Автореферат и диссертация по медицине (14.03.01) на тему:Вариантная анатомия коленного сустава человека в юношеском, зрелом, пожилом и старческом возрастах

На правах рукописи

Гринберг Елена Борисовна

ВАРИАНТНАЯ АНАТОМИЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА ЧЕЛОВЕКА В ЮНОШЕСКОМ, ЗРЕЛОМ, ПОЖИЛОМ И СТАРЧЕСКОМ ВОЗРАСТАХ

14.03.01 - анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Волгоград - 2012

005012453

Работа выполнена в ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития РФ

Научный руководитель: Удочкина Лариса Альбертовна

доктор медицинских наук

Официальные оппоненты:

Вагапова Василя Шарифьяновна - доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития РФ, заведующая кафедрой анатомии человека

Перепелкин Андрей Иванович - доктор медицинских наук, ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития РФ, профессор кафедры анатомии человека

Ведущая организация: ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия Министерства обороны Р.Ф. им. С.М. Кирова»

Защита состоится <ф_» марта 2012 года в -Ю часов на заседании диссертационного совета Д 208.008.01 при ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития РФ по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших Борцов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной научной библиотеке ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития Р.Ф. (г. Волгоград, пл. Павших Борцов, 1).

Автореферат разослан февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук Н.В. Григорьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность проблемы.

Заболевания и повреждения коленного сустава являются наиболее частой причиной обращения пациента за помощью к врачу ортопеду. Сложное анатомическое строение данного сустава обуславливает большое разнообразие причин болей в этой области, что создает значительные трудности в дифференциальной диагностике и в выборе тактики лечения (Зоря В.И., 2010,. Павлова В.Н.,2011).

В диагностических целях наряду с традиционными методами обследования коленного сустава, все чаще проводят ультразвуковое исследование. Последнее десятилетие отмечено бурным развитием исследований костно-мышечной системы с помощью ультразвука (Кирьянова А.Н., 2009, Есысин H.A., 2011). В связи с этим информация о вариантах строения и возрастных изменениях коленного сустава по данным ультразвуковых исследований приобретает особую значимость.

Однако в доступной нам литературе отсутствуют сведения о вариантной и возрастной анатомии мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, а также связочного аппарата, ультразвуковой анатомии суставного хряща, менисков и надколенника посвящены единичные публикации. Причем, основное внимание в них уделяется изучению этого вопроса у детей и подростков (Дво-ряковский И.В., 2009,. Калыгин H.A., 2010). Пациенты зрелого и пожилого возрастов до сих пор остаются без должного внимания. Хотя именно на эти возрастные периоды приходится основной процент травматических повреждений и патологических изменений всех структур коленного сустава (Boks S.S., 2010, Волков Г.П., 2011). Это объясняет не только теоретический, но и практический интерес к данному вопросу.

Цель работы. Выявить варианты анатомического строения мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей, надколенника, связочного аппарата, менисков, суставного хряща коленного сустава у лиц различных возрастных групп.

Задачи исследования.

1. Методом ультразвуковой сонографии изучить вариантную анатомию надколенника, мыщелков бедренной кости, менисков, суставного хряща, связочного аппарата коленного сустава у юношей и девушек, мужчин и женщин первого и второго периодов зрелого возраста, пожилого и старческого периодов онтогенеза.

2. Определить динамику изменения структур коленного сустава, визуализируемых при ультразвуковом исследовании у мужчин и женщин от 16 до 80 лет.

3. Провести вариационный анализ морфометрических показателей структур коленного сустава, выявленных при ультразвуковой сонографии на различных этапах постнатального онтогенеза.

4. Изучить вариантную анатомию препаратов надколенника, мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей лиц мужского и женского пола от 16 до 80 лет.

5. Дать сравнительный анализ вариантов строения коленного сустава по данным ультразвуковых и анатомических исследований и разработать методы оценки их соответствия.

Научная новизна.

Впервые установлены варианты строения надколенника, мыщелков бедренной кости, суставного хряща, менисков и связочного аппарата коленного сустава по данным ультразвуковых исследований.

Изучена ультразвуковая анатомия коленного сустава у мужчин и женщин на этапах постнатального онтогенеза. Определены изменения ультразвуковой структуры компонентов коленного сустава, выявляемые у лиц юношеского, зрелого, пожилого и старческого возрастов.

Описана возрастная динамика размеров надколенника и высоты его «стояния» над бугристостью болыпеберцовой кости, мыщелков бедренной кости, суставного хряща, менисков, крестообразных связок и связки надколенника у лиц мужского и женского пола с 16 до 80 лет. Выявлены периоды наибольшего разнообразия анатомического строения структур коленного сустава..

