СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАКЛОНА СУСТАВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГОЛОВКИ ПЕРВОЙ ПЛЮСНЕВОЙ КОСТИ СТОПЫ Российский патент 2015 года по МПК A61B5/55 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости при лечении больных с вальгусным отклонением первого пальца стопы.

Известен способ диагностики поперечно-распластанной деформации переднего отдела стопы, основанный на рентгенологическом исследовании. При исследовании выполняют дорсо-плантарные рентгенограммы переднего отдела стопы под нагрузкой, с соблюдением фокусного расстояния 1 метр и направлением луча рентгеновской трубки с инклинацией 15-20 градусов. Угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости по отношению к ее оси (PASA - Proximal Acticular Set Angle) измеряют между осью диафиза первой плюсневой кости и перпендикуляром к плоскости суставной поверхности первой плюсневой кости (1).

Наиболее близким к предлагаемому является исследование влияния угла наклона суставной поверхности первой плюсневой кости на результат хирургического лечения Hallux valgus. По известному способу перед операцией выполняют рентгенограммы стопы в дорсо-плантарной проекции. Затем вычисляют угол наклона суставной поверхности первой плюсневой кости - PASA (Proximal Acticular Set Angle). На рентгенограмме проводят линию, соединяющую две крайние точки функциональной суставной поверхности и линию продольной оси диафиза первой плюсневой кости до их пересечения, а также перпендикуляр к линии, соединяющей крайние точки функциональной суставной поверхности. Измеряют угол в месте пересечения перпендикуляра с продольной осью диафиза первой плюсневой кости. Данный показатель отражает структурную деформацию головки первой плюсневой кости. Интраоперационно соответствующее изменение головки первой плюсневой кости выявляется отчетливо. В результате анализа исходов оперативного лечения Hallux valgus с учетом PASA была установлена прямая зависимость благоприятных результатов от интраоперационной нормализации угла наклона суставной поверхности первой плюсневой кости (2).

Однако известные способы обладают существенными недостатками, а именно:

1. Определение угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости, основанное на дооперационном рентгенологическом исследовании, является недостаточно объективными, так как рентгенография не позволяет визуализировать хрящевую ткань, то есть эффективную суставную поверхность головки первой плюсневой кости, что приводит к неверным расчетам (3).

2. У больных с вальгусным отклонением первого пальца стопы выявляются значительные различия рентгенологического и истинного (определяемого интраоперационно) показателей угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости (в среднем на 7,3 градуса), что может привести к неправильному выбору хирургической тактики, рецидивам заболевания, что значительно удлиняет срок лечения (4).

3. Известные способы определения угла наклона суставной поверхности не позволяют учесть нарушение соразмерности хрящевого слоя сочленяющихся суставных поверхностей головки первой плюсневой кости и основной фаланги первого пальца, которые являются основополагающими в биомеханике первого плюсне-фалангового сустава, что влияет на выбор хирургической тактики лечения, объем оперативного вмешательства.

Исходя из анализа известных технологий определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы и устранения недостатков известных технологий, была поставлена задача: повысить точность определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости до оперативного лечения за счет визуализации хондрального слоя головки плюсневой кости, что обеспечивает выбор оптимальной тактики хирургического вмешательства, снижение рецидивов заболевания, сокращение срока лечения. Поставленную задачу решают следующим образом:

Определение наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы включает интроскопическое исследование переднего отдела стопы. Угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости вычисляют на снимке путем проведения линии продольной оси диафиза первой плюсневой кости и перпендикуляра к линии, соединяющей крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости. Затем измеряют угол между линией продольной оси диафиза и перпендикуляром.

Новым в предлагаемом способе является то, что выполняют магнитно-резонансную томографию (МРТ) стопы, ориентируя направление срезов в коронарной плоскости по оси первой плюсневой кости. Визуализируют первую плюсневую кость и хондральный слой головки первой плюсневой кости, выделяют границу хондрального слоя головки первой плюсневой кости. Затем на снимке МРТ отмечают латеральную и медиальную крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, расположенные на границе соединения хряща с костью, и производят вычисление угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.

Поясняем существенные отличительные признаки предлагаемого «Способа определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы».

Выполнение магнитно-резонансной томографии (МРТ) переднего отдела стопы и визуализация эффективной суставной поверхности первой плюсневой кости (5) необходимо для объективного и более точного измерения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.

