СПОСОБ ОЦЕНКИ АКТИВНОСТИ РЕПАРАТИВНОГО ПРОЦЕССА И ТИПА ОСТЕОГЕНЕЗА В УСЛОВИЯХ ДИСТРАКЦИОННОГО ОСТЕОСИНТЕЗА Российский патент 2003 года по МПК A61B8/06 

Изобретение относится к области медицины, а именно к диагностике активности репаративного остеогенеза в условиях дистракционного остеосинтеза путем определения степени васкуляризации дистракционного регенерата.

Известно, что в условиях дистракционного остеосинтеза процесс остеогенеза протекает сопряжено с процессом ангиогенеза (Ilisarov G.A. Transosseous Osteosynthesis. Theoretical and Clinical aspects of the Regeneration and Growth of Tissue. В.: Springer - Verlag, 1992). Скорость и качество репаративного остеогенеза определяются развитием капиллярной сети в зоне регенерата.

В дистракционном регенерате репаративный процесс протекает по типу первичного ангиогенного остеогенеза и по типу десмального остеогенеза.

При соблюдении комплекса оптимальных условий дистракционного остеосинтеза костеобразование в дистракционном регенерате идет преимущественно по типу первичного ангиогенного остеогенеза, то есть путем преобразования элементов сосудистой стенки микроциркуляторного русла в костеобразующие клетки. Ангиогенный остеогенез активно продолжается до конца дистракции. Первичная ангиогенная оссификация представляет собой наиболее рациональную форму оссификации.

Десмальный тип остеогенеза характеризуется тем, что формирование костных структур происходит на основе вытянутых коллагеновых волокон.

Нарушение условий дистракционного остеосинтеза (несоблюдение темпов дистракции или временное прекращение разведения костных отломков, несоответствие расчетных темпов разведения костных отломков реальным в результате выраженной резорбции кости вокруг спиц при нестабильной фиксации и наличии воспаления вокруг спиц, снижение жесткости аппарата и его элементов) приводит, в первую очередь, к нарушению формирования микроциркуляторного русла в дистракционном регенерате, что является причиной снижения активности репаративного остеогенеза, фиброзирования прослойки, появлению в ней хрящевых участков и кист.

Растяжение такой прослойки приводит к значительному увеличению ее высоты, задержке костеобразования в дистракционном регенерате. В результате резко увеличиваются сроки лечения, возникают осложнения (Стецула В.И., Девятов А.А. Чрескостный остеосинтез в травматологии. Киев: Здоровье, 1987).

Известен способ диагностики активности репаративного остеогенеза при помощи рентгенографии (Ilisarov G.A. Transosseous Osteosynthesis. Theoretical and Clinical aspects of the Regeneration and Growth oh Tissue.B.: Springer - Verlag, 1992).

Однако данный способ не позволяет визуализировать регенерат на раннем этапе дистракции, а на последующих этапах удлинения не позволяет визуализировать структуру мягкотканного компонента регерата, состоящего из сосудов и коллагеновых волокон, а следовательно, оценивать состояние микроциркуляторного русла дистракционного регенерата.

Известен способ диагностики активности репаративного остеогенеза при помощи компьютерной томографии (Щевцов В.И., Щудло М.М., Ерофеев С.А. Компьютерная томография дистракционного регенерата. "Гений ортопедии", 1997, с. 80-81).

Однако металлические детали аппарата являются неустранимой помехой в применении данного метода диагностики.

Кроме того, перечисленные методы исследования связаны с применением ионизирующего излучения, что является их отрицательной стороной.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранным в качестве прототипа является способ диагностики активности репаративного остеогенеза в условиях дистракционного остеосинтеза с помощью ультразвукового исследования дистракционного регенерата в В-режиме (Ермак Е.М. Возможности ультразвуковой диагностики при чрескостном компрессионно-дистракционном остеосинтезе по Илизарову //Ультразвуковая диагностика. 2000, 1, с. 83-86). Способ позволяет визуализировать структуру регенерата с первых дней дистракции.

Однако недостатком метода является невозможность дифференциации сосудов и коллагено-волокнистых структур в дистракционном регенерате. Это исключает возможность оценки микроциркулярного русла дистракционного регенерата.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа оценки активности репаративного остеогенеза и степени васкуляризации регенерата в условиях дистракционного остеосинтеза путем исследования микроциркуляторного русла дистракционного регенерата.

Техническим результатом настоящего изобретения является возможность своевременного проведения коррекции условий дистракционного остеосинтеза в зависимости от полученных ультразвуковых параметров, а также возможность получения критериев для раннего прогнозирования активности остеогенеза и определения репаративного потенциала в конкретной клинической ситуации.