Проведен сравнительный анализ данных анатомического и ультразвукового исследований костных компонентов коленного сустава, позволивший рассчитать коэффициенты соответствия. Соз-

данная на основании коэффициентов соответствия оригинальная программа, позволяет определять истинные размеры мыщелков большеберцовой кости.

Научно-практическая значимость.

Материалы, полученные в ходе исследования, дополняют и в значительной степени расширяют представления о вариантной и возрастной анатомии коленного сустава.

Данные об ультразвуковой анатомии надколенника, мыщелков бедренной и большеберцовой костей, суставного хряща, менисков, крестообразных связок и связки надколенника могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах анатомии человека, патологической анатомии, судебной медицины, травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии, терапии, геронтологии, лучевой диагностики и лучевой терапии.

Данные об ультразвуковой анатомии компонентов коленного сустава у мужчин и женщин от 16 до 80 лет могут быть рекомендованы специалистам ультразвуковой диагностики в качестве «возрастной нормы» исследуемых объектов, для определения вариантов их строения, а также врачам ревматологам, травматологам и ортопедам для достоверной оценки структурно-функционального состояния сустава.

Разработанная оригинальная программа позволяет получить достоверные данные о размерах костных структур коленного сустава, что может быть широко использовано травматологами-ортопедами в процессе подготовки к эндопротезированию сустава.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Определение форм и размеров структурных компонентов коленного сустава в зависимости от возраста, позволяет утверждать, что наибольшее их разнообразие наблюдается у юношей и девушек, а также у лиц пожилого и старческого периодов онтогенеза.

2. Установленные изменения ультразвуковой структуры компонентов коленного сустава, выявленные в первом периоде зрелого возраста, позволяют констатировать их максимальное проявление в пожилом и старческом возрасте.

3. Коэффициенты соответствия и разработанная на их основе оригинальная программа позволяют определять размеры костных структур коленного сустава, измерение которых при ультразвуковом исследовании затруднено или невозможно.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты доложены и обсуждены на 7й международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2010), на 87й итоговой научно-практической конференции сотрудников академии, врачей города и области (Астрахань, 2010), заседании Астраханского отделения Всероссийского общества травматологов и ортопедов, на заседаниях обществ НМО АГЭ. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 4 работы - в журналах, рецензируемых ВАК.

Реализация и внедрение результатов работы.

Работа выполнена на кафедре анатомии человека ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития Р.Ф. и на базе отделения ультразвуковой диагностики Областного диагностического центра ГБУЗ АО АМОКБ. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс на кафедрах анатомии человека, травматологии и ортопедии с курсом военно-полевой хирургии, факультетской терапии и профессиональных болезней с курсом последипломного образования ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития Р.Ф., на кафедре спортивных игр и адаптивной физической культуры ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», на кафедре медико-биологических дисциплин ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет». Практические рекомендации используются в работе отделения ультразвуковой диагностики Областного диагностического центра ГБУЗ АО АМОКБ.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста, и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных данных, выводов и списка литературы. Библиографический указатель включает 268 ссылок (в т.ч. на 173 российских и 95 иностранных публикаций). Диссертация иллюстрирована 31 таблицей и 72 рисунками.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использована возрастная периодизация онтогенеза человека, принятая на УП Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии АПН СССР (1965).

Материалом для исследования послужили данные ультразвуковой морфометрии 600 коленных суставов у 300 добровольцев без патологии опорно-двигательного аппарата и по 100 паспортизированных препаратов надколенников, бедренных и болынебер-цовых костей из фонда кафедры анатомии человека Астраханской государственной медицинской академии.

Распределение по полу и возрасту лиц, подвергнутых комплексному ультразвуковому исследованию коленных суставов, приведено в таблице 1.

Таблица 1

Распределение по полу и возрасту лиц, обследованных УЗИ

Возрастные п-оды Мужчины Женщины Общее кол-во

Юношеский возраст 17-21 лет (юноши) 16-20 лет (девушки) 33 33 66

I п-од зрелого возраста 22-35 лет (мужчины) 21-35 лет (женщины) 32 33 65

II п-од зрелого возраста 36-60 лет (мужчины) 36-55 лет (женщины) 31 . 34 65

Пожилой возраст 61-74 года (мужчины) 56-74 года (женщины) 32 38 70

Старческий возраст 75-90 лет 20 14 34

Итого 148 152 300

Комплексное ультразвуковое исследование выполнялось на ультразвуковых сканерах «Sonoline G-60» фирмы Siemens (Германия) и Aloka 5500 ProSound (Япония) в В-режиме (режиме реального масштаба времени) с применением цветного допплеровского и энергетического картирования. В работе использовался линей-

ный датчик с частотой 10 мГц и конвексный датчик с частотой 3,5 мГц, в режимах Ortho, Carotid и Abdomen с функцией «ZOOM».

