СПОСОБ ЛИНЕЙНОГО ТОМОСИНТЕЗА КРЕСТЦОВО-ПОДВЗДОШНЫХ СОЧЛЕНЕНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КОСТНОЙ ТКАНИ Российский патент 2022 года по МПК A61B6/03 

Изобретение относится к медицине, в частности к лучевой диагностике, терапии и может быть использовано при диагностике изменений крестцово-подвздошный сочленений при спондилоартритах, связанной с необходимостью детальной визуализации структурных изменений в крестцово-подвздошных сочленениях для дальнейшей дифференциальной диагностики спондилоартритов, оценки рентгенологической стадии сакроилиита, оценки эффективности лечения.

Современные достижения научно-технического прогресса позволили расширить возможности лучевой диагностики в оценке структурных изменений крестцово-подвздошных сочленений при спондилоартритах используя высокотехнологичные методы, такие как МРТ и КТ. Однако указанные методы лучевой диагностики имеют ограничения. Так МРТ обладает низкой чувствительностью в визуализации ранних структурных изменений костной ткани и имеет ряд противопоказаний к проведению данного исследования, (клаустрофобия, наличие металлоконструкций, кардиостимуляторов и т.д.). Необходимость длительного нахождения в вынужденном положении, что часто вызывает дискомфорт у пациента. Компьютерную томографию крестцово-подвздошных сочленений целесообразно проводить в случае наличия сомнительных изменений по данным рентгенографии и отсутствия МРТ-признаков достоверного сакроилиита в связи с высокой лучевой нагрузкой на пациента (Насонова Е.Л. Российские клинические рекомендации. Ревматология. // М: ГЭОТАР-Медиа. 2019. С.464). Не маловажным фактором в обоих методах является экономический аспект, а именно высокая стоимость исследования.

В настоящее время инструментальное обследование пациентов с подозрением на анкилозирующий спондилит должно начинаться с проведения стандартной рентгенографии крестцово-подвздошных суставов, так как является основным методом выявления структурных изменений костной ткани крестцово-подвздошных сочленений (Насонова Е.Л. Российские клинические рекомендации. Ревматология. // М.: ГЭОТАР-Медиа. 2019. С. 464). В рентгенографии для диагностики сакроилиитов применяется специальная укладка (в косой задней проекции лежа) для получения оптимального изображения крестцово-подвздошных суставов. Положение больного - лежа на спине с вытянутыми ногами. Исследуемую сторону приподнимают над столом таким образом, чтобы фронтальная плоскость туловища образовывала угол 15-20 градусов с плоскостью стола. Над центром кассеты, расположенной в плоскости стола, находится наружный угол ромба приподнятой стороны. Центральный луч направляют перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости, отступив на 3-4 см от срединной плоскости в исследуемую сторону. Фокусное расстояние 100 см. Для сравнения производят рентгенограмму противоположного крестцово-подвздошного сустава. (Кишковский А.Н., Тюрин Л.А., Есиновская Г.Н. Атлас укладок при рентгенологических исследованиях. // Л.: Медицина. 1987. С.285-286.; Ростовцев М.В. и др. Атлас рентгеноанатомии и укладок: руководство для врачей. // М.: ГЭОТАР-Медиа. 2015. С. 111-115.) В связи с устранением проекционного наслоения ушковидной поверхности крестца и подвздошной кости исследуемой стороны рентгеновская суставная щель видна на снимке в виде линейной полосы просветления с четкими контурами (Кишковский А.Н., Тюрин Л.А., Есиновская Г.Н. Атлас укладок при рентгенологических исследованиях. // Л.: Медицина. 1987. С. 285-286.) Основным недостатком у данной методики является формирование тканевой картины как суммы изображений, в которой накладываются друг на друга все слои исследуемого объекта (суммация), что не дает возможность детально оценить рентгеновскую суставную щель на всем ее протяжении. Как следствие, ухудшается качество оценки структурных изменения кости. Также недостатком данной методики является невозможность оценки рентгеновской суставной щели в тех участках, где отмечается наложение (суммация) близлежащих органов (пневматизированная кишка).

