооскольчатых переломов у 29,1 % (п = 7) образцов консолидация была представлена «костными мостиками» за счет сращения промежуточных фрагментов и периостальным компонентом костной мозоли. В ходе оценки результатов конусно-лучевой компьютерной томографии представлялось возможным выявить наличие, определить размеры и пространственное расположение промежуточных фрагментов и осколков размерами менее 2 мм, которые достоверно не определялись на цифровых микрофокусных рентгенограммах с прямым 3,2-кратным увеличением изображения.

У 25 % антропологических находок визуализировались признаки несросшихся переломов. Четкость, сглаженность контуров сопоставленных отломков костей, неравномерное сужение просвета костно-мозгового канала, утолщение кортикальных пластин за счет эндостального и периостального компонентов определялись при анализе изображений, полученных в ходе выполнения всех методов лучевых исследований.

Проведение комплексного рентгенологического исследования фрагментов костяков позволило выявить признаки осложнений переломов костей - наличие ложного сустава у 16,6 % образцов. Отсутствие костной мозоли, сглаживание и закругление концов костных фрагментов, наличие замыкательной пластинки на концах отломков, вероятнее всего обусловленные нарушением остеорепаративного процесса, достоверно

визуализировались при проведении всех методов исследования. Наличие замыкательной пластинки на концах отломков наиболее убедительно определялось при конусно-лучевой и мультисрезовой компьютерной томографии.

При оценке изображений, полученных в результате выполнения каждой из использованных рентгенологических методик, у 4,2 % фрагментов костяков были выявлены признаки костного анкилоза: переход костных балок с одной кости на другую на месте отсутствующей суставной щели. Стоит отметить, что наличие истонченной фраг-ментированной замыкательной пластинки на уровне сращения, имеющей нечеткий, размытый контур, определялся лишь на конусно-лучевых и мультисрезовых компьютерных томограммах. При проведении цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым 3,2-кратным увеличением изображений подобных данных получить не удалось.

У 37,5 % образцов был установлен характер ранений. На конусно-лучевых компьютерных томограммах были выявлены множественные инородные тела металлической плотности округлой формы с четкими, ровными контурами размерами до 2,6 мм. Они располагались как в толще кортикальных пластин или костной мозоли, так и в просветах костно-мозговых каналов фрагментов, вероятнее всего, в результате слепых или сквозных огнестрельных дробовых ранений. На фоне многооскольчатых переломов отмечались признаки импрегнации металлом краев дефектов костных фрагментов в 4,2 % случаев. Выявить инородные тела, определить их пространственное расположение, форму, структуру и размеры, которые не превышали 1 мм, удавалось только на конусно-лучевых и мультисрезовых компьютерных томограммах.

Среди фрагментов костяков с последствиями боевых повреждений у 4,2 % образцов были обнаружены признаки объемных процессов, что явилось случайной находкой. На изображениях, полученных в результате всех методов лучевого исследования, достоверно визуализировалось наличие объемного образования из губчатого вещества с нечетким, неровным наружным контуром.

У 20,8 % объектов удалось детально охарактеризовать особенности ампутационной культи конечностей. Среди них края опилов 16,7 % фрагментов имели четкий, ровный контур и прямоугольную форму без признаков регенерации. У 1 из представленных образцов ампутационная культя имела неровный, четкий контур опила, по латеральному краю которого визуализировался пограничный краниальный остеофит. На томограммах определялись фрагменты компактной замыкательной пластинки на указанном уровне.

У 58,3 % образцов выявлялись признаки перенесенных воспалительных заболеваний костей различного генеза, которые в 45,8 % были представлены фрагментами линейной или луковичной периостальных реакций и достоверно определялись на конусно-лучевых и мультисрезовых компьютерных томограммах. Проследить их протяженность достоверно удавалось даже в тех случаях, когда она не превышала 2 мм. На цифровых микрофокусных рентгенограммах с прямым 3,2-кратным увеличением изображений наличие фрагментов периостальных наслоений отмечалось лишь у 7 объектов.

