СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО МЕНИСКА КОЛЕННОГО СУСТАВА В ОБЛАСТИ ТЕЛА И ПЕРЕДНЕГО РОГА Российский патент 2007 года по МПК A61B8/00 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике. Оно может быть использовано для выполнения диагностических исследований в травматологии и ортопедии. В изобретении выполняют дифференциальную диагностику последовательным включением В-режима и Соно-КТ режима.

Сущность изобретения в том, что при исследовании тела и переднего рога внутреннего мениска на первом этапе включают последовательно В-режим и Соно-КТ, устанавливают параметры согласно табличных данных:

Таблица 1Установка параметровЗначенияПараметры  В-режимСоно-КТЗначение динамического диапазонаPWr170 dB\C4170 dB\C5Общая установка в ч\б режиме2DOptGenFSCT-TargИнерционностьPersistMediumOffЧастота кадровFr RateHighSURV

где C4 - датчик с частотным интервалом 2-4 МГц; С5 - датчик с частотным интервалом 3-8 МГц; C4 и С5 для аппарата ATL-5000 фирмы Philips.

- пациента укладывают на спину и сгибают коленный сустав под углом 45°, направляют линейный датчик с частотой 7 МГц по линии пересечения дистального отдела медиального мыщелка бедренной кости и медиального мыщелка большеберцовой кости, смещают датчик вниз до визуализации проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости, поворачивают датчик по часовой стрелке до появления переднего рога внутреннего мениска, ротируют датчик и диагностируют гипоэхогенный дефект в структуре тела и переднего рога внутреннего мениска: разрыв или дегенеративные изменения.

Известен способ магнитно-резонансной томографии [1], выбранный в качестве прототипа. Его недостаток: низкая разрешающая способность, поэтому прототип не позволяет выполнить дифференциальную диагностику старых микроразрывов и дегенеративных изменений при длительно существующих повреждениях. Низкая доступность дорогих МР-исследований, относительно малое число магнитно-резонансных томографов, наличие противопоказаний к проведению этого исследования, не позволяет считать МРТ методом выбора при поиске длительно существующих повреждений менисков и патологических изменений в сухожильно-связочном аппарате.

В предложенном изобретении решена задача:

- диагностика застарелых разрывов менисков;

- выполнения дифференциальной диагностики между дегенеративными изменениями внутреннего мениска и застарелыми микроразрывами;

- снижение стоимости исследования и доступность.

Сущность способа в том, что пациента укладывают на спину, устанавливают линейный датчик с частотой 7 МГц по линии пересечения медиального мыщелка бедренной кости и медиального мыщелка большеберцовой кости коленного сустава, включают В-режим и устанавливают динамический диапазон 170 dB в частотном интервале 2-4МГц, не снимая датчика, пациенту сгибают ногу под углом 45°, смещают датчик вниз до визуализации проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости и ротируют указанный датчик по часовой стрелке на угол 30°, наблюдают на экране появление тела и переднего рога внутреннего мениска, определяют гипоэхогенные участки в структуре мениска; включают режим Соно-КТ и устанавливают значение динамического диапазона 170 dB в частотном интервале 3-8 МГц, сканируют тело и передний рог внутреннего мениска, диагностируют застарелые разрывы и дифференцируют застарелые разрывы с указанием локализации и протяженности, от дегенеративных изменений.

Способ пояснен на фиг.1 - передняя проекция коленного сустава; фиг.2 - боковая проекция коленного сустава; фиг.3 - позиция линейного датчика по линии пересечения медиального мыщелка бедренной кости и медиального мыщелка большеберцовой кости; фиг.4 - позиция указанного датчика, смещенного в область суставной щели в зоне расположения переднего рога внутреннего мениска; фиг.5 - позиция указанного датчика, под углом 30° в зоне расположения тела внутреннего мениска; фиг.6 - эхограмма неизмененного переднего рога и тела внутреннего мениска.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 приняты следующие обозначения:

1 - коленный сустав;

