Автореферат и диссертация по медицине (14.00.19) на тему:Цифровая микрофокусная рентгенография в диагностике диабетической остеоартропатии

На правах рукописи УДК- 616.728.9-073 75

Смирнова Виктория Александровна

ЦИФРОВАЯ МИКРОФОКУСНАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ ОСТЕОАРТРОПАТИЙ (клинико-экспериментальное исследование)

14 00 19 - «Лучевая диагностика, лучевая терапия»

АВТОРЕФЕРАТ диссертаций на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

I

□03177306

Москва-2007

I I

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ГОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИКО-СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РОСЗДРАВА»

Научный руководитель

заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, член-корреспондент РАМН, профессор Васильев Александр Юрьевич.

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук Егорова Елена Алексеевна доктор медицинских наук Буковская Юлия Владиславовна

Ведущее учреждение

ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет Росздра-ва»

&о

Защита состоится 200% года в часов на заседании

диссертационного совета ДМ 208 014 04 при ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава» (127473, Москва, ул Делегатская, д.20/1)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного медико-стоматологического университета (127206, Москва, ул Ву-четича, д. 10а)

Автореферат разослан 2007 г

Ученый секретарь Хохлова Татьяна Юрьевна

диссертационного совета кандидат медицинских наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Число больных сахарным диабетом (СД) во всем мире из года в год увеличивается На данное время этим заболеванием страдают более 180 млн человек Эпидемиологи ВОЗ считают, что через 20 лет численность больных СД 2-го типа удвоится и превысит 300 млн человек СД является хроническим заболеванием, приводящим в результате осложнений к инвалидизации больных (М Б Анциферов, 2001, И И Дедов, 2005)

Синдром диабетической стопы - одно из наиболее распространенных осложнений сахарного диабета и соответственно одна из наиболее частых причин госпитализации (И В Гурьева, 2000, Б С Брискин, 2000, М И Бала-болкин, 2006) Больные СД 2-го типа с поражением нижних конечностей обращаются к врачам различных специальностей Это связано с тем, что нарушение углеводного обмена у таких больных приводит к изменениям периферического кровотока, иннервации, развитию периферических язв, а в ряде случаев возникает необходимость в ампутации конечности (Н И Артишев-ская 1999, И И Дедов, 2005, М И Балаболкин, 2006)

Хроническая гипергликемия утяжеляет течение и усложняет лечение язвенных дефектов другого генеза (посттромбофлебитический синдром, липо-идный некробиоз, экзема и др) Все это определяет необходимость точной диагностики, дифференциации и выбора адекватного лечения в каждом случае развития трофического нарушения кожи нижних конечностей (А С Ефимов, 1989, М Д Дибиров, 2001, М С Любарский, 2005)

Синдром диабетической стопы является сложным комплексом анатомо-функциональных изменений, который встречается в различной форме у 3080 % больных СД Ампутации нижних конечностей у данной группы пациентов производятся в 15 раз чаще, чем у остального населения По данным ряда авторов, от 50 до 70 % от общего количества всех выполненных ампутаций нижних конечностей приходится на долю больных СД (М Д Дибиров, 2001,

М С Любарский, 2005) Очень важно объективное прогнозирование необходимости ампутации нижней конечности больным с диабетической остеоарт-ропатией (ДОАП)

Несмотря на стремительное развитие современных методов лучевой диагностики, в настоящее время основной методикой рентгенологического исследования опорно-двигательного аппарата по-прежнему остается рентгенография (А J Воикоп, 1990, М С Любарский, 2005)

Из-за низкой диагностической эффективности использование только стандартной рентгенографии бывает недостаточно для оценки тонких изменений в костной ткани Перспективной методикой является цифровая микрофокусная рентгенография (ЦМФРГ), однако она еще мало изучена, а в диагностике диабетической стопы вообще не применялась

Рентгенография с прямым увеличением изображения применялась для ранней диагностики как локальных поражений кистей и стоп, так и ряда системных заболеваний скелета, а также при травматических изменениях кост-но-суставного аппарата (Ш Ш Шотемор, А Е Третьяков, 1982, А Л Дуда-рев, О К Кремнев, А Ю Васильев, 1984, М В Выклюк, 2004)

Однако эта методика рентгенологического исследования не нашла широкого применения в больничных и амбулаторно-поликлинических условиях Это объясняется тем, что широкие врачебные массы недостаточно были знакомы с методикой и техникой микрофокусной рентгенографии Еще одним недостатком являлся большой расход рентгеновской пленки, что было экономически невыгодной методикой В настоящее время появилась возможность получения цифровых микрофокусных рентгенограмм, что значительно сократит время исследования, экономические затраты на приобретения рентгеновской пленки и повысит качество изображения

Таким образом, данная проблема изучена недостаточно, не исследованы особенности и возможности микрофокусной рентгенографии с прямым увеличением изображения, особенно в сочетании с цифровой регистрацией в

диагностике тонких костных изменений у больных диабетической остеоарт-ропатией

Цель исследования

Совершенствование рентгенологической диагностики диабетической остеоарт-ропатии

Задачи исследования

1 Изучить особенности цифрового увеличенного рентгеновского изображения на экспериментальном материале