У 37,5 % фрагментов костяков при конусно-лучевой и мультисрезовой компьютерной томографии визуализировались секвестральные полости. В 33,3 % были выявлены внутриполостные секвестры, чаще корковые. Стало возможным оценить их локализацию и пространственное расположение. На цифровых микрофокусных рентгенограммах с прямым 3,2-кратным увеличением изображений удавалось определить их только при выведении в краеобразующую проекцию. Выявить наличие и охарактеризовать контуры секвестральных полостей и секвестров размерами менее 2 мм при проведении цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым 3,2-кратным увеличением изображений не удалось.

На конусно-лучевых и мультисрезовых компьютерных томограммах у 12,5 % образцов были обнаружены извитые свищевые ходы. Удавалось проследить их ход, оценить пространственное расположение и охарактеризовать их внутренние контуры. Некоторые из них содержали кортикальные секвестры. При цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым 3,2-кратным увеличением изображений выявить и оценить вышеописанные изменения не представилось возможным.

РЕЗУЛЬТАТЫ КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изображения, полученные при проведении первых конусно-лучевых компьютерных исследований, характеризовались неудовлетворительным качеством. Это было обусловлено динамической нерезкостью из-за некомфортного положения пациента или неправильно подобранным режимом сканирования. Для унификации была разработана методика конусно-лучевой компьютерной томографии - подобраны максимально комфортные для пациента укладки, отработаны физико-технические параметры и режи-

мы сканирования кисти, стопы, лучезапястного и голеностопного суставов.

При анализе конусно-лучевых компьютерных изображений, выполненных в группе добровольцев, удалось получить детальное отображение трабекулярной структуры костей дистальных отделов верхних и нижних конечностей с четкой дифференци-ровкой костных балок и межбалочных пространств. При построении мультипланарных реконструкций стало возможным проследить их ход и направленность. Удалось измерить толщину и протяженность кортикальных пластинок, оценить их целостность, структуру и оценить состояние их наружных и внутренних контуров. Несмотря на сложное анатомическое строение этих анатомических сегментов, были установлены взаимоотношения во всех суставах на уровне сканирования.

На конусно-лучевых компьютерных томограммах были обнаружены добавочные кости. В ходе постпроцессорной обработки изображений была уточнена их локализация и синтопия.

Благодаря высокому пространственному разрешению и динамическому диапазону градации серого изображения, полученные при конусно-лучевой компьютерной томографии, позволили оценить не только костные структуры, но и дифференцировать некоторые мягкотканные анатомические образования дистальных отделов верхних и нижних конечностей, в том числе, крупные артерии и нервы, мышцы, сухожилия, апоневрозы, связки, кожу и подкожно-жировую клетчатку. Конусно-лучевые компьютерные изображения были сопоставимы с мультисрезовыми компьютерными томограммами.

Для трактовки данных, полученных в ходе постпроцессорной обработки конусно-лучевых компьютерных изображений при оценке результатов клинических исследований, была представлена нормальная конусно-лучевая анатомия кисти, стопы, лучезапястного и голеностопного суставов.

В группе пациентов с указанием на повреждения и заболевания дистальных отделов верхних и нижних конечностей в анамнезе в 90 случаях выявлялись признаки патологической перестройки костной ткани. Были получены конусно-лучевые компьютерные томограммы этих анатомических сегментов, характеризовавшиеся высоким пространственным разрешением с достоверной визуализацией мелких структурных изменений, качество которых было сопоставимо, а в ряде случаев превосходило мульти-срезовые компьютерные томограммы. Удавалось выявить уменьшение количества костных балок и увеличение межбалочных промежутков.

