Способ прогнозирования повреждений передней крестообразной связки коленного сустава

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для прогнозирования повреждений передней крестообразной связки и выбора оптимального варианта оперативного лечения. Проводят компьютерную томографию дистального отдела бедренной кости, измеряют расстояние между мыщелками бедра при входе в межмыщелковую ямку и высоту ямки, определяют отношение их абсолютных величин и при величине установленного отношения меньше 1,0 прогнозируют вероятность повреждения передней крестообразной связки коленного сустава, при величине отношения больше 1,0 - отсутствие вероятности повреждения передней крестообразной связки коленного сустава. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для прогнозирования повреждений передней крестообразной связки и выбора оптимального варианта оперативного лечения.

Повреждения капсульно-связочного аппарата (КСА) коленного сустава по частоте занимают первое место, при этом передняя крестообразная связка (ПКС) является наиболее часто повреждаемой стабилизирующей структурой.

Известно, что существует статистически достоверная корреляция между стенозом межмыщелковой ямки бедренной кости (ММЯ) и разрывом ПКС. Это сопряжено с тем, что при сгибании в суставе и наружной ротации связка натягивается над медиальной поверхностью наружного мыщелка бедренной кости (Орлецкий Л.К., Миронова З. С. Послеоперационные рецидивы нестабильности коленного сустава: меры профилактики // Вестн. травматол. ортопед.- 1997. - 2.- С. 41 - 43).

К недостаткам известного способа следует отнести то, что авторы известного способа используют термин "стеноз" межмыщелковой ямки бедра, который не полностью отражает суть проблемы, так как стеноз может быть приобретенного характера - после перелома мыщелков бедренной кости или врожденного характера. Кроме того, авторы не приводят данные о вариантах и критериях оценки данной патологии.

Наиболее близким к предлагаемому является способ прогнозирования повреждений передней крестообразной связки коленного сустава путем анализа математической модели коленного сустава (Широков В.А., Оганесян О.В. и др. Математическое моделирование повреждений связок и менисков коленного сустава // Ортопед. , травматол. и протезиров. - 1982. - 12.- С. 44 - 47). На основе анализа накопленных экспериментальных данных авторами был разработан алгоритм диагностики, лечения и профилактики многих повреждений сустава. Предлагаемая авторами математическая модель коленного сустава учитывает геометрию суставных поверхностей и конфигурацию связочно-сумочного аппарата.

Сущность известного способа заключается в аппроксимации контуров проекций на сагиттальную плоскость рабочей, участвующей во взаимном контакте, поверхности мыщелков бедренной и большеберцовой кости по рентгенограммам коленного сустава в боковой проекции. Для расчета используют кинематическую схему модели. Двумерная математическая модель коленного сустава учитывает форму суставных поверхностей, конфигурацию связочно-сумочного аппарата и позволяет определить движение в ненагруженном суставе, количественно оценить нестабильность сустава и провисание связок, появляющееся при неверном выборе точки крепления заменителя связки, а также но характеру возникающей нестабильности определить направление сдвига конца заменителя связки от оптимального положения.

В своей работе авторы делают вывод, что предложенное ими математическое моделирование позволило количественно оценить нестабильность сустава и провисание связок, проявляющееся при неверном выборе точки крепления конца заменителя связки, а также по характеру возникшей нестабильности определить направление сдвига конца заменителя связки от оптимального положения.

К недостаткам известного способа следует отнести отсутствие возможности прогнозирования повреждения ПКС.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа прогнозирования повреждения ПКС.

Технический результат заявляемого способа заключается в повышении точности прогноза путем введения показателя - межмыщелкового индекса (ММИ), учитывающего врожденные неблагоприятные варианты развития дистального конца бедренной кости с изменением формы ММЯ, и профилактике повторных повреждений.

Поставленная задача решается способом, заключающимся в том, что прогнозирование повреждений передней крестообразной связки включает проведение рентгеновского исследования коленного сустава.

Технический результат достигается проведением рентгеновской компьютерной томографии дистального отдела бедренной кости.

Отличительными приемами заявляемого способа являются: - измерение расстояния между мыщелками бедра при входе в межмыщелковую ямку; - измерение высоты ямки; - определение отношения величин расстояния между мыщелками бедра при входе в межмыщелковую ямку и высоты ямки - определение межмыщелкового индекса (ММИ); - при величине ММИ меньше 1,0 прогнозируют вероятность повреждения передней крестообразной связки коленного сустава; - при величине ММИ больше 1,0 прогноз благоприятный - отсутствие вероятности повреждения передней крестообразной связки коленного сустава.