В процессе развития патологии вальгусного отклонения первого пальца стопы происходит изменение угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости, определяемого как угол между перпендикуляром к продольной оси первой плюсневой кости и плоскостью эффективной суставной поверхности головки плюсневой кости. Эффективная суставная поверхность определяется по хондральному слою или продолжению изгиба сустава (суставной кривой) (3).

Угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости является одним из основополагающих параметров, необходимых для предоперационного планирования объема хирургической коррекции в лечении вальгусного отклонения первого пальца стопы. Правильное определение этого параметра является залогом успешного и долговременного результата оперативного лечения, игнорирование которого является одной из самых частых причин рецидива вальгусного отклонения первого пальца стопы (2).

Проведение магнитно-резонансного томографического (МРТ) исследования стопы перед операцией позволяет объективно определить эффективную суставную поверхность головки первой плюсневой кости и хондральный слой головки первой плюсневой кости, выделить границу хондрального слоя головки первой плюсневой кости. На снимке МРТ отметить латеральную и медиальную крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, расположенные на границе соединения хряща с костью, соединить эти точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости и произвести более правильное определение угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.

Проведенные патентные исследования и анализ научно-медицинской информации, отражающей существующий уровень технологий определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости при лечении больных с вальгусным отклонением первого пальца стопы, не выявили способов, идентичных предложенному. В связи с чем можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «новизна».

Последовательность и взаимосвязь приемов предлагаемого способа обеспечивают достижение нового технологического медицинского результата в решении поставленной задачи.

Метод магнитно-резонансной томографии позволяет повысить точность определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости. Проведение интраоперационных исследований по определению истинного угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости показало, что параметры PASA при использовании МРТ и интраоперационном исследовании совпадают. Именно визуализация хондрального слоя суставной поверхности головки первой плюсневой кости с использованием МРТ позволяет более точно определить угол наклона суставной поверхности первой плюсневой кости стопы.

Величина угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости была рассчитана на основании собственных исследований у 11 больных с вальгусным отклонением первого пальца стопы, у которых перед оперативным лечением проводилось рентгенологическое и магнитно-резонансное исследование стопы и затем интраоперационно вычислялся истинный PASA.

При сравнении параметров PASA, вычисленных при рентгенологическом и интраоперационном исследовании, было обнаружено, что у всех 11 пациентов истинный (интраоперационный) угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости на пораженной стопе превышал рентгенологические показатели в среднем на 7,8 градуса (см. приложение к описанию заявки, фиг. 1, таблица 1).

Угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости на пораженной стопе, определяемый при рентгенологическом исследовании, в среднем составил 12,33±1,88° градусов. Угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости на пораженной стопе, вычисленный при интраоперационном исследовании (истинный угол), достоверно отличался от рентгенологического и в среднем составил 20,17±1,7° градуса (см. приложение к описанию заявки фиг. 1, таблица 1).

Параметры угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости на пораженной стопе, вычисленные при МРТ исследовании, у всех 11 пациентов соответствовали интраоперационным значениям PASA и в среднем составили 19,83±1,65° градуса (см. приложение к описанию фиг. 2, таблица 2).

Из вышеизложенного следует, что заявляемый способ соответствуют критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ предназначен для использования в здравоохранении и может быть применен в травматологии и ортопедии для предоперационного определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости при лечении больных с вальгусным отклонением первого пальца стопы. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке приемами и средствами, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».

Сущность предлагаемого способа поясняется иллюстрациями, где представлены:

Фиг. 1 - таблица 1, параметры угла наклона суставной поверхности первой плюсневой кости у пациентов с вальгусным отклонением первого пальца стопы при рентгенологическом и интраоперационном исследованиях (°);

Фиг. 2 - таблица 2, параметры угла наклона суставной поверхности первой плюсневой кости у пациентов с вальгусным отклонением первого пальца стопы при МРТ и интраоперационном исследовании (°);

Фиг. 3, а - фото правой стопы пациентки Ш. до операции;

Фиг. 3, б - рентгенограмма правой стопы пациентки Ш. до операции;

Фиг. 3, в - рентгенограмма правой стопы пациентки Ш. после операции;

Фиг. 3, г - рентгенограмма правой стопы пациентки Ш. через 6 месяцев после операции (рецидив);

Фиг. 3, д - рентгенограмма правой стопы пациентки Ш. после повторной операции через 6 месяцев;

Фиг. 3, е - фото правой стопы пациентки Ш. после повторной операции через 6 месяцев.