Основным условием проведения ультразвукового сканирования являлась строгая параллельность и перпендикулярность датчика по отношению к исследуемым объектам. Сканирование производилось в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: продольной и поперечной из четырех доступов: переднего, заднего, латерального и медиального. Исследование переднего отдела сустава проводилось при положении обследуемого на спине с конечностью, согнутой в коленном суставе под углом в 90°, что позволило визуализировать дистальный эпифиз бедренной кости, проксимальный эпифиз болыпеберцовой кости, надколенник и связку надколенника на всем ее протяжении. При оценке передних рогов и тела внутреннего и наружного менисков обследуемый находился в положении лежа на спине, а угол сгибания в коленном суставе составлял 30°. Изучение задних отделов сустава осуществлялось при установке датчика в подколенной ямке в месте максимальной пульсации подколенной артерии. Смещение датчика в медиальную и латеральную стороны позволило визуализировать задние рога медиального и латерального менисков. При повороте ультразвукового датчика на 90° от продольной оси конечности в проекции бедренной кости визуализировались медиальный и латеральный мыщелки бедра, частично задняя и передняя крестообразные связки. Гиалиновый хрящ изучался из всех четырех доступов. При исследовании каждого элемента сустава определялись их размеры, контуры, структура и эхогенностъ.

Сонографическое исследование надколенников включало в себя измерение их продольного (иАр-длина) и поперечного (иВр -ширина) размеров. Кроме того, вычислялся индекс конституциональной принадлежности - соотношение значений этих параметров (uAp:uBp). При продольном сканировании связки надколенника производилось измерение ее размера по наружной и внутренней поверхностям от нижнего полюса надколенника до бугристости болыпеберцовой кости (Lligext и Lligin, соответственно), а при повороте датчика на 90° - ее поперечного и сагиттального размеров на уровне верхней, средней и нижней трети. Для характеристики расположения надколенника по отношению к другим структурам, участвующим в образовании коленного сустава рассчитывался ин-

деке высоты «стояния» надколенника (иАр: иЬУа^) - соотношение продольных размеров надколенника и связки надколенника по внутренней её поверхности.

При поперечном сканировании дистального эпифиза бедренной кости измерялись поперечные размеры медиального (иВ^) и латерального (иВ^а,) мыщелков (расстояние между наружной и внутренней боковыми поверхностями мыщелков) и их вертикального размера как длины прямой, соединяющей наиболее выступающую часть мыщелка с перпендикуляром, проведенным к продольной оси нижней конечности на уровне самого глубокого участка надколенниковой поверхности (иШ^а и иЩа().

На основании полученных данных произведен расчет индекса ширины мыщелков (иВГтсЛ: иВ^а,), как соотношение поперечных размеров медиального и латерального мыщелков и индекса высоты латерального мыщелка (иНГтС(1:иЩа4), как отношение вертикальных размеров медиального и латерального мыщелков.

Исследование менисков включало в себя измерение их длины (максимальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями менисков), толщины (максимальное расстояние между верхней и нижней поверхностями менисков), а также степени их пролабирования из суставной щели в проекции переднего и заднего рогов (перпендикуляр, опущенный из наиболее выступающей части наружной поверхности мениска к линии, соединяющей края суставной щели). Ввиду сложного расположения крестообразных связок, возможным было определение лишь толщины в проекции прикрепления к мыщелкам бедра. Анализ морфологии суставного хряща включал в себя измерение толщины его гипоэхогенного и гиперэхогенного компонентов на латеральных и медиальных мыщелках бедренной и большеберцовой костей.

Исследование анатомических препаратов производилось штангенциркулем и включало в себя определение продольного, поперечного и сагиттального размеров надколенника, длины его гребня; поперечных размеров латеральной и медиальной суставных фасеток, высоты суставной поверхности (по наиболее выступающим точкам). Измерение размеров мыщелков бедренной и большеберцовой костей осуществлялось по вертикальной (высота) и горизонтальной (ширина).

Расчет коэффициентов «соответствия» между ультразвуковыми и анатомическими данными (для высоты латерального мыщелка у женщин и высоты медиального мыщелка у мужчин и женщин) произведен в системе электронных таблиц Microsoft Office Excel. По ключевым точкам с помощью линейной интерполяции для каждого искомого параметра строился график и линия тренда, имевшая вид:

у = к*х,

где у - анатомические данные, х - данные ультразвуковых исследований, k = tg(alpha) - тангенс угла наклона линии тренда, он же коэффициент «соответствия» между анатомическими и ультразвуковыми данными. С использованием монотонной кубической интерполяции разработана программа для определения поперечных размеров мыщелков болыпеберцовой кости.