В 42 наблюдениях отмечались остеопоротические изменения, которые при конусно-лучевой, мультисрезовой компьютерной томографии, стандартной рентгенографии и цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым 3-кратным увеличением изображений выражались в виде расширения просвета костно-мозгового канала, истончения кортикального слоя, подчеркнутое™ его контуров и крупнопетлистого рисунка костной структуры.

У 90 пациентов были выявлены кистевидные полости, которые имели различные размеры и форму и располагались преимущественно в субхондральных отделах костей. Из них в 21,1 % (п = 19) случаев определялись множественные полости, сливающиеся между собой. Обращала на себя внимание достоверная визуализация кистевидных полостей размерами до 2 мм, удавалось оценить их контуры. Данные, полученные в ходе конусно-лучевой компьютерной томографии, были сопоставимы с результатами мультисрезовой компьютерной томографии. По стандартным рентгенограммам обнаружить кистевидную перестройку удалось у 6,7 % обследованных.

В 64,4 % (п = 58) случаев отмечалась патологическая перестройка костной ткани с уплотнением или отсутствием трабекулярной структуры различных размеров, представленная участками остеосклероза. Было возможно оценить их наружные контуры. При выполнении конусно-лучевой и мультисрезовой компьютерной томографии устанавливалось их пространственное расположение, а визуализация была возможна даже в тех случаях, когда их размеры не превышали 2 мм. На стандартных рентгенограммах обнаружить очаги остеосклероза размерами до 2 мм не представлялось возможным.

У 70 % (п = 63) пациентов были выявлены патологические изменения суставных поверхностей костей. В 42,2 % (п = 38) случаев отмечались узуры, в том числе, размерами до 2 мм, открытые в просветы суставных щелей, с четким склерозированным ободком. На конусно-лучевых и мультиерезовых компьютерных томограммах стало возможным установить их пространственное расположение и локализацию. На стандартных рентгенограммах определялись только те, которые попадали на контур суставной пластинки и если их размеры превышали 2 мм.

У 34,4 % (п = 31) обследованных визуализировалось истончение и уплощение суставных поверхностей костей. На мультипланарных конусно-лучевых и мультиерезовых компьютерных изображениях удавалось измерить их толщину и протяженность, а также, выявить дефекты до 2 мм.

Наличие краевых костных разрастаний различной формы и размеров отмечалось в 53,3 % (п = 48) наблюдений. На мультипланарных конусно-лучевых и мультисрезовых компьютерных томограммах достоверно определялись краевые костные разрастания протяженностью до 2 мм.

При исследованиях стоп и голеностопных суставов в 10 % (п = 9) случаев были обнаружены признаки тендиноза в виде костных разрастаний, имеющих трабекулярную структуру, в местах прикрепления подошвенной пяточно-ладьевидной связки, подошвенного апоневроза, ахиллова сухожилия и большеберцовой мышцы.

Среди пациентов, указывающих на травмы дистальных отделов конечностей, у 33,3 % (п = 30) отмечались признаки переломов. При свежих переломах визуализировался перерыв кортикальной пластины, зазубренность контуров отломков и диастаз между ними. На мультипланарных конусно-лучевых и мультисрезовых компьютерных изображениях уточнялись локализация и взаимное пространственное расположение отломков и осколков костей, а также прослеживалась линия перелома. Особое значение это имело при выявлении костных отломков и осколков размерами до 2-3 мм.

Консолидированные переломы костей дистальных отделов конечностей визуализировались в 6,7 % случаев: отмечалось сужение костно-мозгового канала, утолщение кортикальных пластинок за счет эндостального и периостального компонентов мозоли. Удавалось проследить линию бывшего перелома. Наличие осколков в толще мозоли было установлено у 2,2 % обследованных. При конусно-лучевой и мультисрезовой компьютерной томографии были уточнены их локализация и пространственное расположение. На стандартных и цифровых микрофокусных рентгенограммах с прямым 3-кратным увеличением изображений, особенно в тех случаях, когда размеры бывших осколков не превышали 2 мм, этого сделать не представлялось возможным.