2 Уточнить возможности цифровой микрофокусной рентгенографии в распознавании и дифференциальной диагностике диабетической остеоартропатии

3 Разработать методику цифровой микрофокусной рентгенографии, уточнить и дополнить рентгенологическую семиотику при синдроме диабетической стопы

4 Разработать показания к применению цифровой микрофокусной рентгенографии и усовершенствовать алгоритм рентгенологического обследования больных с заболеваниями мелких суставов стопы

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1 Показать особенности цифрового микрофокусного увеличенного изображения по результатам экспериментального исследования на фрагментах бедренных и кубовидных костей

2 Обоснование целесообразности более широкого использования цифровой микрофокусной рентгенографии в диагностике костных изменений стопы у больных сахарным диабетом 2-го типа

Новизна исследования

Работа является первым обобщающим исследованием, посвященным целенаправленному изучению цифрового микрофокусного изображения, а так-

же сочетанию использования микрофокусной рентгенографии с цифровым приемником рентгеновского изображения Впервые с использованием цифровой микрофокусной рентгенографии проведено экспериментальное исследование с гистологической верификацией материала На основе принципов доказательной медицины показана эффективность цифровой микрофокусной рентгенографии в диагностике синдрома диабетической стопы на разных стадиях заболевания Впервые дополнены и усовершенствованы показания и алгоритм рентгенологического исследования больных с диабетической ос-теоартропатией

Практическая значимость работы

На экспериментальном материале выявлены новые особенности цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым многократным увеличением изображения

Дополнена и усовершенствована методика цифровой микрофокусной рентгенографии для более детального определения тонкой костной структуры ткани стопы больных сахарным диабетом 2-го типа, не определяемых при выполнении обзорной рентгенографии

Внедрение результатов исследования

В настоящее время результаты исследования используются в диагностическом и лечебном процессе Главного клинического госпиталя МВД России, отделения лучевой диагностики клинической больницы им Петра Великого Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им И И Мечникова Ряд положений диссертации успешно применяются в учебном процессе на кафедре лучевой диагностики Московского государственного медико-стоматологического университета, кафедре лучевой диагностики и лучевой терапии Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им И И Мечникова и кафедре рентгенологии и радиологии Санкт-Петербургского медицинского университета им акад И П Павлова

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2005, 2007), Всероссийской научно-практической конференции (Барнаул, 2005), заседании Московского общества медицинских радиологов (Москва, 2006)

Работа апробирована на совместном заседании кафедры лучевой диагностики и кафедры хирургических болезней и клинической ангиологии Московского государственного медико-стоматологического университета (протокол №46)

Публикации по теме

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 публикации в журналах рекомендованных ВАК Минобрнауки России

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (145 источников, в том числе 72 - иностранных) Включает 8 таблиц, 49 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы

Для решения поставленных задач было проведено экспериментальное исследование участков бедренной кости неопознанных трупов в возрасте 40 (№ 1) и 80 (№ 2) лет и 2 кубовидные кости идентифицированных трупов в возрасте 60 лет с синдромом диабетической стопы (№ 3) и без костной патологии (№ 4)

Анатомическим препаратам были выполнены стандартная цифровая рентгенография без увеличения изображения и с прямым увеличением в 1,5 раза,

микрофокусная рентгенография с прямым увеличением в 5, 7, 10 и 20 раз в сочетании с цифровой радиографией и гистологическое исследование

Проведен анализ результатов клинико-диагностического обследования 30 пациентов, госпитализированных в отделение гнойной хирургии с СД 2-го типа в течение 2004-2006 годов Возраст больных находился в интервале от 37 до 88 лет Среди пациентов преобладали лица мужского пола - 26 человек (86,7 % от общего числа)

Данные клинического осмотра хирургом нижних конечностей у больных СД 2-го типа представлены в табл 1

После объективного обследования и описания местного статуса пациентам был выполнен комплекс лучевых методов исследования Объем лучевого обследования представлен в табл 2

По результатам клинического, лабораторного и рентгенологического методов исследования оперативное лечение было проведено 9 (30,0%) пациентам с последующим гистологическим исследованием костной ткани

Таблица 1

Данные клинического осмотра

Клиническая картина Количество больных

Абс %

Отек и изменение цвета стопы 5 16,7

Наличие гнойных ран 14 46,7

Сухая гангрена 1-го пальца 6 20,0

Трофические язвы стоп 18 60,0

Трофические язвы голени 5 16,7

Отсутствие пульсации на артериях стоп 18 60,0

Снижение чувствительности 26 86,6

Ампутации по поводу диабетической гангрены до настоящего исследования 10 33,3

Таблица 2

Примененные лучевые методики

Методики исследования Количество больных

Абс %

Цифровая рентгенография 30 100,0

ЦМФРГ 30 100,0

Компьютерная томография 1 3,3

УЗДГ 8 26,7

Методика получения цифрового изображения

Система компьютерной радиографии работает на основе эффекта фото-стимулирующего излучения материалов, содержащих фосфор как базовый элемент и включает следующие составляющие фосфорную пластину, которая служит детектором рентгеновского излучения, дигитайзер - система для считывания (оцифровки) данных с фосфорной пластины (Regius model 170), компьютерную систему для последующей обработки полученных данных и получения диагностически читабельного рентгенологического изображения Рентгеновское излучение, проходя через объект, попадало на фосфорную пластину, где происходило накопление энергии рентгеновского излучения, создавая тем самым скрытое (латентное) изображение Для получения реального изображения поверхность пластины сканировалась инфракрасным лазерным лучом, что вызывало эффект фотостимулируемой люминесценции с интенсивностью, пропорциональной накопленному рентгеновскому излучению Полученное излучение усиливалось фотоумножителем, и аналогово-цифровое устройство преобразовывало полученную информацию в цифровой формат