Все полученные данные подвергались статистической обработке методами вариационной и непараметрической статистики. Степень точности исследования определена вероятностью безошибочного прогноза меньшим или равным 0,95%; уровнем значимости р<0,05; для признаков с нормальным распределением использован критерий Стьюдента t=2, для признаков с распределением, отличным от нормального - непараметрический U-критерий Уил-коксона (Манна-Уитни) с тем же уровнем значимости (Гублер Е.В., 1990; ЛакинГ.Ф., 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Комплексное ультразвуковое исследование коленного сустава начато с изучения размеров надколенника (Таб.2). На основании полученных данных были рассчитаны индексы, характеризующие его форму. Индекс ультразвуковой конституциональной принадлежности показал, что поперечный размер надколенника в 65% случаев преобладает над его продольным размером (р<0,05). Индекс Insall-Salvati, позволил выявить три варианта «стояния» надколенника над бугристостью болыпеберцовой кости: нормальное (77,4%), высокое (в 8,6 %) и низкое (14% случаев). Полученные данные согласуются с результатами нашего анатомического исследования и с мнением В.М. Маркушева (1955) и Ф.Б. Гибадулликой (2004).

Таблица 2

Морфометрические показатели (в см) костных структур коленного сустава у мужчин и женщин на этапах постнатального онтогенеза (М±ш)

Размеры Юношеский возраст I п-од зрелого возраста II п-од зрелого возраста Пожилой возраст Старческий возраст

Морфометрические показатели надколенников у мужчин

Продольный 4,46±0,16 4,52±0,12 5,13±0,14* 4,64±0,15* 4,32±0,16*

Поперечный 4,22±0,19 4,34±0,14 4,82±0,12* 4,42±0,17* 4,29±0,15

Морфометрические показатели надколенников у женщин

Продольный 4,23±0,20 4,31±0,10 4,72±0,15* 4,35±0,17* 3,89±0,18*

Поперечный 4,11±0,17 4,17±0,15 4,65±0,10* 4,23±0,18* 3,82±0,18*

Морфометрические показатели мыщелков бедренной кости у мужчин

Поперечный размер медиального мыщелка 2,12±0,09 2,71±0,09* 2,84±0,13 3,26±0,18* 3,35±0,19

Вертикальный размер медиального мыщелка 1,23±0,15 1,53±0,13* 1,61±0,15 2,36±0,16* 2,86±0,19*

Поперечный размер латерального мыщелка 2,48±0,Ю 2,86±0,11* 2,99±0,12 3,42±0,14* 3,53±0,15

Вертикальный размер латерального мыщелка 1,75±0,14 2,12±0,И* 2,14±0,11 2,51±0,14* 2,84±0,18*

Морфометрические показатели мыщелков бедренной кости у женщин

Поперечный размер медиаль -ного мыщелка 1,91±0,13 2,48±0,18* 2,50±0,14 2,83±0,17* 2,93±0,21

Вертикальный размер медиального мыщелка 1,13±0,15 1,45±0,13* 1,58±0,15 2,15±0,16* 2,23±0,19

Поперечный размер латерального мыщелка 2,32±0,09 2,74±0,12* 2,81±0,11 3,24±0,16* 3,27±0,15

Вертикальный размер латерального мыщелка 1,54±0,14 2,01±0,12* 2,10±0,11 2,41±0,18* 2,67±0,17

* - различия между параметрами у лиц разных возрастных групп достоверны (р<0,05)

Анализ морфометрических характеристик надколенника показал, что вплоть до второго периода зрелого возраста происходит увеличение линейных размеров этой сессамовидной кости.

В пожилом и старческом возрасте, наблюдается прогрессивное их уменьшение.

При сонографии в 76% (р<0,05) случаев надколенник имел четкие и ровные контуры. У 24% (р<0,05) обследуемых выявлены разнообразные деформации его контуров в виде узураций, впервые визуализирующихся уже в юношеском возрасте (6,9%) и структур высокой эхоплотности - краевых остеофитов (5,3%), впервые обнаруживаемых в первом периоде зрелого возраста.

Сонография позволяет провести измерение лишь части параметров мыщелков бедренной кости (Таб.2). Анализ морфометрических данных показал, что поперечный размер латерального мыщелка в 77,3% (р<0,05) случаев превышает этот параметр медиального, а вертикальный размер латерального мыщелка в 86,4% (р<0,05) случаев преобладает над этим же показателем медиального. Линейные размеры мыщелков бедренной кости увеличиваются до первого периода зрелого возраста, затем происходит стабилизация процесса, в пожилом и старческом возрастах вновь отмечается их рост, за счет образования более или менее выраженных краевых остеофитов.