Указанная задача реализуется за счет того, что в известном способе оценки активности репаративного процесса и типа остеогенеза в условиях дистракционного остеосинтеза, согласно изобретению методом энергетической допплерографии оценивают наличие и количество сосудистых эхосигналов в зоне дистракционного регенерата, рассчитывают коэффициент васкуляризации дистракционного регенерата (Квдр) и при равномерном заполнении эхопозитивной зоны эхосигналами от вновь образованных сосудов и значении Квдр 0,6-0,9 оценивают высокую активность репаративного процесса и преобладание первичного ангиогенного остеогенеза, при неравномерном заполнении эхопозитивной зоны регенерата эхосигналами от вновь образованных сосудов и Квдр 0,3-0,5 оценивают нормальную активность репаративного процесса и синхронное протекание в дистракционном регенерате процессов десмального и первичного ангиогенного остеогенеза, при преобладании областей средней эхогенности и Квдр 0,1-0,2 оценивают пониженную активность репаративного процесса и протекание процессов остеогенеза преимущественно по типу десмального, при наличии в дистракционном регенерате обширных аваскулярных зон повышенной эхогенности - оценивают как фиброзирование соединительно-тканной прослойки, замедление процессов костеобразования, истощение репаративного потенциала, а наличие анэхогенных аваскулярных зон с эффектом усиления эхосигнала свидетельствует об отсутствии тканевого субстрата.

Кроме того, оценку проводят в первые три дня дистракции, в конце первой, второй и третьей недели дистракции и далее через каждые две недели удлинения.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации показали, что предлагаемый способ неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, то есть соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Способ является легковоспроизводимым, неинвазивным, не несет лучевой нагрузки, что допускает возможность многократного использования, следовательно, соответствует критерию "промышленно применим".

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Для ультразвукового исследования дистракционного регенерата используется линейный датчик с рабочей частотой 7,5 МГц и каналом энергетического допплера с регистрируемым нижним диапозоном скорости менее 0,5 см/с. Исследование проводится в первые три дня дистракции, в конце второй недели дистракции, в конце третьей недели дистракции и далее каждые две недели удлинения.

Порядок проведения исследования.

Больной укладывается на кушетку, на исследуемый участок конечности наносится ультразвуковой гель. Рабочая поверхность датчика обрабатывается спиртом, датчик устанавливается под углом 90 градусов к поверхности исследуемого сегмента конечности на уровне кортикотомии, наружным ориентиром которого является кожный рубец. Производится серия продольных и поперечных срезов в В-режиме и режиме энергетического допплера. Оценивается наличие и количество сосудистых сигналов в зоне дистракционного регенерата, рассчитывается коэффициент васкуляризации, характеризующий степень васкуляризации дистракционного регенерата.

Расчет коэффициента васкуляризации производится следующим образом.

При помощи электронного кронциркуля ультразвукового прибора сначала очерчивают изображение всей эхопозитивной зоны дистракционного регенерата, фиксируют количество пикселов (ЭЗ). Затем выделяют зоны васкуляризации (участки изображения дистракционного регенерата, окрашенные красным цветом), фиксируют количество пикселов в очертанных зонах (ВЗ). Для того чтобы получить значение коэффициента васкуляризации дистракционного регенерата (Квдр) рассчитывают отношение количества пикселов в васкуляризированных зонах к количеству пикселов в эхопозитивной зоне регенерата: Квдр= ВЗ/ЭЗ.

Равномерное заполнение эхопозитивной зоны эхосигналами от вновь образованных сосудов и значение коэффициента васкуляризации в диапозоне 0,6-0,9 является показателем высокой активности репаративного процесса за счет преобладания в дистракционном регенерате первичного ангиогенного остеогенеза.

Неравномерное заполнение эхопозитивной зоны регенерата эхосигнами от вновь образованных сосудов и значение коэффициента васкуляризации в диапазоне 0,3-0,5 является показателем нормальной активности репаративного процесса, синхронном протекании в дистракционном регенерате процессов десмального остеогенеза и первичного ангиогенного остеогенеза.

Преобладание в структуре эхопозитивной зоны регенерата аваскулярных областей средней эхогенности и значение коэффициента васкуляризации в диапазоне 0,1-0,2 свидетельствует о пониженной активности репаративного процесса и протекании остеогенеза преимущественно по типу десмального.

Визуализация в дистракционном регенерате обширных авакулярных зон повышенной эхогенности является прогностически неблагоприятным признаком, свидетельствует о фиброзировании соедительно-тканной прослойки, замедлении процессов костеобразования, истощении репаративного потенциала.

Наличие в дистракционном регенерате анэхогенных аваскулярных зон с эффектом усиления эхосигнала является крайне неблагоприятным признаком и свидетельствует об отсутствии тканевого субстрата.