После завершения процесса получения изображения пластина проходила процедуру очистки посредством облучения светом галогеновой лампы

Фосфорная пластина имела линейную сенситометрическую характеристику, что, с одной стороны, позволяло производить огромный диапазон экспозиции в десятки раз превосходящий диапазон систем экран/регистрирующая система и

избежать ошибок в экспозиции, однако, с другой стороны, полученные данные требовали приведения к качественному диагностическому изображению посредством использования алгоритмов обработки Базовые алгоритмы обработки - это процесс градации G-процесс, E/F-процессы

G-процесс - базовый процесс, который обеспечивал приведение изображения в область стандартной экспозиции (коррекция ошибок экс позиции и установка яркости) и применение look-up-look (LUT) кривой, которая являлась аналогом сенситометрической кривой в системах экран/регистрирующая систем и обеспечивал требуемую контрастность изображения

E/F-процессы - это процессы улучшения качества и структурированности полученного изображения на основе частотного анализа гармоник при пространственном Фурье-разложении изображения Е-процесс от английского equalization, т е выравнивание Использование данного процесса позволяло вывести в видимую область шкалы серого так называемые области вторичного интереса F-процесс, от английского frequency, т е частота Данный процесс был основан на усилении гармоник определенной частоты, что позволяло улучшить четкость границ и сделать изображение более структурированным

Информация архивировалась на базе центрального сервера рентгеновского отделения

Статистическая обработка

Эффективность методов лучевой диагностики изучали на основании определения их точности (Ас), чувствительности (Se) и специфичности (Sp)

Чувствительность (Sensibility) - способность теста называть больных больными, вероятность обнаружить заболевание, если оно имеется, способность найти присутствие признака, способность сказать «ДА» Чем выше чувствительность, тем меньше ложноотрицательных результатов

Специфичность (Specificity) - способность теста называть здоровых здоровыми, вероятность не обнаружить заболевание в случае его отсутствия,

способность найти отсутствие признака, способность сказать «НЕТ» Чем выше специфичность, тем меньше ложноположительных результатов Расчет производился по следующим формулам Ас ( Accurativity) = PS + NH / PS + NS + PH + NH, Se (Sensibility) = PS / PS + NS, Sp (Specificity) = NH / PH + NH,

где PS - количество истинно положительных результатов, NH - количество истинно отрицательных результатов, РН - количество ложноположительных результатов, NS - количество ложноотрицательных результатов

За истинно положительный (отрицательный) результат принимали случай положительного (отрицательного) совпадения заключения по данным лучевого исследования с окончательным диагнозом За ложноположительный (отрицательный) результат принимали случай положительного (отрицательного) заключения по лучевому исследованию, не соответствующий окончательному диагнозу

С практической точки зрения для оценки результатов исследования основной интерес представляет вероятность совпадения заключения с окончательным диагнозом Для этих целей оценивались показатели прогностично-сти Прогностичность положительного результата (PVP) определяли как частоту его совпадения с заболеванием PVP = PS / PS + РН

Прогностичность отрицательного результата (PVN) определяли как частоту его совпадения с отсутствием заболевания PVN = NH / NS + NH

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Результаты экспериментальных исследований

Анализ стандартной цифровой рентгенограммы фрагментов бедренных костей с прямым увеличением в 1,5 раза показал ухудшение качества изо-

бражения за счет снижения его резкости при сохраненной контрастности Костные балки дифференцировались неотчетливо, контуры их были размыты, взаимоотношение между ними фактически не дифференцировалось Новых данных при исследовании коркового слоя получено не было

На цифровых микрофокусных рентгенограммах с 5-кратным увеличением изображения начинает определяться «эффект псевдообъемного изображения», хорошо визуализируется костная структура костно-мозгового канала, определяются направление, толщина костных балок и расстояние между ними При анализе коркового слоя фрагмента № 1 в средней трети дополнительно отмечался участок перестройки костной ткани с зонами разрежения В остальных отделах структура коркового слоя выглядела гомогенной Увеличение в 7 раз позволило получить «эффект псевдообъемного изображения» максимально выраженным, улучшить визуализацию участка перестройки костной ткани В средней трети коркового вещества отмечался участок разрежения треугольной формы с костным фрагментом внутри, а при 20-кратном увеличении показало, что разрежение костной ткани имеет неровные контуры и содержит несколько маленьких костных осколков разных размеров

На микрофокусных рентгенограммах фрагмента № 2 с прямым увеличением в 7 и 20 раз определялось разволокнение коркового слоя кости Костные балки прослеживались на всем протяжении фрагмента, были структурированы, имели продольное направление, расстояние между ними увеличено