2 - линейный датчик;

3 - внутренняя суставная щель;

4 - дистальный отдел медиального мыщелка бедренной кости коленного сустава;

5 - проксимальный отдел медиального мыщелка большеберцовой кости коленного сустава;

6 - первая позиция, датчик в положении переднего рога внутреннего мениска;

7 - передний рог внутреннего мениска;

8 - вторая позиция, датчик в положении тела внутреннего мениска;

9 - тело внутреннего мениска;

10 - нижний медиальный полюс надколенника;

11 - линия, проведенная между дистальным отделом медиального мыщелка бедренной кости 4 и проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости 5 коленного сустава 1.

Описание способа в статике.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 на коленный сустав 1 устанавливают линейный датчик 2 в проекции внутренней суставной щели 3, расположенной между дистальным отделом медиального мыщелка бедренной кости 4 коленного сустава 1 и проксимального отдела медиального мыщелка бедренной кости 5 коленного сустава 1. Фиксируют датчик 2 в первой позиции 6 в положении переднего рога 7 внутреннего мениска. Во второй позиции 8 датчик 2 устанавливают в положении тела внутреннего мениска 9 коленного сустава 1 между дистальным отделом медиального мыщелка бедренной кости 4 коленного сустава 1 и нижним медиальным полюсом надколенника 10, соответствующая линии 11.

Детальное описание выполнения способа.

Пациента укладывают на спину, на коленном суставе 1 определяют следующие ориентиры:

- линию 11, фиг.1, проведенную между медиальным мыщелком бедренной кости 4 и медиальным мыщелком большеберцовой кости 5.

- строго по линии 11 устанавливают линейный датчик 2.

- задают частоту датчика, равную 7 МГц.

Если рабочая частота датчика 2 больше 7 МГц, то визуализация структуры мениска по глубине затруднена. Линейные датчики с частотой меньше 7 МГц не обладают достаточной разрешающей способностью.

Включают В-режим и устанавливают экспериментально найденные параметры согласно табличным данным:

Таблица 2Установка параметровЗначенияПараметры  В-режимЗначение динамического диапазонаPWr170 dB\C4Общая установка в ч\б режиме2D OptGenИнерционностьPersistMediumЧастота кадровFr RateHigh

Динамический диапазон 170 dB\C4 обеспечивает визуализацию вершины мениска, расположенного непосредственно в суставной щели 3. Если динамический диапазон меньше 170 dB при частотном диапазоне 2-4 МГц, то визуализация вершины мениска не представляется возможным, так как уменьшается мощность излучения и не обеспечивается требуемая глубина проникновения УЗИ излучения. Установкой черно-белого режима обеспечивают детальную визуализацию структуры мениска. Ткань мениска не имеет сосудов для кровообращения и питания, а снабжается коллатеральными сосудами основных сосудистых структур коленного сустава. Включение режима ЦДК и ЭК не позволяет оценить внутреннюю структуру мениска. Для оценки контуров мениска выбирают среднюю инерционность, т.е. в режиме Medium. При низкой инерционности контуры размытые. При высокой инерционности границы мениска сливаются со структурой. Выбирают высокую частоту, т.е. режим High. В данном режиме улучшается четкость контуров, насыщенность цветового отображения для визуализации мелких структурных изменений.

Не меняя положения датчика 2, пациенту сгибают ногу в коленном суставе 1 под углом 45°. Данный угол найден экспериментально. В таком положении коленного сустава открывается доступ к внутренней суставной щели 3 и к переднему рогу внутреннего мениска 7.

По линии пересечения дистального отдела медиального мыщелка бедренной кости 4 и нижнего медиального полюса надколенника 10 коленного сустава 1 смещают датчик 2 вниз до визуализации проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости 5 коленного сустава 1.

Поворачивают датчик 2 по часовой стрелки на угол 30° до появления тела и переднего рога внутреннего мениска 9. Наблюдают гипоэхогенные участки.