В структуре суставного хряща при ультразвуковом исследовании можно четко дифференцировать гипоэхогенный (неминерали-зированный) и гиперэхогенный (минерализированный) компоненты. При этом толщина гипоэхогенного компонента у всех обследуемых превышает толщину гиперэхогенного, что согласуется с данными Ермак Е.М. (2005). По нашим данным, толщина суставного хряща имеет максимальные значения в проекции латерального мыщелка бедра, далее (в порядке убывания толщины) следуют суставной хрящ медиального мыщелка бедренной кости, медиального мыщелка большеберцовой кости. Минимальных значений толщина хряща достигает у латерального мыщелка большеберцовой кости: так у юношей толщина суставного хряща составляет 4,35±0,12 мм, 3,9±0,10 мм, 3,54±0,12 мм и 3,02±0,14 мм соответственно (р<0,05).

Внутреннее строение гипо- и гиперэхогенных компонентов суставного хряща, равно как и их толщина, тесно связано с возрастом обследуемых. Так, происходит уменьшение толщины гипоэхогенно-го и увеличение толщины гиперэхогенного компонентов хряща, впервые выявляющиеся в первом периоде зрелого возраста и прогрессирующие на последующих этапах онтогенеза.

Для лиц второго периода зрелого, пожилого и старческого возрастов характерно два варианта изменений суставного хряща: первый проявлялся незначительным истончением хрящевой ткани при относительной однородности ее структуры (Рис. 1а), второй - значительным истончением, неровностью внутреннего и наружного контуров и повышением эхогенности неминерализированного компонента (Рис.16).

.■ 1

и и

а б

Рис.1. Сонограмма суставного хряща медиального мыщелка бедренной кости (продольная проекция): а - мужчина 35 лет; б - мужчина 65 лет. Белые стрелки - гипо-эхогенный компонент, серые - гиперэхогенный компонент.

В 64,7% (р<0,05) случаев мениски имели однородную эхоген-ность, в 35,3% (р<0,05) случаев в их структуре визуализировались участки пониженной эхогенности, которые носили двусторонний характер и имели сходное направление, локализацию и протяженность при сравнении с менисками контралатеральной стороны. Поскольку при сонографии возможно изучить лишь срезы менисков на разных уровнях, сравнить полученные нами сведения с данными исследования натуральных препаратов сложно. Тем не менее, и по нашим сонографическим данным, и по результатам морфометрии натуральных препаратов В.Ш. Вагаповой с соавт. (2001), размеры

задних рогов в большинстве случаев превышают размеры передних рогов, а форма латерального мениска более разнообразна, чем медиального. Нами были выделены основные ультразвуковые варианты строения менисков: в большинстве случаев визуализировались мениски с более длинными задними рогами (у 69,3% медиальных и 67,3% латеральных менисков); в 91,3% (р<0,05) случаев толщина заднего рога медиального и в 77,3% (р<0,05) случаев толщина заднего рога латерального мениска превалировали над толщиной их передних рогов.

Нами вывялены основные изменения, происходящие с менисками в процессе старения: наблюдается увеличение длины переднего с 12,7±0,4мм до 14,6±0,6мм (р<0,05) и заднего с 16,2±0,5 до 17,8±0,4 мм (р<0,05) рогов медиального мениска, а также переднего с 12,3±0,4 мм до 13,6±0,5 мм (р<0,05) и заднего с 16,5±0,5мм до 17,7±0,3 мм (р<0,05) рогов латерального мениска, уменьшение толщины переднего с 14,9±0,4мм до 12,5±0,6 мм (р<0,05) и заднего с 22,2±0,6мм до 19,8±0,5мм (р<0,05) рогов медиального мениска и с переднего с 14,6±0,4 мм до 12,8±0,4мм (р<0,05), а также заднего с 20,4±0,8 мм до 18,1±0,6 мм (р<0,05) рогов латерального мениска на протяжении со второго периода зрелого до старческого возрастов соответственно. Полученные данные согласуются с мнением Еськи-на H.A. (1993), Абдуллаева Р. Я. (2008), изучивших ультразвуковую структуру менисков у лиц, страдающих деформирующим артрозом. Подобная ультразвуковая картина возрастных изменений менисков, по нашему мнению, связана с тем, что с возрастом происходит гипертрофия хондроцитов с явлениями их лизиса, увеличение в менисках межклеточного расстояния и уменьшения количества волокон, а также расслоения ткани мениска (Рыбалко Д.С., 2006).

У большинства обследованных при продольном сканировании крестообразные связки представляли собой гипоэхогенную однородную линейную структуру, с четкими ровными контурами. Следует отметить, что статистически значимых различий между показателями толщины связок правого и левого коленных суставов выявлено не было. Анализ изменения толщины передней и задней крестообразных связок показал, что на протяжении юношеского и зрелого возрастов происходит достоверное увеличение толщины крестообразных связок, затем значения этих показателей прогрессивно

уменьшаются (Таб. 3). В пожилом и старческом возрастах выявлены два варианта изменений крестообразных связок (р<0,05). В 62,5% случаев крестообразные связки имеют более высокую эхогенность, чем в группе лиц зрелого возраста. При относительно ровных контурах и однородной структуре, выявлено уменьшение толщины крестообразных связок: передней до 5,6±0,3 мм, задней - до 5,9±0,4 мм (р<0,05). В 37,5% случаев наблюдалось незначительное понижение эхогенности связок, размытость их контуров, мелкие гиперэхоген-ные включения в их структуре, увеличение толщины передней крестообразной связки до 9,5 ± 0,4 мм, задней - до 10,1 ±0,4 мм соответственно (р<0,05).