При анализе изображений фрагментов бедренной кости, полученных на микрофокусных цифровых рентгенограммах, по сравнению со стандартной цифровой рентгенографией костная структура видна лучше, костные балки и их взаимоотношения между собой прослеживаются отчетливо как в области костно-мозгового канала, так и в корковом слое кости При увеличении изображения в 7 раз отмечалось появление «эффекта псевдообъемного изображения» В процессе эксперимента выявлено, что при выполнении рентгеновских снимков с фиксированным отношением «объект - регистрирующая система» к «объект - трубка» и идентичными режимами съемки, но на фосфор-

ных пластинах разного размера определяется кажущееся визуальное уменьшение изображения при увеличении размера фосфорной пластины При последующем анализе степень увеличения оказалась одинаковой, независимо от размера фосфорной пластины Отмечалось значительное увеличение контрастности изображения между мягкими тканями и фоном снимка («краевой эффект») по сравнению с цифровой стандартной рентгенографией

В дальнейшем фрагменты бедренных костей исследованы методом рентгеновской компьютерной томографии Анализировали исследование в режиме костного окна Анализ показал, что рентгеновские компьютерные томограммы оказались менее информативны в оценке основных параметров фрагментов Взаимоотношение костных балок отдифференцировать вообще не удалось Построение объемной реконструкции также не привнесло дополнительных данных

При гистологическом исследовании срезов коркового слоя кости фрагмента № 1 патологических изменений не отмечено, определялась продольная исчерченность, что соответствовало возрастной норме и полностью коррелировало с данными ЦМФРГ При гистологическом исследовании срезов коркового слоя кости фрагмента № 2 отмечались потеря структуры компактной костной ткани, поперечные надрывы, расширение костных каналов

Анализ стандартной цифровой рентгенограммы с прямым увеличением в 1,5 раза кубовидных костей показал ухудшение качества изображения за счет снижения его резкости при сохраненной контрастности Структура губчатой костной ткани плохо дифференцировалась Костные балки визуализировались неотчетливо, контуры их были размыты, взаимоотношение между ними фактически не прослеживалось

На микрофокусных рентгенограммах фрагмента № 3 с 5-кратным увеличением изображения начинал определяться «эффект псевдообъемного изображения», хорошо визуализировалась структура губчатой костной ткани Определялся костный краевой дефект, неоднородная плотность кости При увеличении изображения в 7 и 10 раз изображение костной структуры стано-

вилось более четким, хорошо визуализировались контуры краевого костного дефекта, направление и взаимоотношение костных балок Хорошо прослеживались «краевой эффект» и «эффект псевдообъемного изображения» Определялись участки разряжения костной ткани в виде уменьшения количества костных балок на единицу площади Идентификация костной структуры отчетливее

При ЦМФРГ с 5-кратным увеличением изображения фрагмента № 4 определялись «эффект псевдообъемного изображения» и «краевой эффект» из-за наличия мягких тканей достаточного объема Хорошо определялась костная структура, отчетливо дифференцировались костные балки, их направление, взаимоотношение ЦМФРГ с увеличением изображения в 7 и 10 раз дополнительно позволяла визуализировать костную структуру ткани, направление, истончение костных балок, увеличение расстояния между ними, что можно расценить как остеопороз

Рентгеновские компьютерные томограммы фрагментов № 3 и 4 подтвердили данные микрофокусной рентгенографии При исследовании кубовидной кости без патологии определялись признаки остеопороза, а при изучении кости при СД отмечались зоны разрежения костной ткани

Гистологическое исследование показало, что толщина костных балок уменьшена практически вдвое у кубовидной кости № 4, что может соответствовать возрастной норме, и полностью коррелировало с данными ЦМФРГ Костные балки кубовидной кости № 3 были резко истончены и частично разрушены

Таким образом, анализ показал, что при сравнительном исследовании использование микрофокусной рентгенографии с прямым увеличением и цифровой обработкой изображения позволяет изучить детально костную структуру кости, выявлять микроизменения в костной ткани, не определяемые при других методах лучевой диагностики Был выявлен новый «эффект псевдообъемного изображения», который начинал определяться при увеличении

изображения в 5 раз, а при 7-кратном увеличении был максимально выражен Получен «краевой эффект» при наличии достаточного объема мягких тканей

По результатам экспериментального исследования определены особенности ЦМФРГ с прямым многократным увеличением изображения

1 В большем количестве визуализируются костные элементы на единицу площади по сравнению со стандартной рентгенографией

2 Четко определяются взаимоотношение костных балок, их направление, толщина и расстояние между ними

3 Костные балки, расположенные ближе к приемнику излучения, имеют большую степень увеличения

4 Визуальный размер объекта исследования зависит от размера регистрирующей кассеты, чем больше размер кассеты, тем больше визуальный размер объекта исследования

5 Получен новый эффект - «эффект объемного изображения», что связано с разной степенью увеличения элементов, увеличение зависит от степени удаления элементов от кассеты (приемника изображения)

6 Выражен «краевой эффект» изображения Отмечена высокая контрастность мягких тканей, позволяющая дифференцировать мягкотканый компонент