Фиг. 4, а - фото правой стопы пациентки Б. до операции;

Фиг. 4, б- рентгенограмма правой стопы пациентки Б. до операции;

Фиг. 4, в - МРТ изображение правой стопы пациентки Б. до операции (прямая проекция);

Фиг. 4, г - фото правой стопы пациентки Б. во время операции;

Фиг. 4, д - рентгенограмма правой стопы пациентки Б. после операции;

Фиг. 4, е - рентгенограмма правой стопы пациентки Б. через 6 месяцев после операции;

Фиг. 4, ж - фото правой стопы пациентки Б. через 6 месяцев после операции.

Сущность предлагаемого «Способа определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы» заключается в следующем:

Пациентам с вальгусным отклонением первого пальца стопы проводят магнитно-резонансное исследование (МРТ) пораженной стопы до операции. Пациента располагают в положении «лежа на спине», в направлении ногами к тоннелю магнитно-резонансного томографа, например, Magnetom Espree (Siemens), исследуемую стопу помещают в 8-канальную высокочастотную катушку для исследования голеностопного сустава и стопы (8 Ch Foot Ankle). Затем позиционируют исследуемую область в изоцентр магнитно-резонансного томографа. Исследование проводят с применением следующих импульсных последовательностей с указанными параметрами:

1. PD, TSE, FS (TR 3880 мс, ТЕ 38 мс, FoV 220 мм, толщина среза 3 мм),

2. Т1, TSE (TR 500 мс, ТЕ 10 мс, FoV 220 мм, толщина среза 3 мм),

3. Т2, DE3D, WE (TR 20,68 мс, ТЕ 7,65 мс, FoV 150 мм, толщина среза 1,5 мм),

4. PD, SPC, RST iso (TR 1200 мс, ТЕ 39 мс, FoV 150 мм, толщина среза 0,6 мм).

Направление срезов ориентируют в коронарной плоскости по оси первой плюсневой кости. Продолжительность исследования составляет 15-20 минут. По завершении исследования анализируют полученные томограммы, визуализируют первую плюсневую кость и хондральный слой головки первой плюсневой кости. Определяют границу хондрального слоя головки первой плюсневой кости. Отмечают на снимке МРТ латеральную и медиальную крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, расположенные на границе соединения хряща с костью, и проводят первую линию, соединяющую эти точки, затем проводят вторую линию по продольной оси диафиза первой плюсневой кости до их пересечения друг с другом. Из точки пересечения этих линий строят перпендикуляр к первой линии. Измеряют угол между второй линией, проведенной по продольной оси диафиза, и перпендикуляром, который показывает угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.

В зависимости от установленного угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости определяют хирургическую тактику устранения вальгусного отклонения первого пальца стопы. В норме указанный угол PASA (Proximal Acticular Set Angle) составляет 3-6 градусов (2).

Для пояснения предлагаемого «Способа определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы» приводим клинические примеры:

Пример 1. (Лечение патологии с использованием известного традиционного рентгенологического метода диагностики).

Пациентка Ш., 1983 г. р., обратилась в клинику ФГБУ «НЦРВХ» СО РАМН. Диагноз при поступлении: поперечно-продольное плоскостопие II степени справа. Остеоартроз плюсне-фалангового сустава первого пальца правой стопы II степени, вальгусное отклонение первого пальца правой стопы. Комбинированная контрактура плюсне-фалангового сустава первого пальца правой стопы. Болевой синдром.

Предъявляла жалобы на боли в области плюсне-фалангового сустава первого пальца правой стопы, деформацию переднего отдела правой стопы (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 3, а).

Выполнена рентгенография переднего отдела правой стопы. На рентгеновском снимке отмечены латеральная и медиальная крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости и проведена первая линия, соединяющая эти точки. Затем проведена вторая линия по продольной оси диафиза первой плюсневой кости до пересечения этих линий друг с другом. Из точки пересечения линий проведен перпендикуляр к первой линии. Измерен угол между второй линией, проведенной по продольной оси диафиза, и перпендикуляром, который показывает угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.

Определен угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости на рентгеновском снимке, который составил 9 градусов, угол вальгусного отклонения первого пальца правой стопы - 32 градуса (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 3, б).