Таблица 3

Морфометрические показатели (в см) связочного аппарата коленного сустава у мужчин и женщин на этапах постнатального онтогенеза (М±ш)

Размеры Юношеский возраст 1п-од зрелого возраста II п-од зрелого возраста Пожилой возраст Старческий возраст

Морфометрические показателя толщины крестообразных связок

Передняя крестообразная связка 7,2±0,2 8,2±0,3* 8,4±0,3 7,4±0,5* 7,2±0,6

Задняя крестообразная связка 7,7±0,3 8,6±0,4* 8,9±0,3 8,1±0,4* 7,8±0,5

Морфометрические показатели продольных размеров связки надколенника

Передняя поверхность 57,7±0,7 61,3±0,4* 66,2±0,4* 57,0±0,5* 55,5±0,6*

Задняя поверхность 33,2±0,6 38,5±0,3* 40,4±0,5* 34,3±0,4* 30,6±0,7*

Морфометрические показатели поперечных размеров связки надколенника

Верхняя треть 29,3±0,4 32,8±0,4* 35,4±0,4* 33,5±0,5* 31,2±0,6*

Средняя треть 26,4±0,5 28,2±0,5* 31,6±0,4* 29,7±0,5* 27,3±0,б*

Нижняя треть 24,7±0,4 26,3±0,4* 30,3±0,4* 28,1±0,6* 25,8±0,7*

Морфометрические показатели сагиттальных размеров связки надколенника

Верхняя треть 3,7±0,4 4,2±0,3* 4,8±0,4* 3,6±0,5* 3,1±0,6*

Средняя треть 3,5±0,5 3,7±0,3* 4,3±0,2* 2,8±0,3* 2,5±0,5*

Нижняя треть 4,1±0,4 4,9±0,4* 5,1±0,4 3,1±0,6* 2,9±0,7

* - различия между параметрами у лиц разных возрастных групп достоверны (р<0,05)

Связка надколенника при сонографии визуализируется в виде гиперэхогенной структуры, имеющей форму неправильной трапе-

ции, продольный размер связки по передней поверхности всегда превышает значения этого параметра по ее задней поверхности в 1,5-2 раза. Сагиттальный размер связки был неодинаков, наибольшие значения этого параметра выявлены в проксимальном отделе, наименьшего - в средней части. Поперечный размер связки в большинстве случаев прогрессивно уменьшался в дистальном направлении (Таб.3).

Анализ возрастной динамики линейных параметров связки надколенника показал, что они увеличиваются до второго периода зрелого возраста, а затем происходит уменьшение размеров связки и повышение ее эхогенности.

Следующим этапом работы было определение коэффициента вариации для всех изученных при сонографии параметров на этапах постнатального онтогенеза. На рисунке 2 представлены результаты вариационного анализа линейных показателей надколенника у мужчин и женщин разных возрастных групп, которые отражают общие для всех компонентов коленного сустава закономерности.

■ 1чч\ __1чч\ КВЯчЧЧ11 вШг44

рь' гг Ят»? 1 | |||яччл 'ВййГ444 Шаг44'

■ —!]};:; г Шк\\| " |:|||: 1 | 1 Л\> ,1 йЧЧ"- ~- |||||ч\\' §|||\\\ §|||ч\\-«ЯДЯчЧЧ ||||к\\' |||||\ЧЧ' ||||\ЧЧ |||§кч\- 1 1 Ий1|.\\\ ,|||||.\\\ |||||л\\ 1 ШШ'44'4 1 нвзрлч 'яШг444 1 ¿ЩичЧЧ'' 1 1111г44' ' «Шг44' 1 чши4,44 1 ||11ч\\- ' «Шт44' ' ВиГ44, ' ¡ЩШг44' 1 ' ЧвШт"44 1 Чягаг44 [ ' МЩ-ЛУ —

Юношеский вшраст I под зрелого возраста II п-од зрлого возраста Пожилой возраст Старческий возраст

1Ш Длина надколенника у мужчин □ Ширина надколенника у мужчин В Длина надколенника у женщин □ Ширина надколенника у женщин

Рис. 2. Коэффициенты вариации параметров надколенника на этапах постнатального онтогенеза.