7 При нивелировании динамической нерезкости возможно получение рентгенограмм с 20-кратным увеличением изображения хорошего качества по яркости и контрастности рентгенологической картины

8 Благодаря цифровой обработке изображения режимы могут варьировать в больших пределах без потери качества изображения, что резко снижает потребность в повторных исследованиях при разной толщине тканей стопы

9 Цифровые микрофокусные рентгенограммы имеют высокое пространственное разрешение

10 Сочетание микрофокусной рентгенографии и цифровой радиографии позволяет выполнять коррекции ошибок экспозиции, улучшение изображе-

ния с помощью изменения контраста, яркости и пространственной фильтрации

ЦМФРГ позволяла четко различить изображение элементов костных структур и способствовала выявлению минимальных отклонений от нормы за счет широкого динамического диапазона изображения

Результаты клинического исследования

Полученные данные были использованы в клинической практике, проанализированы результаты клинико-диагностического обследования 30 пациентов с СД 2-го типа

Больные для рентгенологического исследования поступали после клинического обследования в хирургическом отделении Клинические результаты оценивались комплексно с учетом жалоб, собранного анамнеза, данных осмотра и других диагностических методов Осмотр хирурга включал в себя сравнительное обследование обеих нижних конечностей Выявлялись изменения кожного покрова (атрофия кожи, сухость, истончение и др), выпадение волос, наличие трещин, пигментных пятен, состояние ногтей, некротические изменения тканей, трофические язвы Больных консультировали другие специалисты эндокринолог, терапевт

На первом этапе проводили цифровую обзорную рентгенографию стоп При наличии зон с патологическим изменением костной ткани, на втором этапе выполнялись прицельные цифровые микрофокусные рентгенограммы с 7-10-кратным увеличением изображения

При отсутствии патологических изменений на обзорной стандартной рентгенограмме выполнялась обзорная ЦМФРГ с 5-кратным увеличением изображения Если патологические изменения костной ткани отсутствовали, рентгенологическое исследование заканчивали, если же определялись изменения, невидимые при стандартной рентгенографии, выполнялись прицельные микрофокусные рентгенограммы с 7-10-кратным увеличением изображения для более детального изучения патологических изменений

Таким образом, при анализе цифровых стандартных и микрофокусных рентгенограмм, ЦМФРГ позволила получить новую диагностическую информацию в 6,7 % случаев в диагностике остеопороза, в 13,4 % исследований - в диагностике патологической перестройке костной структуры, в 20,0 % случаев - в диагностике остеолиза, у 16,3 % больных получена новая информация о состоянии замыкательной пластинки контура опила У 10,0 % пациентов диагностированы костные периостальные наслоения, не определяемые при стандартной рентгенографии

При анализе изменений мягких тканей ЦМФРГ позволила визуализировать локальное уменьшение мягких тканей у 13 (43,3 %) пациентов, а тени обызвествленных сосудов были отмечены у 16 (53,3 %) больных При этом у всех пациентов обызвествленные сосуды локализовались в проекции между I и II плюсневыми костями, у 4 пациентов отмечались уплотненные сосуды в проекции между II и III плюсневыми костями и у 1 пациента отмечались тени сосудов в проекции между всеми плюсневыми костями У 11 больных, у которых визуализировались тени обызвествленных сосудов, имелись признаки остеолиза, а также патологическая перестройка костной ткани При изучении структуры мягких тканей у 3 пациентов отмечались участки просветления

Дуплексное сканирование сосудов нижних конечностей показало, что атеросклероз магистральных артерий был отмечен у 5 пациентов, что составило 62,5 %, при этом у 3 из них на микрофокусных рентгенограммах стоп также в проекции мягких тканей определялись тени обызвествленных сосудов

По результатам клинического, лабораторного и рентгенологического методов исследования оперативное лечение было проведено 9 (30,0 %) пациентам с последующим гистологическим исследованием костной ткани, из них у 8 пациентов результаты соответствовали остеолизу, в одном случае диагностирован остеомиелит При стандартном рентгенологическом исследовании картина остеолиза определялась у 5 больных, при микрофокусной рентгенографии у 8 пациентов, I пациенту исследование было выполнено не в полном

объеме и недостаточного качества в виде динамической нерезкости из-за тяжелого состояния больного

Результаты оценки диагностической эффективности стандартной цифровой рентгенографии и ЦМФРГ в диагностике остеолиза представлены в табл 3

Таблица 3

Диагностическая эффективность методов лучевой диагностики (цифровой рентгенографии, ЦМФРГ) в выявлении остеолиза при ДОАП.