Запланированный объем оперативного вмешательства: латеральный релиз первого плюсне-фалангового сустава правой стопы, операция Шеде, корригирующая остеотомия SCARP первой плюсневой кости, остеотомия Akin основной фаланги первого пальца, металлоостеосинтез.

Согласно плану, выполнено оперативное вмешательство. Достигнута коррекция вальгусного отклонения первого пальца правой стопы. Угол вальгусного отклонения первого пальца стопы после операции составил 13 градусов (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 3, в).

Течение послеоперационного периода благоприятное, пациентка на 7-е сутки после операции выписана на амбулаторный этап лечения с рекомендациями.

Через 6 месяцев после операции пациентка вновь обратилась в клинику с жалобами на деформацию первого пальца правой стопы, болевой синдром при нагрузке. На контрольных рентгенограммах отмечен рецидив вальгусного отклонения первого пальца (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 3, г). Угол вальгусного отклонения первого пальца правой стопы составил 31 градус. В связи с рецидивом вальгусного отклонения первого пальца правой стопы пациентке было выполнено повторное оперативное вмешательство: латеральный релиз первого плюсне-фалангового сустава, корригирующая остеотомия SCARF первой плюсневой кости, остеосинтез винтами (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 3, д).

Во время оперативного вмешательства было отмечено, что хрящ эффективной суставной поверхности головки первой плюсневой кости был смещен латерально. В связи с этим интраоперационно был определен угол наклона головки первой плюсневой кости, который составил 30 градусов. Отличие параметров PASA (Proximal Acticular Set Angle) при рентгенологическом и интраоперационном исследованиях составил 21 градус. При выполнении остеотомии первой плюсневой кости была выполнена нормализация угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.

Течение послеоперационного периода благоприятное, пациентка на 7-е сутки после операции выписана на амбулаторный этап лечения с рекомендациями. На контрольном осмотре через 6 месяцев отмечено: рецидив вальгусного отклонения первого пальца правой стопы устранен. Пациентка полноценно пользуется правой нижней конечностью (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 3, е). Болевой синдром отсутствует. Общий срок лечения составил 9 месяцев.

Пример №2 (использование предлагаемого способа диагностики)

Пациентка Б., 1960 г. р., обратилась в клинику ФГБУ «НЦРВХ» СО РАМН.

Диагноз: Поперечно-продольное плоскостопие III степени справа. Вальгусное отклонение первого пальца правой стопы. Остеоартроз первого плюсне-фалангового сустава II степени. Комбинированная контрактура первого плюсне-фалангового сустава. Болевой синдром.

Предъявляла жалобы на боли в области первого плюсне-фалангового сустава, деформацию переднего отдела правой стопы (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, а).

Выполнено рентгенографическое исследование, на снимке определен угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости, который составил 4 градуса, угол вальгусного отклонения первого пальца правой стопы - 48 градусов (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, б).

Для более точного определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости (PASA, Proximal Acticular Set Angle) и предоперационного планирования устранения патологии было выполнено МРТ исследование правой стопы. Направление срезов ориентировали в коронарной плоскости по оси первой плюсневой кости. Продолжительность исследования составила 15 минут. По завершении исследования проанализировали полученные томограммы, визуализирована первая плюсневая кость и хондральный слой головки первой плюсневой кости. Определена граница хондрального слоя суставной головки первой плюсневой кости. Затем на снимке МРТ отмечены латеральная и медиальная крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, расположенные на границе соединения хряща с костью. Проведена первая линия, соединяющая эти точки. Затем проведена вторая линия по продольной оси диафиза первой плюсневой кости до пересечения этих линий друг с другом. Из точки пересечения этих линий проведен перпендикуляр к первой линии. Измерен угол между второй линией, проведенной по продольной оси диафиза, и перпендикуляром, который показывает угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости. Угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости составил 19 градусов (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, в).

Запланирован объем оперативного вмешательства, с учетом показателя PASA, вычисленного по результатам МРТ исследования: латеральный релиз первого плюсне-фалангового сустава, операция Шеде, корригирующая остеотомия SCARF первой плюсневой кости в модификации Maestro, остеотомия Akin основной фаланги первого пальца правой стопы, остеосинтез винтами.

Интраоперационно определено: угол наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости составил 20 градусов (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, г), что соответствовало показателю PASA, вычисленному при МРТ исследовании до операции - 19 градусов.