В литературе встречается и другая укладка для диагностики сакроилиитов, это обзорный снимок таза и снимок крестца в прямой задней проекции (Смирнов А.В. Рентгенологическая диагностика анкилозирующего спондилита (болезни Бехтерева). // М.: ИМА-ПРЕСС. 2015. С. 112.; Насонова Е.Л. Российские клинические рекомендации. Ревматология. // М.: ГЭОТАР-Медиа. 2019. С. 464). Но данные снимки не являются информативными в связи с анатомической особенностью крестцово-подвздошных суставов. Суставные поверхности располагаются косо по отношению к срединной сагитальной плоскости туловища и направлению центрального луча. Вследствие неблагоприятных условий рентгеновские суставные щели крестцово-подвздошных суставов имеют вид нелинейных, ромбовидных или овальных просветлений (Кишковский А.Н., Тюрин Л.А., Есиновская Г.Н. Атлас укладок при рентгенологических исследованиях. // Л.: Медицина. 1987. С. 285-286.; Ростовцев М.В. и др. Атлас рентгеноанатомии и укладок: руководство для врачей. // М.: ГЭОТАР-Медиа. 2015. С. 111-115.)

Наложение (суммация) близлежащих органов на рентгеновскую суставную щель является также недостатком данной методики исследования.

Предложен способ проведения цифрового томосинтеза крестцово-подвздошных сочленений для детальной оценки структурных изменений костной ткани. Целью способа является детальная визуализация крестцово-подвздошных сочленений с помощью томосинтеза, позволяющая за один проход рентгеновской трубки, выбранных параметров и специальной укладки, получить серию изображений различных слоев исследуемой области, что даст объемную визуализацию костной структуры, уменьшит наложение близлежащих органов, позволит оценить рентгеновскую суставную щель на всем ее протяжении и повысит точность выявления структурных изменений кости. Данный способ предлагается применять в лучевой диагностике и терапии в качестве диагностики спондилоартритов, при оценке стадии анкилозирующего спондилоартрита, а также при мониторинге эффективности проводимой терапии у пациентов данной группы заболеваний. В некоторых случаях для уменьшения дозы облучения на пациента предлагаемый метод может быть предложен, как альтернатива компьютерной томографии. Цифровой томосинтез относится к рентгенографии, что не противоречит клиническим рекомендациям от 2013 года, где рентгенография является основным методом для диагностики сакроилиитов.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе линейного томосинтеза крестцово-подвздошных сочленений для оценки структурных изменений костной ткани пациента укладывают на спине с вытянутыми ногами, исследуемую сторону приподнимают над столом таким образом, чтобы фронтальная плоскость туловища образовывала угол 20° с плоскостью стола, центральный луч рентгенодиагностического аппарата направляют перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости, при этом фокусное расстояние 125 см, затем для сканирования выбирают следующие значения: область исследования -подвздошная кость; проекция - косая; комплекция пациента худой/средний/ толстый и выставляют следующие параметры для томосинтеза: угол прохода трубки 60°, высота от 120 до 140 мм, количество снимков 60, толщина исследуемого объекта 200-300 мм, слой реконструкции 1,5 мм.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой показана поза пациента при исследовании. На фиг. 2 показан снимок левого крестцово-подвздошного сочленения. На фиг. 3 показан снимок левого крестцово-подвздошного сочленения реконструкция правого крестцово-подвздошного сочленения. На фиг. 4 показана реконструкция правого крестцово-подвздошного сочленения. На фиг. 5 показана реконструкция левого крестцово-подвздошного сочленения. На фиг. 6 показана компьютерная томография структурных изменений. На фиг. 7 показаны результаты МРТ, подтверждающие отек костного мозга. На фиг. 8 приведен снимок правого крестцово-подвздошного сочленения. На фиг. 9 показан снимок левого крестцово-подвздошного сочленения. На фиг. 10 показаны полученные реконструкции правого крестцово-подвздошного сустава. На фиг. 11 показан снимок для оценки левого крестцово-подвздошного сустава. На фиг. 12 показаны структурные изменения, которые были выявлены при томосинтезе.

Поставленная задача решается выполнением данного исследования на рентгенодиагностическом аппарате с функцией томосинтеза. Пациент лежит на спине с вытянутыми ногами (Фиг. 1). Исследуемую область приподнимают над столом таким образом, чтобы фронтальная плоскость туловища образовывала угол 20 градусов с плоскостью стола. Центральный луч направляют перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости. Фокусное расстояние 125 см. При выборе зоны сканирования выбираются следующие значения: область исследования -подвздошная кость; проекция - косая; комплекция пациента худой/средний/ полный. Выставляются следующие параметры для томосинтеза: угол прохода трубки, высота, количество снимков, толщина исследуемого объекта, слой реконструкции. Угол прохода трубки составляет 60 градусов. Данный градус был выбран после сравнения получаемых реконструкций с разными значениями градусов. Количество снимков напрямую зависит от выставленного угла прохода трубки для того, чтобы уменьшить количество артефактов на полученных реконструкциях и соответственно, будет составлять 60 снимков. Высота (англ. fulcrum - условный центр/ось, относительно которого происходит движение элементов системы трубка-детектор) вычислялась исходя из того, на каком расстоянии от стола находится центр исследуемого сустава, значение варьируется в диапазоне от 120 до 140 мм. Диапазон высоты напрямую зависит от конституции пациента. Толщина исследуемого объекта - зона сканирования от детектора до верхнего края исследуемого сустава так же зависит от конституции пациента, диапазон составляет от 220-300 мм. Толщина слоев 1,5 мм была выбрана после оценки реконструкций с разными значениями. Данная толщина среза является оптимальной для выявления структурных изменений разной величины и структуры.