У 22,2 % (п = 20) пациентов были выявлены переломы ладьевидной кости. На стандартных рентгенограммах в прямой проекции достоверно визуализировались линия перелома и перерыв кортикальных пластинок. Конусно-лучевая или мультисрезовая компьютерная томография выполнялись на различных этапах для выявления, контроля консолидации и результатов проводимого лечения переломов дистальных отделов верхних и нижних конечностей.

В 4,4 % случаев на томограммах отмечались признаки несросшихся переломов и формирования ложных суставов. Лучевая картина ложного сустава характеризовалась

наличием замыкательной пластинки на уровне краев отломков и отсутствием признаков консолидации. На стандартных рентгенограммах замыкательная пластинка по краям отломков достоверно не визуализировалась.

В 3,3 % наблюдений определялись признаки аваскулярного некроза у пациентов с переломами ладьевидной кости, которые указывали на резкую болезненность при движении и ограничение подвижности лучезапястного сустава. По стандартным рентгенограммам установить наличие аваскулярного некроза удалось у 1 пациента. На конусно-лучевых компьютерных томограммах визуализировались участки склеротических изменений костей с потерей трабекулярной структуры, окруженные ободком остеолиза.

Пациентам с ложными суставами устанавливались компрессионно-дистрак-ционные аппараты. Мультисрезовые компьютерные томограммы были непригодны для визуальной оценки ввиду наличия большого количества артефактов. На конусно-лучевых компьютерных томограммах было возможно оценить контуры кортикальных пластин, просветов костно-мозговых каналов и трабекулярную структуру костей на уровне изменений даже при наличии массивных металлоконструкций или трудноснима-емых ювелирных украшений. В 6,7 % наблюдений выявлялись инородные тела металлической плотности, расположенные в толще мягких тканей. При конусно-лучевой компьютерной томографии значимые артефакты от подобных находок отсутствовали, удалось уточнить их локализацию и пространственное расположение. Гипсовая повязка или лангетка, наложенные на травмированную конечность также не мешали визуализации.

Стоит отметить, что на конусно-лучевых компьютерных томограммах дисталь-ных отделов верхних и нижних конечностей была возможна оценка не только костной структуры, но и состояния плотных мягкотканных анатомических образований: капсульно-связочного аппарата, сухожилий и апоневрозов. Выявлялось скопление избыточного количества жидкости при синовитах и тендовагинитах. У пациентов с подагрической артропатией в 5,6 % случаев выявлялись тофусы. Стало возможным определить их размеры, локализацию, пространственное расположение и оценить взаимоотношения с окружающими тканями. Полученные данные были сопоставимы с результатами мультисрезовой компьютерной томографии и подтверждались магнитно-резонансной томографией.

В 22,2 % (п = 20) случаев были проведены исследования пациентов с ладонной, ладонно-пальцевой формами контрактуры Дюпюитрена и перерождением плантарного апоневроза. При конусно-лучевой компьютерной томографии отмечались признаки фиброзного перерождения апоневроза, которые были сопоставимы с результатами мультисрезовой компьютерной томографии и подтверждались магнитно-резонансной томографией и ультразвуковым исследованием. На стандартных рентгенограммах сведения о перерождении ладонного или подошвенного апоневроза отсутствовали.

С учетом информации, полученной в ходе исследований дистальных отделов верхних и нижних конечностей, были проанализированы некоторые возможности рентгенологических методик лучевой диагностики, которые представлены в табл. 1.