Методики рентгенологического исследования Цифровая рентгенография ЦМФРГ

Показатели диагностической эффективности Бе, % 53,8 93,3

Бр, % 71,4 87,7

Ас, % 40,0 90,0

РУР, % 71,4 87,5

РУЫ, % 45,5 86,8

Таким образом, анализ диагностической эффективности показал, что в определении остеолитических изменений костной структуры у больных с синдромом диабетической стопы цифровая микрофокусная рентгенография превосходила стандартную рентгенографию по всем показателям чувствительности (8е), специфичности (Бр), точности (Ас), прогностичности положительного результата (РУР), прогностичности отрицательного результата (Р\/Ы)

Анализ полученных данных показал необходимость оптимизации диагностического алгоритма клинико-рентгенологического исследования пациентов с синдромом диабетической стопы

Таким образом, широкое, повсеместное распространение цифровой микрофокусной рентгенографии будет способствовать снижению числа диагностических ошибок при распознавании и более ранней диагностике изменений костной структуры и мягких тканей стопы при диабетической остеоартропа-тии

выводы

По результатам экспериментального, клинического и гистологического исследований, а также статистической обработки полученного материала можно сделать следующие выводы

1 Достижение рентгенотехники и оснащение современных рентгенодиаг-ностических аппаратов микрофокусной трубкой, а также появление цифровых регистрирующих систем обеспечили возможность широкого применения цифровой микрофокусной рентгенографии как в клинических условиях, так и в амбулаторно-поликлинической практике с целью начального этапа диагностического поиска при поражении стоп

2 Особенности цифровой микрофокусной рентгенографии заключаются в визуализации большего количества костных элементов на единицу площади, определении взаимоотношения костных балок, их направления, толщины и расстояния между ними Костные балки, расположенные ближе к приемнику излучения, имеют большую степень увеличения, в связи с этим явлением получен новый эффект - «эффект объемного изображения» Отмечена высокая контрастность мягких тканей, позволяющая дифференцировать мягкотканый компонент - «краевой эффект»

3 Микрофокусная рентгенография имеет большое значение для диагностики изменения объема мягких тканей, обызвествления стенок сосудов, оценки структуры мягких тканей, особенно у пациентов с изменениями структуры костной ткани

4 Цифровая микрофокусная рентгенография является особенно важной в диагностике остеопороза, патологической перестройке костной структуры, диагностике остеолиза, состояния замыкательной пластинки контура опила, а также диагностированы костные периостальные наслоения, не определяемые при стандартной рентгенографии

5 Показатели диагностической эффективности цифровой микрофокусной рентгенографии в определении остеолитических изменений костей стопы превосходят показатели орбзорной рентгенографии (чувствительность цифровой микрофокусной рентгенографии составила 93,3 %, рентгенографии -53,8 %, специфичность - 87,7 и 71,4 %, точность - 90,0 и 40,0 % соответственно)

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Анализ полученных данных показал необходимость оптимизации диагностического алгоритма клинико-рентгенологического исследования пациентов с диабетической остеоартропатией

1 Цифровую микрофокусную рентгенографию целесообразно проводить всем пациентам с синдромом диабетической стопы на первом этапе диагностического поиска

2 После клинико-лабораторной диагностики выполняется обзорная цифровая микрофокусная рентгенография стоп с 5-кратным увеличением изображения Если патологические изменения костной ткани отсутствуют, рентгенологическое исследование можно закончить, если же определяются изменения, выполняются прицельные микрофокусные рентгенограммы с 7-10-кратным увеличением изображения для более детального изучения патологических изменений

3 Технические условия напряжение на рентгеновской трубке 75-80 кУ, время экспозиции 1,8-2 с При использовании кассеты с фосфорной пластиной условия рентгенографии не требуют точного соблюдения параметров напряжения на рентгеновской трубке (и) и время экспозиции (Т), а могут изменяться на усмотрение врача, в пределах, Т+1,5 с, и+10 кУ, в зависимости от конституционного сложения пациента или тяжести общего состояния, когда возникает трудность в необходимой фиксации конечности

4 Для оценки состояния кровообращения в нижних конечностях используются клинические данные, а также данные ультразвуковой допплерогра-фии артерий и вен пораженной конечности, устанавливают тип кровотока, наличие и уровень стенозов и окклюзий артерий

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Кухта О А , Смирнова В А Особенности лучевой диагностики в оценке состояния культи голени после минно-взрывных ранений // Сб науч тр юбилейной конф «Современная лучевая диагностика в многопрофильном лечебном учреждении», поев 75-летию кафедры рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии -СПб,2004 -С 148

2 Кухта О А , Постнова Н А , Смирнова В А , Шуматова Т М Комплексная лучевая диагностика состояния культи голени после минно-взрывных ранений // Матер конгр II Междунар конгр Невский радиологический форум-2005 «Наука - клинике» - СПб , 2005 -С 285,286

3 Васшьев А Ю, Смирнова В А Цифровая микрофокусная рентгенография в диагностике травм и заболеваний мелких суставов стопы // Там же -С 279

4 Смирнова В А , Кухта О А Цифровая микрофокусная рентгенография в диагностике диабетической остеоартропатии стопы // Там же - С 262, 263

5. Кушнир К. В., Смирнова В. А. Стандартизация рентгенологического исследования больных с поражением периферических суставов // Медицинский вестник МВД.-2005.-№ 4 (12).-С. 9,10

6 Смирнова В А , Серова Н С Экспериментальное исследование участков бедренной кости неопознанных трупов в возрасте 40 и 80 лет // Сб науч тр науч -практ конф «Передовые технологии диагностики и лечения в травмотологии, ортопедии и спортивной медицине - М , 2006 - С 115, 116

7. Васильев А. Ю., Арутюнов С. Д., Николаев Д. В., Смирнова В. А. Цифровая дентальная микрофокусная рентгенография - точность в диагностике // CATHEDRA. - 2006 Т. 5. - № 1. - С. 62, 63.