Автором заявляемого способа для исследования врожденных вариантов ММЯ бедренной кости выбрана компьютерная томография (КГ) как высоко эффективный, неинвазивный метод диагностики, имеющий низкий уровнь облучения и позволяющий точно измерять объекты (Тюрин И.Е., Нейштадт А.С., Черемсин В.М. Компьютерная томография при туберкулезе органов дыхания.- Спб.: "Корона принт," 1998.-240 с.).

Изучен 51 коленный сустав у пациентов в возрасте от 20 до 44 лет. Лиц мужского пола было 42, женского - 9. Использован рентгеновский КТ "SОМАТОМ"АR ТХ (Siеmепs). Продолжительность исследования 8-12 мин. Срезы делали во фронтальной плоскости в последовательном режиме (срез, шаг 3; 5 мм) через межмыщелковую ямку с измерением расстояния между мыщелками бедра при входе в нее (отрезок 1 или "х") и второй (отрезок 2 или "у") замер от дна ямки до линии 1 (фиг.1). Получены следующие данные: - ширина межмыщелковой ямки "х" варьирует от 1,8 см до 4,2 см (средняя х=2, 60 см).

- высота "у" ММЯ может быть от 2,2 до 3,1 см (средняя "у"=2,55 см).

На основании проведенного анализа автором был выведен межмыщелковый индекс (ММИ), позволяющий оценить варианты ММЯ и прогнозировать повреждения ПКС. Определение ММИ основано на сопоставлении величин ширины ММЯ у основания (отрезок 1 или "х") и высоты ММЯ (отрезок 2 или "у"). ММИ рассчитывают но формуле: ММИ=х/у; ММИ (среднее)=х(среднее)/у (среднее)=2,60/2,55=1,01 Следовательно, ММИ в норме должен быть больше 1,0.

Автором установлено, что величина ММИ меньше 1,0 свидетельствует о наличии сужения ММЯ и, следовательно, позволяет прогнозировать вероятность повреждения передней крестообразной связки коленного сустава.

Также автором установлено, что расстояние от отрезка 2 ("у") до поверхности ММЯ на наружном мыщелке бедра (резервное пространство) существенно влияет на частоту повреждения ПКС и представлено в виде прямоугольного треугольника АВС (фиг. 2). Отрезок АС в норме больше 1,0. Величина резервного пространства прямо пропорциональна величине ММИ и зависит от размеров отрезка "х".

При анализе компьютерных томограмм выявлены наиболее часто встречаемые варианты ММЯ с обозначением их буквами латинского алфавита (обработка материала проведена по программе "Ехсеl), где
- n - количество наблюдений;
- t - критерий Стьюдента;
- х - средние данные отрезка 1;
- у - средние данные отрезка 2.

- ММИ - средние показатели межмыщелкового индекса.

При выполнении оперативных вмешательств у больных с повреждением капсульно-связочного аппарата (КСА) коленного сустава (более 166 наблюдений) было отмечено наличие различных вариантов ММЯ бедра и возникновение послеоперационной нестабильности с разрывами ПКС у пациентов с нестандарными ее формами и размерами.

- Тип -"А" (n=30) (фиг.1): по форме напоминает "волну" с углом наклона дна ямки в сторону внутреннего мыщелка бедра под углом 30-50^o (средний - 40^o). Средние размеры ширины ямки у основания "х 1" = 2,910,08 см; высота "у 1" = 2,640,06 см. ММИ=1,10. Нормальное резервное пространство.

- Тип -"В"(n= 15) (фиг.3): по форме напоминает ногтевую фалангу пятого пальца кисти в сагиттальной плоскости с углом наклона дна ямки в сторону внутреннего мыщелка бедра под углом 40-60^o (средний - 50,7^o) со следующими размерами: ширина у основания "х"=2,01 см; высота "у"=2,41 см. ММИ=0,83. Уменьшенное резервное пространство.

- Тип -"С"(n=6) (фиг.4): имеет форму деформированного прямоугольника с углом в средней его части, открытым в сторону наружного мыщелка. Угол наклона дна ямки в сторону наружного мыщелка бедра в пределах 20^o. Ширина ямки у основания "х"=1,8 см; высота "у"=2,3 см. ММИ=0,73. Уменьшенное резервное пространство.