Таблица 1

Сравнение возможностей рентгенологических методик лучевой диагностики

Параметры сравнения Рентгенологическая методика

КЛКТ мскт ЦМФР Стандартная рентгенография

Признаки патологической перестройки костной структуры +++ +++ ++ +

Осложнения повреждений и заболеваний костей (ложный сустав, аваскулярный некроз) +++ +++ +/- +/-

Мягкие ткани ++ ++ + -

Артефакты от металлоконструкций и инородных тел металлической плотности +/- +++ _

Лучевая нагрузка + +++ ■ +

Результаты статистической обработки позволили сделать вывод о высокой

диагностической эффективности конусно-лучевой компьютерной томографии в характеристике костной структуры при исследованиях дистальных отделов верхних и нижних конечностей. При выявлении признаков патологической перестройки костной структуры были получены следующие показатели: Эр - 99 %, Ас - 99,5 %, Бе — 100 %, РУР -100 %,РУЫ-98,7%.

Были сформулированы показания и противопоказания к выполнению конусно-лучевой компьютерной томографии.

Показания:

— повреждения дистальных отделов верхних и нижних конечностей (переломы, вывихи, подвывихи костей кисти, стопы, запястья и составляющих голеностопный сустав);

— воспалительные заболевания дистальных отделов верхних и нижних конечностей;

— дегенеративные заболевания дистальных отделов верхних и нижних конечностей;

— заболевания суставов дистальных отделов верхних и нижних конечностей;

— объемные образования костей дистальных отделов верхних и нижних конечностей (злокачественные/доброкачественные);

— подозрение на наличие инородных тел металлической плотности;

— планирование оперативного/консервативного лечения повреждений и заболеваний дистальных отделов верхних и нижних конечностей (в том числе металло-остеосинтеза);

— контроль эффективности оперативного/консервативного лечения повреждений дистальных отделов верхних и нижних конечностей (репозиция, консолидация) (в том числе металлоостеосинтеза);

— несоответствие клинических и рентгенологических данных при повреждениях и заболеваниях дистальных отделов верхних и нижних конечностей.

Относительные противопоказания:

— беременность.

Абсолютные противопоказания:

— тяжелое и крайне тяжелое состояние пациента.

В рамках исследования были проанализированы показатели эффективной дозы

(Е), полученные пациентами в ходе исследований при сканировании на конусно-лучевом компьютерном томографе и мультисрезовом компьютерном томографе (табл. 2).

Таблица 2

Показатели эффективной дозы при конусно-лучевой и мультисрезовой компьютерной томографии дистальных отделов верхних и нижних конечностей

Область исследования Показатели Е, мЗв

КЛКТ МСКТ

Кисть 0,14 2,32

Лучезапястный сустав 0,14 2,32

Стопа 0,14 2,47

Голеностопный сустав 0,14 2,47

На основании полученных данных можно сделать вывод, что эффективная доза в результате проведения сканирований дистальных отделов верхних и нижних конечностей при КЛКТ в несколько раз меньше, чем при МСКТ. При этом следует отметить, что данных о проведении расчетов коэффициентов для КЛКТ конечностей в доступных источниках найдено не было, поэтому полученные результаты не могут быть использованы для унификации показателя эффективной дозы при конусно-лучевых исследованиях этих анатомических сегментов.

ВЫВОДЫ

1. Конусно-лучевая компьютерная томография является методикой выбора в оценке сложных по своему анатомическому строению сегментов — дистальных отделов верхних и нижних конечностей, где при проведении стандартной рентгенографии наиболее выражены суммационные эффекты.

2. Конусно-лучевая компьютерная томография может применяться как методика первого этапа диагностики при повреждениях и заболеваниях дистальных отделов верхних и нижних конечностей, постепенно заменяя стандартную рентгенографию.

3. Учитывая низкую лучевую нагрузку и высокое качество изображений, конусно-лучевая компьютерная томография может быть рекомендована как приоритетная методика при динамическом контроле результатов лечения заболеваний и повреждений дистальных отделов верхних и нижних конечностей, в том числе в педиатрической практике, полностью заменяя стандартную рентгенографию.