Значения рассчитанного нами коэффициента вариации показали, что наибольший процент разнообразия вариантов строения структур коленного сустава приходится на лиц юношеского, пожилого и старческого возрастов. По нашему мнению, у лиц юношеского возраста это связано с различными темпами развития и роста компонентов коленного сустава, а у лиц пожилого и старческого возраста -с наличием структурно-дегенеративных изменений в нём.

На основании данных сонографии мыщелков бедренной кости и морфометрии препаратов были рассчитаны коэффициенты соответствия ультразвуковых данных анатомическим. Так для достоверного определения вертикального размера медиального мыщелка (НТгае(1) выведены зависимости: для мужчин: Н/теа = 0,85* иН/те$ и для женщин: Н/тЫ = 0,83*иН/теЛ где иН/те<1 - вертикальный размер медиального мыщелка по данным ультразвуковых исследований, 0,89 и 0,82 -коэффициенты соответствия вертикальных размеров медиальных мыщелков у мужчин и женщин соответственно.

Для определения истинного вертикального размера латерального мыщелка у женщин (Ща,) нами выведена следующая формула: Щ<>1 = 1,09* иЩаь где иН%, - вертикальный размер латерального мыщелка по данным ультразвуковых исследований, 1,09 -коэффициент соответствия вертикального размера латерального мыщелка у женщин.

Так как измерить морфометрические параметры мыщелков болыпеберцовой кости при сонографическом исследовании невозможно, была разработана компьютерная программа, позволяющая вычислять значения этих параметров.

Для достижения этой цели в программу вводятся показатели поперечных размеров медиального и латерального мыщелков бедра и их вертикальных размеров, полученные при ультразвуковом исследовании. На основании этих данных программа самостоятельно прогнозирует значения поперечных размеров медиального и латерального мыщелков болыпеберцовой кости.

выводы

1. Наибольшее разнообразие вариантов строения надколенника, мыщелков бедренной кости, менисков и связок характерно для юношеского, пожилого и старческого периодов онтогенеза.

2. В 65% (р<0,05) случаев надколенник имеет форму, при которой продольные размеры кости преобладают над поперечными, в 29% (р<0,05) случаев поперечные размеры преобладают над продольными и в 6% (р<0,05) - продольные и поперечные размеры надколенника равны. Увеличение линейных размеров надколенника происходит до второго периода зрелого возраста, у лиц пожилого и старческого возрастов отмечено их прогрессивное уменьшение.

3. Вертикальный размер медиального мыщелка бедренной кости в 86,4% (р<0,05) случаев превышает вертикальный размер латерального, а поперечный размер латерального мыщелка в 77,3% (р<0,05) больше медиального. Интенсивный рост мыщелков бедренной кости наблюдается в юношеском периоде онтогенеза, у лиц зрелого возраста происходит стабилизация этого процесса, у мужчин и женщин пожилого и старческого возрастов, вновь отмечается увеличение линейных размеров мыщелков.

4. Большее разнообразие форм характерно для латерального мениска коленного сустава. Размеры задних рогов менисков превышают размеры передних в 69,3% (р<0,05) случаев у медиального и в 91,3% (р<0,05) - у латерального мениска. В пожилом и старческом возрастах увеличение длины и уменьшение толщины рогов более характерно для медиального мениска.

5. Возрастные изменения суставного хряща в 26,9% (р<0,05) случаев характеризуются незначительным истончением хрящевой ткани при относительной сохранности её структуры, в 73,1% (р<0,05) случаев -значительным истончением хрящевой ткани, неровностью контуров и повышением её эхогенности.

6. Толщина передней и задней крестообразных связок увеличивается с 7,2±0,2 мм и 7,7±0,3 мм (р<0,05) соответственно в юношеском возрасте до 8,4±0,3 мм и 8,9±0,3 мм (р<0,05) соответственно во втором периоде зрелого возраста, а затем прогрессивно уменьшается до 7,2±0,5 мм и 7,8±0,4 мм (р<0,05) соответственно в старческом периоде онтогенеза. У лиц пожилого и старческого возраста выявляется два варианта изменений строения крестообразных связок: умень-

шение их толщины и повышение эхогенности при относительно ровных контурах и однородной структуре (62,5%) или снижение эхогенности, размытость контуров и неоднородность структуры при увеличении толщины связок (37,5%).

7. Линейные размеры связки надколенника увеличиваются до второго периода зрелого возраста, а затем прогрессивно снижаются. В пожилом и старческом периодах онтогенеза происходит повышение эхогенности связки.

8. Компьютерная программа, разработанная на основании коэффициентов соответствия, применима для определения размеров мыщелков болыпеберцовой кости.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гринберг Е.Б. Возможности ультрасонографии в диагностике дегенеративных поражений коленного сустава / Е.Б. Гринберг // Материалы 90-й итоговой студенческой научной конференции. Тезисы.-Астрахань, 2009.- С. 98-99.