8 Васшьев А Ю, Смирнова В А Возможности цифровой микрофокусной рентгенографии в диагностике диабетической остеоартропатии Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №7470 // Инновации в науке и образовании -2006 - №12 (23) -С 34

9 Смирнова В А, Кушнир К В, Буланова И М Результаты экспериментальных исследований по изучению микрофокусной рентгенографии с цифровой регистрацией изображения // III Междунар конгр Невский радиологический форум-2007 «Новые горизонты» Сб науч тр - СПб , 2007 - С 744

10 Смирнова В А, Никочаев Д В, Буланова И М Микрофокусная рентгенография в оценке структуры костной ткани (экспериментальное исследование)//Матер Всерос конгр лучевых диагностов - М , 2007 - С 340,341

11 Васильев А Ю, Буланова И М, Смирнова В А Серова Н С Современные тенденции развития микрофокусной рентгенографии в клинической практике // Там же - С 75, 76

Заказ № 174/11/07 Подписано в печать 22 11 2007 Тираж ЮОэкз Уел пл 1,25

ООО "Цифровичок", тел (495) 797-75-76, (495) 778-22-20 >лнс$гги, е-тай info@cfr.ru

Актуальность проблемы

В настоящее время сахарный диабет (СД) 2-го типа является широко распространенным заболеванием. В экономически развитых странах СД встречается у 2-6 % взрослого населения. Во всем мире отмечается отчетливая и неуклонная тенденция к увеличению больных СД (М. Б. Анциферов, 2001; И. И. Дедов, 2002; A. Boulton, 2002; М. И. Балаболкин, 2006).

Большой научный интерес вызывает диабетическая остеоартропатия (стопа и сустав Шарко). В настоящее время не подлежит сомнению, что это одна из нередко наблюдаемых остеоартропатий (ОАП), развивающаяся в качестве осложнения у лиц с длительным и обычно тяжелым СД [1, 9, 27, 28, 32].

Распространенность данного осложнения среди больных СД составляет менее 1 %, хотя в литературе встречаются данные о поражении костной ткани стоп у 0,1-55 % больных [1, 23, 32, 145]. Такая противоречивость сведений, очевидно, связана с различиями в методике обследования и разт ными критериями диагностики ОАП [45, 56, 67].

В структуре всех ампутаций нижних конечностей нетравматического характера больные СД составляют от 50 до 70 %, летальность при гнойно-некротических осложнениях и гангрене конечностей достигает 20 % [1, 9, 32, 64].

По решению исследовательской группы ВОЗ в 1987 г. предложен термин «диабетическая стопа» и рекомендовано рассматривать ее как потенциальную инфекционную проблему [31,31, 57].

Широкое распространение патологии суставов при СД нередко ведет к значительным трудностям в диагностике, особенно ранней, и дифференциальной диагностике поражений костно-суставного аппарата. Это создает трудности в проведении наиболее рациональных терапевтических и реабилитационных мероприятий, а также в оценке трудоспособности. Диагностические ошибки составляют нередко до 30 % от всех первично регистрируемых больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата [50, 5254, 66, 67].

Несмотря на стремительное развитие современных лучевых методов исследования, в настоящее время основной методикой рентгенологического исследования опорно-двигательного аппарата по-прежнему остается рентгенография [10, 16, 38, 53].

Использование стандартной рентгенографии бывает недостаточно для оценки тонких изменений в костной ткани из-за низкой диагностической эффективности. Перспективной методикой является цифровая микрофокусная рентгенография (ЦМФРГ), однако она еще мало изучена, а в диагностике диабетической стопы вообще не применялась.

Очень важно объективное прогнозирование необходимости ампутации нижней конечности больным с диабетической остеоартропатией (ДОАП). Не исследованы возможности микрофокусной рентгенографии с прямым увеличением изображения, особенно в сочетании с цифровой регистрацией.

Таким образом, данная проблема изучена недостаточно, а сочетание микрофокусной рентгенографии с цифровыми приемниками рентгеновского изображения вообще не применялось.

Цель исследования

Совершенствование рентгенологической диагностики диабетической остео-артропатии.

Задачи исследования

1. Изучить особенности цифрового увеличенного рентгеновского изображения на экспериментальном материале.

2. Уточнить возможности цифровой микрофокусной рентгенографии в распознавании и дифференциальной диагностике диабетической остеоартро-патии.

3. Разработать методику цифровой микрофокусной рентгенографии, уточнить и дополнить рентгенологическую семиотику при синдроме диабетической стопы.

4. Разработать показания к применению цифровой микрофокусной рентгенографии и усовершенствовать алгоритм рентгенологического обследования больных с заболеваниями мелких суставов стопы.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Показать особенности цифрового микрофокусного увеличенного изображения по результатам экспериментального исследования на фрагментах бедренных и кубовидных костей.

2. Обоснование целесообразности более широкого использования цифровой микрофокусной рентгенографии в-диагностике костных изменений стопы у больных сахарным диабетом 2-го типа.