4. На конусно-лучевых компьютерных томограммах значимые артефакты от металлоконструкций, инородных тел металлической плотности и иммобилизирующих повязок отсутствуют, не снижают качество изображений, что наиболее важно при динамическом контроле результатов лечения заболеваний и повреждений дистальных отделов верхних и нижних конечностей.

5. Конусно-лучевая компьютерная томография позволяет оценивать состояние плотных мягкотканных структур, выявлять скопления избыточного количества жидкости в полости суставов, синовиальных сумках и сухожильных влагалищах.

6. Показатель эффективной дозы для пациента в результате проведения сканирований дистальных отделов верхних и нижних конечностей при конусно-лучевой компьютерной томографии в несколько раз меньше, чем при мультисрезовой компьютерной томографии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Конусно-лучевую компьютерную томографию дистальных отделов верхних и нижних конечностей следует выполнять в специализированных укладках с применением следующих параметров и физико-технических условий сканирования: ускоряющее напряжение рентгеновской трубки - 110 кВ, сила тока - 0,6-0,8 мА, время сканирования -18 с, время экспозиции 3,6-4,8 с, режим сканирования - Patient scan, тип сканирования — Regular scan, размер поля сканирования — 18 х 16 или 15 * 12 см в зависимости от размера конечности. Толщина среза в ходе постпроцессорной обработки изображений должна варьироваться от 0,3 до 0,5 мм.

2. Показаниями к конусно-лучевой компьютерной томографии являются следующие патологические процессы:

— повреждения дистальных отделов верхних и нижних конечностей (переломы, вывихи, подвывихи костей кисти, стопы, запястья и составляющих голеностопный сустав);

— воспалительные заболевания дистальных отделов верхних и нижних конечностей;

— дегенеративные заболевания дистальных отделов верхних и нижних конечностей;

— заболевания суставов дистальных отделов верхних и нижних конечностей;

— объемные образования костей дистальных отделов верхних и нижних конечностей (злокачественные/доброкачественные);

— подозрение на наличие инородных тел металлической плотности;

— планирование оперативного/консервативного лечения повреждений и заболеваний дистальных отделов верхних и нижних конечностей (в том числе металлоостео-синтеза);

— контроль эффективности оперативного/консервативного лечения повреждений дистальных отделов верхних и нижних конечностей (репозиция, консолидация) (в том числе металлоостеосинтеза);

— несоответствие клинических и рентгенологических данных при повреждениях и заболеваниях дистальных отделов верхних и нижних конечностей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н. (мл.), Егорова Е. А., Макарова Д. В., Горлы-чева Е. Г. Возможности применения современных методов лучевой диагностики в антропологии // Матер, науч.-практ. конф. «Поволжские чтения». — Саратов, 2013. — С. 12, 13.

2. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н. (мл.), Егорова Е. А., Макарова Д. В., Горлы-чева Е. Г. Возможности конусно-лучевой компьютерной томографии в оценке состояния костей кисти // Матер, науч.-практ. конф.: «45 лет лечебному факультету МГМСУ». — М., 2013.-С. 84-87.

3. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н. (мл.), Егорова Е. А., Макарова Д. В., Горлы-чева Е. Г., Дутова М. О. Конусно-лучевая компьютерная томография в диагностике патологии дистальных отделов конечностей // Матер. Междунар. VII конгр. «Невский радиологический форум-2014». - СПб., 2014. - С. 79, 80.

4. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н. (мл.), Егорова Е. А., Макарова Д. В., Дутова М. О. Возможности конусно-лучевой компьютерной томографии в оценке состояния костей и суставов кисти // Радиология — практика. — 2012. — № 6. — С. 54-61.

5. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н. (мл.), Егорова Е. А., Макарова Д. В., Дутова М. О., Горлычева Е. Г. Конусно-лучевая компьютерная томография - технология скри-нинговой оценки структуры костной ткани // Матер. Междунар. VI конгр. «Невский радиологический форум-2013». - СПб., 2013. - С. 128, 129.