Была достигнута нормализация показателя PASA (Proximal Acticular Set Angle) и коррекция вальгусного отклонения первого пальца правой стопы. После операции выполнено рентгенологическое исследование правой стопы (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, д).

Течение послеоперационного периода благоприятное, пациентка на 7-е сутки после операции выписана на амбулаторный этап лечения с рекомендациями.

На контрольном осмотре через 6 месяцев на рентгенограмме правой стопы отмечено отсутствие рецидива вальгусного отклонения первого пальца (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, е). Пациентка полноценно пользуется правой нижней конечностью (см. приложение к описанию заявки, Фиг. 4, ж). Болевой синдром отсутствует. Общий срок лечения составил 3 месяца.

Таким образом, предлагаемый «Способ определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы» в сравнении с известными технологиями позволяет позволяет повысить точность определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости до оперативного лечения за счет визуализации хондрального слоя головки плюсневой кости, что обеспечило выбор оптимальной тактики хирургического вмешательства, исключить рецидивы заболевания и сократить срок лечения.

Источники информации:

1. Корж Н.А., Прозоровский Д.В., Романенко К.К. Современные рентгеноанатомические параметры в диагностике поперечно-распластанной деформации переднего отдела стопы / Н.А. Корж, Д.В. Прозоровский, К.К. Романенко // Травма. - 2009. - Том 10. - №4. - С. 444-449.

2. Карданов Α.Α., Загородний Н.В., Лукин М.П., Макинян Л.Г. Влияние угла наклона суставной поверхности плюсневой кости на результат хирургического лечения Halluxvalgus (рентгенологический аспект) / А.А. Карданов, Н.В. Загородний, М.П. Лукин, Л.Г. Макинян // Вестник рентгенологии и радиологии. - 2007. - №5. - С. 42-46.

3. Кондрашова И.Α., Кондрашов А.Н. Клинико-рентгенологические аспекты диагностики halluxvalgusn поперечного плоскостопия / И.А. Кондрашова, А.Н. Кондрашов // Травма. - 2013. №4 (том 14). - С. 81-86.

4. Усольцев И.В., Леонова С.Н. Рентгенологическое и интраоперационное исследование угла наклона суставной поверхности I плюсневой кости при вальгусном отклонении I пальца стопы. / И.В. Усольцев, С.Н. Леонова // Материалы IV научно-практической конференции молодых ученых Сибирского и Дальневосточного федеральных округов. - 2014. - С. 180-185. 5. Diagnostic Imaging Orthopaedics, D.W. Stoller, 2004.

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы. Выполняют магниторезонансную томографию (МРТ) стопы. Ориентируют направление срезов в коронарной плоскости по оси первой плюсневой кости. Визуализируют первую плюсневую кость и хондральный слой головки первой плюсневой кости. Выделяют границу хондрального слоя головки первой плюсневой кости. На снимке МРТ отмечают латеральную и медиальную крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, расположенные на границе соединения хряща с костью. Проводят линию продольной оси диафиза первой плюсневой кости и перпендикуляр к линии, соединяющей крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости. Измеряют угол между линией продольной оси диафиза и перпендикуляром. Способ обеспечивает повышение точности определения угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости до оперативного лечения, выбор оптимальной тактики хирургического вмешательства, снижение рецидивов заболевания, сокращение сроков лечения за счет выполнения МРТ стопы, визуализации и точного определения границ хондрального слоя головки плюсневой кости. 15 ил., 2 пр.

Способ определения наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости стопы, включающий интроскопическое исследование переднего отдела стопы, измерение угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости на снимке путем проведения линии продольной оси диафиза первой плюсневой кости и перпендикуляра к линии, соединяющей крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, измерение угла между линией продольной оси диафиза и перпендикуляром, отличающийся тем, что выполняют магнитно-резонансную томографию (МРТ) стопы, ориентируют направление срезов в коронарной плоскости по оси первой плюсневой кости, визуализируют первую плюсневую кость и хондральный слой головки первой плюсневой кости, выделяют границу хондрального слоя головки первой плюсневой кости, затем отмечают на снимке МРТ латеральную и медиальную крайние точки на суставной поверхности головки первой плюсневой кости, расположенные на границе соединения хряща с костью, и производят измерение угла наклона суставной поверхности головки первой плюсневой кости.