2. Гринберг Е.Б. Ультразвуковая диагностика повреждения менисков / Е.Б. Гринберг, Д.С. Гусев // Материалы 3 Всероссийской (77 Итоговой) студенческой научной конференции. Тезисы.- Самара, 2009.- С. 90-91.

3. Гринберг Е.Б. Возможности ультрасонографии в диагностике заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата / Е. Б. Гринберг, Д.С. Гусев// Труды АГМА. - Астрахань, 2009. - Т. 38.- С. 23-24.

4. Гринберг Е.Б. Вариантная анатомия крестообразных связок коленного сустава по данным ультразвуковых исследований / Е. Б. Гринберг//Морфология.-2010.- Т. 137. - №4.- С. 61.

5. Гринберг Е.Б. Вариантная анатомия менисков коленного сустава по данным ультразвуковых исследований / Е. Б. Гринберг// Труды АГМА. - Астрахань, 2010.-Т. 41. - С. 32.

6. Гринберг Е.Б. Вариантная анатомия крестообразных связок коленного сустава у лиц пожилого возраста по данным ультразвуковых исследований / А.А. Арапов, Е. Б. Гринберг// Труды АГМА.-Астрахань, 2010.-Т. 41. -С.31.

7. Гринберг Е.Б. Изменения крестообразных связок коленного сустава в процессе старения по данным ультразвуковых исследований / Е. Б. Гринберг// Материалы 7-й международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины».- Астраханский медицинский журнал (приложение). - 2010.- Т. 5 - №1. - С.97-98.

8. Гринберг Е.Б. Варианты строения надколенника по данным анатомических исследований. / Е.Б. Гринберг, Л.Л. Супатович // Астраханский медицинский журнал. - Астрахань, 2011.- Т. 6. -№1.- С.45-48.

9. Грннберг Е.Б. Суставной хрящ коленного сустава у лиц пожилого возраста но данным ультразвуковых исследований. / РЖ Асфандияров, Е.Б. Гринберг, H.H. Михайлов // Ученые за-писки.-СПбГМУ, 2011.- Т. ХУШ. - №2. - С. 25-26 Ю.Гринберг Е.Б. Вариантная анатомия крестообразных связок коленного сустава у лиц пожилого возраста по данным ультразвуковых исследований / Р.И. Асфандияров, Е.Б. Гринберг, H.H. Михайлов // Журнал теоретической и практической медицины.-Москва, 2011.-Т.9.-С. 68-70.

П.Гринберг Е.Б. Форма и размеры мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей по данным анатомических и ультразвуковых исследований / Е.Б. Гринберг, Л.А. Удочкина // Астраханский медицинский журнал.-Астрахань, 2011.-Т. 6.- №4.- С. 47-49.

12.Гринберг Е.Б. Ультразвуковой метод исследования в изучении анатомии опорно-двигательного аппарата (на примере коленного сустава) /Л.А.Удочкина, Е.Б.Гринберг // Материалы Международной дистанционной научно-методической конференции «Инновационные технологии в преподавании морфологических дисциплин».- Вып.1. - Уфа, 2012. - С. 158-162.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. иАр - продольный размер надколенника по данным ультразвуко-

вого исследования

2. иАр:иВр ультразвуковой индекс конституциональной принад-

лежности надколенника

3. иАргиЬ^ги: - индекс высоты «стояния» надколенника

4. иВАаг поперечный размер латерального мыщелка бедренной кос-

ти по данным ультразвукового исследования

5. иВйпеё поперечный размер медиального мыщелка бедренной

кости по данным ультразвукового исследования

6. иВ6пе<3: иВАа1 - ультразвуковой индекс ширины мыщелков бед-

ра

7. иВр - поперечный размер надколенника по данным

ультразвукового исследования

8. иИМ - вертикальный размер латерального мыщелка бедренной

кости по данным ультразвукового исследования

9. иШтпес! - вертикальный размер медиального мыщелка бедренной

кости по данным ультразвукового исследования

10.иШтпе<1: иНАа1:- ультразвуковой индекс высоты мыщелков бедра

11.иЬН§т1 - продольный размер связки надколенника по ее внутренней поверхности

12. УЗИ - ультразвуковое исследование

Гринберг Елена Борисовна

ВАРИАНТНАЯ АНАТОМИЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА ЧЕЛОВЕКА В ЮНОШЕСКОМ, ЗРЕЛОМ, ПОЖИЛОМ И СТАРЧЕСКОМ ВОЗРАСТАХ

14.03.01 - анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано в печать 8.02.2012 Тираж 100 экз. Заказ № 3187

Издательство ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития РФ 414000 г. Астрахань, ул. Бакинская, 121