Включают режим Соно-КТ и устанавливают параметры согласно табличным данным:

Таблица 3Установка параметровЗначенияПараметры  Соно-КТЗначение динамического диапазонаPWr170 dB\C5Общая установка в ч\б режиме2D OptFSCT-TargИнерционностьPersistOffЧастота кадровFr RateSURV

Значение динамического диапазона 170 dB\C5. Устанавливают черно-белый режим FSCT-Targ. Частоту кадров ведут в режиме SURV.

Экспериментально найденный динамический диапазон 170 dB при частотном интервале 3-8 МГц в данном режиме обеспечивает мощность УЗИ излучения, необходимую для приема в измерительном тракте аппарата второй гармоники, наблюдаемо в режиме Соно-КТ. Найденный режим позволяет наблюдать мелкие изменения в структуре мениска. Для лучшей визуализации мениска и для снижения контрастности контуров мениска отключают инерционность. Частота кадров в режиме SURV позволяет оценить глубину и распространенность процесса. Расширяют область сканирования путем ротации датчика 2. Наблюдают участки пониженной эхогенности и диагностируют дегенеративные изменения мениска. Или наблюдают гипоэхогенный дефект в структуре переднего рога 7 внутреннего мениска и тела 9 и диагностируют застарелый разрыв.

Уточняют локализацию и протяженность разрыва. Локализация застарелого разрыва переднего рога и тела внутреннего мениска, как экспериментально определили авторы, требует исключения разрыва в других отделах мениска (заднего рога). По найденному гипоэхогенному изолированному дефекту, локализованному в теле мениска, на основе экспериментальных данных, диагностируют дегенеративные изменения.

Пример 1:

Больной С 52 года направлен на обследование с предварительным диагнозом: ДОА 2 ст, застарелый разрыв?. Дегенеративные изменения внутреннего мениска?. Больной предъявлял жалобы на боли преимущественно по внутренней поверхности коленного сустава в основном при спуске по лестнице. Рентгенологическая картина соответствовала деформирующему артрозу 2 ст. Для выявления патологии сухожильно-связочного аппарата пациенты назначают УЗИ и МРТ коленного сустава.

Выполняют УЗИ в последовательности. Укладывают пациента на спину. Определяют ориентиры: линию 11 пересечения дистального отдела медиального мыщелка бедренной кости; нижнего медиального полюса надколенника и проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости. По указанной линии 11 устанавливают линейный датчик, включают рабочую частоту равную 7 МГц. Согласно данным табл. №2 устанавливают параметры В-режима. Не меняя положения датчика по линии пересечения дистального отдела медиального мыщелка бедренной кости и нижнего медиального полюса надколенника, пациенту сгибают ногу в коленном суставе под углом 45°. Поворачивают датчик по часовой стрелки на угол 30° до появления на экране монитора переднего рога внутреннего мениска. Ротируют датчик, наблюдают на мониторе структуру тела внутреннего мениска, фиг.7. Структура переднего рога и тела внутреннего мениска неоднородная. Наблюдают локальный гипоэхогенный участок с единичными кальцинатами. Данное изменение свидетельствует о наличии патологических изменений. Предварительно диагностируют застарелый разрыв мениска.

Для подтверждения и уточнения вышеназванного диагноза включают режим Соно-КТ, и устанавливаем параметры: Значение динамического диапазона 170 dB\C5, общая установка в ч\б режиме FSCT-Targ, инерционность Off, частота кадров SURV.

Выполняют визуализацию переднего рога и тела внутреннего мениска, фиг.8. Диагностируют: застарелый разрыв переднего рога внутреннего мениска, распространяющийся на тело и его паракапсулярную часть.

Выполнено МРТ коленного сустава, фиг.9. Структура мениска неоднородна, за счет включения МР-сигналов различной интенсивности, причем зона наибольших изменений определялась в области переднего рога внутреннего мениска, где отмечают прерывистость его контуров. При этом разрыв тела внутреннего мениска по методике МРТ не диагностирован.