Новизна исследования

Работа является первым обобщающим исследованием, посвященным целенаправленному изучению цифрового микрофокусного изображения, а также сочетанию использования микрофокусной рентгенографии с цифровым приемником рентгеновского изображения. Впервые с использованием цифровой микрофокусной рентгенографии проведено экспериментальное исследование с гистологической верификацией материала. На основе принципов доказательной медицины показана эффективность цифровой микрофокусной рентгенографии в диагностике синдрома диабетической стопы на разных стадиях заболевания. Впервые дополнены и усовершенствованы показания и алгоритм рентгенологического исследования больных с диабетической остеоартропатией.

Практическая значимость работы

На экспериментальном материале выявлены новые особенности цифровой микрофокусной рентгенографии с прямым многократным увеличением изображения.

Дополнена и усовершенствована методика цифровой микрофокусной рентгенографии для более детального определения тонкой костной структуры ткани стопы больных сахарным диабетом 2-го типа, не определяемых при выполнении обзорной рентгенографии.

Внедрение результатов исследования.

В настоящее время результаты исследования используются в диагностическом и лечебном процессе Главного клинического госпиталя МВД России, отделения лучевой диагностики клинической больницы им. Петра Великого Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И. И. Мечникова. Ряд положений диссертации успешно применяются в учебном процессе на кафедре лучевой диагностики Московского государственного медико-стоматологического университета, кафедре лучевой диагностики и лучевой терапии Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И. И. Мечникова и кафедре рентгенологии и радиологии Санкт-петербургского медицинского университета им. акад. И. П. Павлова.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены на Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2005,2007), Всероссийской научно-практической конференции (Барнаул, 2005), заседании Московского общества медицинт ских радиологов (Москва, 2006). ,

Работа апробирована на совместном заседании кафедры лучевой диагностики и кафедры хирургических болезней и клинической ангиологии

Московского государственного медико-стоматологического университета (протокол № 46).

Публикации по теме.

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 публикации в журналах рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура диссертация.

Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (145 источников, в том числе 72 - иностранных). Включает 9 таблиц, 49 рисунков.

выводы

По результатам экспериментального, клинического и гистологического исследований, а также статистической обработки полученного материала можно сделать следующие выводы:

1. Достижение рентгенотехники и оснащение современных рентгенодиаг-ностических аппаратов микрофокусной трубкой, а также-появление цифровых регистрирующих систем обеспечили возможность широкого применения цифровой микрофокусной рентгенографии как в клинических условиях, так и в амбулаторно-поликлинической практике с целью начального этапа диагностического поиска при поражении стоп.

2. Особенности цифровой микрофокусной рентгенографии заключаются в визуализации большего количества костных элементов на единицу площади, определении взаимоотношения костных- балок, их направления,' толщины и расстояния между ними. Костные, балки, расположенные ближе к, приемнику излучения, имеют большую степень увеличения, в связи с этим явлением получен новый эффект - «эффект объемного изображения». Отмечена высокая контрастность мягких тканей, позволяющая дифференцировать мягкотканый компонент - «краевой эффект».

3. Микрофокусная рентгенография имеет большое значение для диагностики изменения объема мягких тканей, обызвествления стенок сосудов, оценки структуры мягких тканей, особенно у пациентов5 с изменениями структуры костной ткани:

4. Цифровая микрофокусная рентгенография является особенно важной в диагностике остеопороза, патологической перестройке костной структуры, диагностике остеолиза, состояния замыкательной пластинки контура опила, а также диагностированы костные периостальные наслоения, не определяемые при стандартной рентгенографии.

5. Показатели диагностической эффективности цифровой микрофокусной рентгенографии в определении остеолитических изменений костей стопы превосходят показатели орбзорной рентгенографии (чувствительность цифровой микрофокусной рентгенографии составила 93,3 %, рентгенографии — 53,8 %; специфичность - 87,7 и 71,4 %; точность — 90,0 и 40,0 % соответственно).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Анализ полученных данных показал необходимость оптимизации диагностического алгоритма клинико-рентгенологического исследования пациентов с диабетической остеоартропатией.

1. Цифровую микрофокусную рентгенографию целесообразно проводить всем пациентам с синдромом диабетической стопы на первом этапе диагностического поиска.

2. После клинико-лабораторной диагностики выполняется обзорная цифровая микрофокусная рентгенография стоп с 5-кратным увеличением изображения.- Если патологические изменения костной ткани отсутствуют;- рентгенологическое исследование можно закончить, если же определяются изменения, выполняются прицельные микрофокусные рентгенограммы с 7-10-кратным увеличением изображения для более детального изучения патологических изменений.

3. Технические условия: напряжение на рентгеновской трубке 75-80 kV, время-экспозиции 1,8-2 с. При использовании кассеты с фосфорной пластиной условия рентгенографии не требуют точного соблюдения параметров напряжения на рентгеновской трубке (U) и время экспозиции (Т), а могут изменяться на усмотрение врача, в пределах, Т+1,5 с; U+10 kV, в зависимости от конституционного сложения пациента или тяжести общего состояния, когда возникает трудность в необходимой фиксации конечности.

4. Для оценки состояния кровообращения в нижних конечностях используются клинические данные, а также данные ультразвуковой допплерографии артерий и вен пораженной конечности, устанавливают тип кровотока, наличие и уровень стенозов и окклюзий артерий.