Параметры экспозиции рентгеновского излучения для максимального щадящего режима выставляются автоматически.

Таким образом, использование данного метода позволяет: добиться объемной визуализации костной структуры, уменьшить наложение близлежащих органов и оценить рентгеновскую суставную щель на всем ее протяжении, повысить точность выявления структурных изменений кости, что в свою очередь, позволит улучшить диагностику спондилоартроитов, оценку стадий анкилозирующего спондилоартрита, повысит точность мониторинга эффективности проводимой терапии у пациентов данной группы заболеваний. Для уменьшения дозы облучения на пациента предлагаемый метод может быть предложен в качестве альтернативного исследования.

Пример №1. Пациент 3., 21 год, поступивший с жалобами на боли в ягодицах. Первым этапом была выполнена рентгенография обоих крестцово-подвздошных сочленений в задней косой проекции. На снимках правого крестцово-подвздошного сочленения (Фиг. 2) отмечалось умеренное сужение рентгеновской суставной щели в средних отделах с выраженным субхондральным склерозом, контуры суставных поверхностей со стороны подвздошной кости неровные, эрозии четко не визуализировались. На снимках левого крестцово-подвздошного сочленения (Фиг. 3) отмечалось сужение рентгеновской суставной щели в верхнем отделе, с выраженным субхондральным склерозом с обеих сторон, более выраженного со стороны подвздошной кости; контуры суставной поверхности со стороны подвздошной кости локально в верхнем отделе были размыты, нельзя было исключить единичную эрозию, но из-за суммации всех слоев в единую картину нельзя было детально оценить все изменения. Вторым этапом был выполнен томосинтез. Пациента положили на спину с вытянутыми ногами с приподнятой исследуемой стороной над столом под углом 20 градусов с плоскостью стола. Центральный луч направляют перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости, отступив на 4 см от срединной плоскости в исследуемую сторону. Фокусное расстояние 125 см. При выборе зоны сканирования выбраны следующие значения: область исследования-подвздошная кость; проекция - косая; комплекция пациента худой. Выставили следующие параметры для томосинтеза: угол прохода трубки 60; высота - 120 мм; количество снимков -60; толщина исследуемого объекта - 300 мм; слой реконструкции - 1.5 мм. На реконструкциях правого крестцово-подвздошного сочленения (Фиг. 4) на фоне выраженного склероза суставных поверхностей со стороны подвздошной кости визуализировались эрозии в средних и нижних отделах, что невозможно было оценить при традиционной рентгенографии. На полученных реконструкциях левого крестцово-подвздошного сочленения (Фиг. 5) были получены все слои рентгеновской суставной щели исследуемого сустава, что дало возможность сделать заключение о том, что в данном суставе во всех отделах визуализируются множественные различные по конфигурации эрозии, которые не визуализировались при традиционной рентгенографии. Также возможно было более детально оценить саму ширину рентгеновской суставной щели в передних, средних и задних отделах, что невозможно при традиционной рентгенографии. При оценке субхондрального склероза, был выявлен локальный участок выраженного субхондрального склероза со стороны крестца, который также не визуализировался при традиционной рентгенографии. Третьим этапом были выполнены МРТ и КТ для подтверждения изменений и воспалительного процесса в суставе. На КТ были подтверждены структурные изменения, которые были выявлены при томосинтезе (Фиг. 6). На МРТ подтвержден отек костного мозга (Фиг. 7).