По результатам УЗИ и МРТ пациенту выполняют диагностическую артроскопию. При осмотре внутреннего мениска определялось его истончение и разволокнение краев. Было выявлено его повреждение: паракапсулярный разрыв в области переднего рога и тела, обусловленный гипермобильностью оторванного фрагмента внутрь сустава. Края разрыва закруглены, что указывали на застарелый характер повреждения. Выявляют полное соответствие УЗИ диагностики и артроскопии.

Пример №2

Больной К. 38 лет направлен на обследование с предварительным диагнозом: разрыв переднего рога внутреннего мениска по данным МРТ, фиг.10. На снимках суставные взаимоотношения не нарушены. В полости сустава определялось умеренное количество свободной жидкости. Структура менисков неоднородная за счет сигналов высокой интенсивности на Т2, низкой на Т1 взвешанных изображений. Контуры переднего рога и тела внутреннего мениска прерывистые за счет сигнала высокой интенсивности. Диагноз: муцинозная дегенерация мениска с признаками комбинированного разрыва переднего рога и тела внутреннего мениска. Консультанты указали на несоответствия описываемых данных на МРТ с данными клинической картины. С целью уточнения диагноза назначают выполнить ультразвуковое исследование. Выполняют УЗИ в последовательности: укладывают пациента на спину, устанавливают линейный датчик с рабочей частотой 7 МГц на линию пересечения дистального отдела мыщелка бедренной кости и проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости.

Включают В-режим и устанавливают параметры: значение динамического диапазона 170 dB\C4, общую установку в черно-белом режиме Gen; инерционность Medium; частота кадров High.

Не меняя положения датчика, сгибают ногу пациента под углом 45°; поворачивают датчик по часовой стрелке на угол 30° до появления на экране монитора переднего рога и тела внутреннего мениска.

В области тела мениска с переходом на передний рог визуализируется, фиг.11, участок пониженной эхогенности с подозрением на разрыв. Для выполнения дифференциальной диагностики включают режим Соно-КТ. Устанавливают параметры УЗИ-луча, согласно табл.3 описания.

В структуре переднего рога внутреннего мениска и тела в паракапсулярных отделах ранее визуализируемый участок пониженной эхогенности не наблюдается, фиг.12. Четко определяемая на фиг.12 гипоэхогенная полоса, проходящая через центральные отделы переднего рога внутреннего мениска, является (обозначает) вариантом нормы пересечения волокон в центральных отделах структуры мениска.

На фиг.12 дополнительно визуализируется нарушение внутреннего контура мениска, свидетельствующие о наблюдаемых дегенеративных изменениях.

По результатам УЗИ отвергают диагноз: разрыв мениска - поставленный при МРТ. Прямо противоположные диагностические заключения потребовали выполнения артроскопии. Больному К. выполняют диагностическую артроскопию. При диагностической артроскопии: отмечались явления хондромаляции в виде растрескивания суставного покрытия в области мыщелков бедренной кости и выраженные дегенеративыные изменения суставной поверхности в области плато большеберцовой кости. При осмотре внутреннего мениска определялись его дегенеративные изменения в виде истончения и разволокнения краев. Повреждения мениска не было выявлено. Предложенный способ выполнения УЗИ обеспечил специфичность и чувствительность в диагностике дегенеративных изменений менисков коленного сустава.

Эффективность способа.

Предложенный способ позволяет:

1. Уточнить локализацию, протяженность и глубину поражения менисков.

2. Сократить время, необходимое для формирования тактики лечения. Например, однозначно решить вопрос о выполнении операции при разрывах мениска или же осуществлять динамический контроль за ходом консервативного лечения при подтвержденных дегенеративных изменениях мениска.

3. Снизить стоимость в сравнении с МРТ и обеспечить доступность УЗИ при повреждениях суставов.

Результаты предложенного метода в сравнении с прототипом показаны в табл.4. Сравнение проведено по следующим показателям.