6. Макарова Д. В. Возможности современных конусно-лучевых компьютерных томографов при оценке изменений дистальных отделов конечностей // Матер, науч.-практ. конф. «Поволжские чтения». — Саратов, 2013. — С. 179, 180.

7. Макарова Д. В. Возможности конусно-лучевой компьютерной томографии при исследованиях костей и суставов // Врач-аспирант. - 2013. - № 6.2. (61).-С. 282-289.

8. Макарова Д. В. Возможности визуализации изменений костей и суставов дистальных отделов конечностей при конусно-лучевой компьютерной томографии // Медицинский вестник МВД. — 2013. —Т. 67. — № 6. — С. 64, 65.

9. Макарова Д. В. Новые возможности методов лучевой диагностики в антро-

пологии // Матер. Междунар. VI конгр. «Невский радиологический форум-2013». -СПб., 2013.-С. 138.

10. Макарова Д. В., Егорова Е. А., Горлычева Е. Г., Блинов Н. Н., Васильев А. Ю., Бужилова А. П. Возможности современных методов лучевой диагностики в экспертной оценке антропологического материала // Современные технологии в медицине. - 2014. - Т. 6. - № 1. - С. 34-42.

11. Vasil'ev A., Blinov N. (Jr.), Egorova Е., Makarova D. V., Gorlycheva E. G. Opportunities of modern cone-beam CT scanners in assessment of changes of distal extremities // EPOS. ECR 2014.-2014. URL: http://dx.doi.org/10.1594/ecr2014/C-0705.

12. Vasiliev A. Yu., Blinov N. N. (Jr.), Egorova E. A., Makarova D. V., Gorlycheva E. G., Dutova M. O. Capabilities of cone-beam computed tomography in the assessment of the structure of wrist and hand bones // Int. J. of BioMed. - 2013. - V. 2. -№ 3. - P. 119-121.

13. Vasil'ev A., Blinov N. (Jr.), Egorova E., Makarova D. V., Gorlycheva E. G., Dutova M., Egorov M. V. Normal cone-beam anatomy and cone-beam computed tomography study technique of distal extremities // EPOS. ECR 2014. - 2014. URL: http://dx.doi.org/ 10.1594/ecr2014/C-0848.

14. Vasil'ev A., Blinov N. (Jr.), Egorova E., Makarova D. V., Dutova M. Opportunities of cone-beam computed tomography in diagnostics of wrist pathology // EPOS. ECR 2013.-2013. URL: http://dx.doi.org/10.1594/ecr2013/C-0336.

Свидетельства о регистрации электронных ресурсов в ИНИПИ РАО ОФЭРНиО:

1. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н., Егорова Е. А., Макарова Д. В., Горлычева Е. Г. Возможности конусно-лучевой компьютерной томографии для характеристики костной структуры при повреждениях и заболеваниях опорно-двигательного аппарата: Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 19496 от 17.09.2013 г.

2. Васильев А.Ю., Бужилова А.П., Блинов Н.Н., Егорова Е.А., Макарова Д. В., Горлычева Е. Г., Березина Н. Я. Возможности конусно-лучевой компьютерной томографии в оценке антропологического материала: Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 19497 от 17.09.2013 г.

3. Васильев А. Ю., Блинов Н. Н., Егорова Е. А., Макарова Д. В., Горлы-

чева Е. Г., Дутова М. О., Егоров М. В. Нормальная конусно-лучевая анатомия и алгоритм проведения конусно-лучевых исследований опорно-двигателыюго аппарата: Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 19591 от 28.10.2013 г.

Список сокращений

КЛКТ — конусно-лучевая компьютерная томография МСКТ - мультиерезовая компьютерная томография ЦМФР — цифровая микрофокусная рентгенография

Подписано в печать: 18.06.2014 Тираж: 100 экз. Заказ №403 Отпечатано в РИО МГМСУ 127473, г. Москва, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1.