Пример №2. Больной Д., 33 лет, поступил с жалобами на боли в ягодицах и скованностью по утрам в пояснице. Первым этапом выполнена рентгенография обоих крестцово-подвздошных сочленений в задней косой проекции. На снимках правого крестцово-подвздошного сочленения (Фиг. 8) отмечалось умеренное сужение рентгеновской суставной щели в нижнем отделе с незначительным субхондральным склерозом суставных поверхностей с обеих сторон, верхние и средние отделы оценить не представлялось возможным из-за наложения пневматизированной толстой кишки; контуры суставной поверхности в нижнем отделах четкие, ровные, эрозии не определялись. На снимках левого крестцово-подвздошного сочленения (Фиг. 9) рентгеновская суставная щель умеренно сужена, с выраженным субхондральным склерозом со стороны подвздошной кости на фоне, которого в среднем отделе четко визуализировалась одна крупная эрозия, нельзя было исключить наличие более мелких эрозий в среднем и верхнем отделах. Вторым этапом выполнен томосинтез. Пациента положили на спину с вытянутыми ногами с приподнятой исследуемой стороной над столом под углом 20 градусов с плоскостью стола. Центральный луч направили перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости, отступив на 4 см от срединной плоскости в исследуемую сторону. Фокусное расстояние 125 см. При выборе зоны сканирования были выбраны следующие значения: область исследования - подвздошная кость; проекция - косая; комплекция пациента средняя. Выставили следующие параметры для томосинтеза: угол прохода трубки 60; высота 130 мм; количество снимков равно - 60; толщина исследуемого объекта - 300 мм; слой реконструкции - 1.5 мм. На полученных реконструкциях правого крестцово-подвздошного сустава (Фиг. 10) в верхних и средних отделах отмечалось отсутствие наложение на рентгеновскую суставную щель пневматизированной кишки, что дало возможность оценить контуры суставных поверхностей со стороны подвздошной кости и крестца. В итоге были выявлены эрозии в верхних и средних отделах со стороны подвздошной кости, которые не визуализировались при традиционной рентгенографии из-за наложения на суставную щель пневматизированной толстой кишки. При оценке левого крестцово-подвздошного сустава (Фиг. 11) в верхних и средних отделах на фоне выраженного склероза четко визуализировались крупные эрозии, можно было оценить их размеры и количество, что невозможно было сделать по традиционной рентгенографии в связи с сомнительной визуализацией их на снимке. Третьим этапом выполнены МРТ и КТ для подтверждения изменений и воспалительного процесса в суставе. На МРТ подтвержден отек костного мозга. На КТ были подтверждены структурные изменения, которые были выявлены при томосинтозе (Фиг. 12).

Таким образом, использование данной методики позволяет добиться более объемной визуализации костной структуры, уменьшить наложение близлежащих органов и оценить рентгеновскую суставную щель на всем ее протяжении, повышается точность выявления структурных изменений костной ткани. Это позволит улучшить диагностику спондилоартроитов, оценку стадий анкилозирующего спондилоартрита, повысит точность мониторинга эффективности проводимой терапии у пациентов данной группы заболеваний; в некоторых случаях предлагаемая методика может быть предложена как альтернатива компьютерной томографии для уменьшения дозы облучения на пациента.

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике и терапии и может быть использовано для оценки структурных изменений костной ткани при диагностике изменений крестцово-подвздошный сочленений при спондилоартритах. Пациента укладывают на спине с вытянутыми ногами. Исследуемую сторону приподнимают над столом таким образом, чтобы фронтальная плоскость туловища образовывала угол 20° с плоскостью стола в соответствии с фигурой 1, представленной в материалах заявки. Центральный луч рентгенодиагностического аппарата направляют перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости, при этом фокусное расстояние 125 см. Затем для сканирования выбирают следующие значения: область исследования - подвздошная кость; проекция - косая; в зависимости от комплекции пациента выставляют параметры для томосинтеза: угол прохода трубки 60°, высота от 120 до 140 мм, количество снимков 60, толщина исследуемого объекта 200-300 мм, слой реконструкции 1,5 мм. Способ обеспечивает объемную визуализацию костной структуры, уменьшение наложения близлежащих органов и возможность оценить рентгеновскую суставную щель на всем ее протяжении, а также точность выявления структурных изменений кости за счет укладки пациента и выбора проекции выполнения томосинтеза. 12 ил., 2 пр.

Способ линейного томосинтеза крестцово-подвздошных сочленений для оценки структурных изменений костной ткани, отличающийся тем, что пациента укладывают на спине с вытянутыми ногами, исследуемую сторону приподнимают над столом таким образом, чтобы фронтальная плоскость туловища образовывала угол 20° с плоскостью стола в соответствии с фигурой 1, представленной в материалах заявки, центральный луч рентгенодиагностического аппарата направляют перпендикулярно к плоскости стола на уровень верхней передней подвздошной ости, при этом фокусное расстояние 125 см, затем для сканирования выбирают следующие значения: область исследования - подвздошная кость; проекция - косая; в зависимости от комплекции пациента выставляют параметры для томосинтеза: угол прохода трубки 60°, высота от стола до центра исследуемого сустава 120 до 140 мм, количество снимков 60, толщина исследуемого объекта 200-300 мм, слой реконструкции 1,5 мм.