Учитывая, что варианты ММЯ типа "В"(n=15) и "С"(n=6) встречаются реже и по своим средним данным схожи, то для достоверности статистической обработки они объединены (n=21) и выведены средние показатели: "х 2"=1,950,04 см; "у 2 "=2,380,03 см.

Проведен t - тест по критерию Стьюдента для "х 1" при n=30 и "х 2" при п= 21, так как t=7,36 больше критического (2,04), то средние "х 1" и "х 2" (статистически различимы) при альфа=0,05; t - тест Стьюдента "у 1" при n=30 и "у 2" при n=21, так как t=2,74 больше критического (2,04), то среднее "у 1" и у 2" статистически различимы при альфа=0,05.

Таким образом, предложенный способ прогнозирования имеет критерий патентоспособности "изобретательский уровень".

Проведенные патентные исследования по подклассам А 61 В 6/00, 17/00 и анализ научно-медицинской литературы, отражающей существующий уровень в диагностике и лечении повреждений капсульно-связочного аппарата коленного сустава, не выявили способа прогнозирования, идентичного по своим признакам предложенному. Таким образом, предложенный способ является новым и промышленно применимым.

Сущность заявляемого способа поясняется клиническим примером: больной Ж. , 25 лет (история болезни 8041), поступил в клинику 04.12.2000 г. с диагнозом: повреждение передней крестообразной связки, внутреннего мениска правого коленного сустава. Жалобы при поступлении на боли в правом коленном суставе, чувство неустойчивости. В 1997 г. оперирован по поводу повреждения ПКС, большеберцовой коллатеральной связки. После операции сустав был стабильным, работал но специальности. В ноябре 2000 г. в быту при повороте голени появилась боль в правом коленном суставе, в дальнейшем отметил появление чувства неустойчивости.

Объективно: кожные покровы обычной окраски, умеренная сглаженность контуров сустава. Объем движений - 0/0/130^o. Локальная боль в проекции внутреннего мениска, положительный симптом Штеймана, Байкова. Положительный симптом переднего "выдвижного ящика" со смещением до 1,0 см.

04.12.2000 г. выполнена КТ правого коленного сустава (фиг.4), и была выявлена деформация межмыщелковой ямки типа "С", характеристика которой описана выше. 05.12.2000 г. выполнена повторная артротомия, на которой был выявлен разрыв двойной лавсановой ленты в месте ее прикрепления к наружному мыщелку бедра, разрыв внутреннего мениска по типу "ручки-лейки" с ущемлением оторванной части в межмыщелковой области. Причиной повторного повреждения ПКС является врожденная деформация межмыщелковой ямки бедренной кости, которая не была учтена при первой операции.

Автором заявляемого способа установлено, что одной из причин, приводящей к повреждению ПКС, являются врожденные неблагоприятные варианты развития дистального конца бедренной кости с изменением формы ММЯ по типу "В" и "С", характеризующиеся сужением ее и деформацией при ММИ меньше 1,0, что приводит к перегибу ПКС но переднему краю ММЯ при наружной ротации (из-за узости резервного пространства) на наружном мыщелке бедра с натяжением и последующим разрывом. Данная патология может быть причиной послеоперационных неудач при восстановлении ПКС.

Компьютерная томография с определением индекса ММИ может быть использована для прогноза повреждения ПКС у лиц, имеющих повышенные нагрузки па коленные суставы (профессиональные спортсмены, военнослужащие и т.д.).

Наиболее благоприятный вариант ММЯ типа "А", который имеет ММИ больше 1,0 и достаточное резервное пространство для ПКС.

У пациентов с ММЯ типа "В" и "С" необходимо при восстановлении ПКС выполнять краевую резекцию наружного мыщелка бедра с целью увеличения резервного пространства и профилактики повторных повреждений.

Формула изобретения

Способ прогнозирования повреждений передней крестообразной связки коленного сустава, включающий рентгеновское исследование коленного сустава, отличающийся тем, что проводят компьютерную томографию дистального отдела бедренной кости, измеряют расстояние между мыщелками бедра при входе в межмыщелковую ямку и высоту ямки, по отношению которых меньше 1,0 прогнозируют вероятность повреждения передней крестообразной связки коленного сустава.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4