Пример 1. Больной Смолин С.В., 24 года. Диагноз: исход обморожения, посттравматическая культя правой кисти, состояние после 1-го этапа удлинения пястных костей по Илизарову. Операция: кортикотомия 1-5 пястных костей. Остеосинтез пальцевых лучей минификсаторами Илизарова. Дата операции 20.03.2000 г.

На фиг. 1 представлена ультрасонограмма дистракционного регенерата 1 пястной кости (сканирование в режиме энергетической допплерографии). Срок дистракции 24 дня. Степень васкуляризации дистракционного регенерата высокая (Квдр= 0,75). Активность репаративного процесса высокая. Преобладающий тип остеогенеза в дистракционном регенерате - первичный ангиогенный.

Пример 2. Больной Науменко С.С., 16 лет. Диагноз: посттраматическое укорочение правой нижней конечности 4 см, антекурвационная деформация голени в верней трети, рекурвационная деформация голени в нижней трети. Операция: двойная кортикотомия костей голени на вершинах деформации. Остеосинтез аппаратом Илизарова голени, стопы.

На фиг.2 представлена ультрасонограмма дистракционного регенерата нижней трети большеберцовой кости (сканирование в режиме энергетической допплерографии). Срок дистракции 21 день. Степень васкуляризации дистракционного регенерата низкая (Квдр=0,1).

Активность репаративного процесса снижена. Преобладающий тип остеогенеза в дистракционном регенерате - десмальный.

Пример 3. Больной Науменко C.C., 16 лет. Диагноз: посттравматическое укорочение правой конечности 4 см, антекурвационная деформация голени в верхней трети, рекурвационная деформация голени в нижней трети. Операция: двойная кортикотомия костей голени на вершинах деформации. Остеосинтез аппаратом Илизарова голени, стопы.

На фиг.3 представлена ультрасонограмма дистракционного регенерата верхней трети большеберцовой кости (сканирование в режиме энергетической допплерографии). Срок дистракции 21 день. Степень васкуляризации дистракционного регенерата крайне низкая (Квдр=0,02). На уровне интермедиарной части регенерата визуализируется эхогенный субстрат с единичными сосудистыми эхосигналами. Активность репаративного процесса в этой части дистракционного регенерата снижена, остеогенез протекает по типу десмального. На уровне эндостальной части регенерата визуализируются анэхогенные аваскулярные зоны, наличие которых свидетельствует о грубом нарушении репаративного процесса и отсутствии тканевого субстрата.

Способ может быть использован в медицине, а именно в диагностике. Методом энергетической допплерографии оценивают наличие и количество сосудистых эхо-сигналов в зоне дистракционного регенерата. Рассчитывают коэффициент васкуляризации дистракционного регенерата (К_вдр). По полученным данным оценивают высокую активность репаративного процесса и преобладание первичного ангиогенного остеогенеза, нормальную активность репаративного процесса и синхронное протекание процессов десмального и первичного ангиогенного остеогенеза, пониженную активность репаративного процесса и протекание процессов остеогенеза преимущественно по типу десмального, фиброзирование соединительно-тканной прослойки, замедление процессов костеобразования и истощение репаративного потенциала или об отсутствии тканевого субстрата. Оценку проводят в первые три дня дистракции, в конце первой, второй и третьей недели дистракции и далее через каждые две недели удлинения. Способ позволяет повысить точность диагностики. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ оценки активности репаративного процесса и типа остеогенеза в условиях дистракционного остеосинтеза, отличающийся тем, что методом энергетической доплерографии оценивают наличие и количество сосудистых эхо-сигналов в зоне дистракционного регенерата, рассчитывают коэффициент васкуляризации дистракционного регенерата (К_вдр) и при равномерном заполнении эхопозитивной зоны регенерата эхо-сигналами от вновь образованных сосудов и значении К_вдр 0.6-0.9 оценивают высокую активность репаративного процесса и преобладание первичного ангиогенного остеогенеза, при неравномерном заполнении эхо-позитивной зоны регенерата эхо-сигналами от вновь образованных сосудов и К_вдр 0,3-0,5 оценивают нормальную активность репаративного процесса и синхронное протекание процессов десмального и первичного ангиогенного остеогенеза, при преобладании областей средней эхогенности и К_вдр 0,1-0,2 оценивают пониженную активность репаративного процесса и протекание процессов остеогенеза преимущественно по типу десмального, при наличии в дистракционном регенерате обширных аваскулярных зон повышенной эхогенности оценивают как фиброзирование соединительно-тканной прослойки, замедление процессов костеобразования, истощение репаративного потенциала, а наличие анэхогенных аваскулярных зон с эффектом усиления эхо-сигнала свидетельствует об отсутствии тканевого субстрата. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оценку проводят в первые три дня дистракции, в конце первой, второй и третьей недели дистракции и далее через каждые две недели удлинения.