Предложенный способ исследования коленного сустава с применением Соно-КТ является неинвазивным, легкодоступным и информативньм методом, позволяющим использовать его как скрининг-диагностику на первом этапе обследования пациентов и может заменить такие дорогостоящие методы исследования, как МРТ при дифференциальной диагностике застарелых разрывов и дегенеративных изменений менисков.

Исследование коленного сустава предложенным УЗИ с Соно-КТ может быть использовано врачами травматологами, позволяющее специалистам на начальных этапах заболевания выбрать правильную тактику лечения.

Таблица 4Сравнение способовЧисло больныхУльтразвуковое исследование всегоМЖразрывыдегенеративные изменения    застарелыесвежие     Количество пациентов (%)Количество пациентов (%)Количество пациентов (%)Предложенный способ56302628426    (50,0%)(3,6%)(46,4%)Способ прототип714130191339    (26,7%)(18,4%)(54,9%)

X²набл.>Х²табл.→7,93>5,99.

Выводы

По результатам сравнения предложенного способа и способа-прототипа, выполненного на основе статистического анализа, получены значения: Х⁸наблюдений>Х²табличный (7,93>5,99). Следовательно, на уровне значимости Р<0,05 результаты диагностики по предложенному способу достоверно отличаются от результатов способа-прототипа. Предложенный способ более точен при выполнении дифференциальной диагностики застарелых патологических изменений менисков коленного сустава.

Литература

1. Masciocchi С., Barile A., Satragno L. «Musculoskeletal MRI: dedicated sestems». Eur Radiol 2000, 10: 250-255.

2. Bucklein W., Vollert К., Wohlgemuth A. «Ultrasonography of acute musculoskeletal disease». Eur Radiol 2000, 10: 290-296.

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для выполнения комплексной ультразвуковой диагностики повреждения внутреннего мениска коленного сустава в области тела и переднего рога путем визуализации патологических изменений в процессе выполнения ультразвуковых исследований. Устанавливают линейный датчик по линии пересечения медиального мыщелка бедренной кости и медиального мыщелка болыпеберцовой кости коленного сустава. Включают В-режим и устанавливают динамический диапазон 170 dB в частотном интервале 2-4 МГц. Сохраняют положение датчика. Сгибают ногу пациента под углом 45°. Смещают датчик вниз до визуализации проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости. Ротируют указанный датчик по часовой стрелке на 30°. Наблюдают тело и передний рог внутреннего мениска. Фиксируют гипоэхогенные участки в структуре мениска. Включают режим Соно-КТ и устанавливают значение динамического диапазона 170 dB в частотном интервале 3-8 МГц. Сканируют тело и передний рог внутреннего мениска. Диагностируют застарелые разрывы и дифференцируют локализацию и протяженность застарелых разрывов в отличие от дегенеративных изменений. Способ позволяет повысить точность дифференциальной диагностики застарелых патологических изменений менисков коленного сустава. 12 ил., 4 табл.

Способ комплексной ультразвуковой диагностики повреждения внутреннего мениска коленного сустава в области тела и переднего рога путем визуализации патологических изменений в процессе выполнения ультразвуковых исследований, отличающийся тем, что устанавливают линейный датчик по линии пересечения медиального мыщелка бедренной кости и медиального мыщелка большеберцовой кости коленного сустава, включают В-режим и устанавливают динамический диапазон 170 дБ в частотном интервале 2-4 МГц, сохраняют положение датчика, сгибают ногу пациента под углом 45°, смещают датчик вниз до визуализации проксимального отдела медиального мыщелка большеберцовой кости и ротируют указанный датчик по часовой стрелке на 30°, наблюдают тело и передний рог внутреннего мениска, фиксируют гипоэхогенные участки в структуре мениска, включают режим Соно-КТ и устанавливают значение динамического диапазона 170 дБ в частотном интервале 3-8 МГц, сканируют тело и передний рог внутреннего мениска, диагностируют застарелые разрывы и дифференцируют локализацию и протяженность застарелых разрывов в отличие от дегенеративных изменений.