Ультразвуковая (УЗ) остеометрия пяточной кости позволяет оценить как плотность костной ткани, так и состояние архитектоники, которые в совокупности характеризуют прочность кости. Костная ткань пяточной кости состоит почти на 90% из губчатой ткани и отражает не только локальный остеопороз пяточной кости, а системный остеопороз скелета [1,2, 3].
В настоящее время определялись параметры с помощью ультразвукового сканирования, которые позволяют судить не только о минеральной плотности костной ткани, но и о ее эластичности и порозности. В основу метода положено взаимодействие звуковых волн с костной тканью, механические свойства которой изменяются в связи с развитием остеопороза, и, следовательно, с физической точки зрения этот метод более близок к отражению качества кости по сравнению с рентгеновскими методами. Характеристики УЗ-волны при прохождении ее через кость изменяются в зависимости от состояния костной ткани.
УЗ-остеометрия основана на взаимодействии звуковых (механических) волн с костной тканью, близкой по своим свойствам к твёрдому телу, и в силу своей природы должно оценивать механические свойства кости. Методики УЗ-остеометрии являются параметрическими, результаты исследований представляются в виде количественной информации, связанной со свойствами кости: её массой и структурой [1,2,4]. В большинстве приборов определяется скорость прохождения ультразвука (SOS) в костной ткани (м/с), отражающая её плотность [5].
SOS является важной характеристикой биологических тканей и более объективно характеризует процесс распространения акустических волн по сравнению, например, с коэффициентом затухания (BUA) [6].
При исследовании пяточной кости вычисляется и ослабление волны (в дБ/МГц), отражающее не только плотность ткани, но и состояние костных трабекул - их количество, пространственную ориентацию, наличие микроповреждений [6]. Скорость ультразвука и его затухание коррелируют между собой с коэффициентом 0,7 [7], что предполагает воздействие на них разных свойств кости. Если определяются оба параметра, то с помощью программного обеспечения они комбинируются в совокупный показатель (BQI) - «индекс жёсткости», что упрощает интерпретацию для клиницистов [8].
Метод имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих возможность его применения в практических условиях. Хотя для оценки результатов используются уже упоминавшиеся Т- и Z-критерии, не установлено значение Т-критерия, которое следует считать «пороговым»; за редким исключением исследуются только периферические кости; многие аппараты пропускают ультразвуковые волны только по кортикальному слою [9]. Тем не менее, поскольку это исследование даёт информацию не только о содержании минералов, но и о других свойствах кости, определяющих её «качество» (прочность), метод может иметь определённые перспективы [10, 11].
Считается, что УЗ-остеометрия является оптимальным методом для массового осмотра населения для установки потери костной прочности, что подтверждено рядом авторов [12-14].
С целью оценки количественных параметров ультразвукового исследования пяточной кости у пациентов с гемофилическими артрозами в разные стадии нами проведено данное исследование.
Материалы и методы: Методом УЗ-остеометрии пяточной кости обследовано 65 пациентов, госпитализированных на эндопротезирование коленного сустава, после комплекса исследований им заменено всего 74 сустава - 56 пациентам проведена замена одного сустава, 9 пациентам - два коленных сустава.
Так же для сравнения было обследовано 80 здоровых лиц-добровольцев без костно-суставной патологии, в возрасте 25-40 лет, включены в контрольную группу.
УЗ-остеометрия пяточной кости проводилась на ультразвуковом аппарате OsteoSys-3000, основными параметрами явились скорость проведения ультразвука (SOS) и декремент широкополостного затухания (BUA). SOS отражает объемную минеральную плотность костной ткани (МПКТ) и эластичность костной ткани, а BUA ассоциируется с плотностью состава и структурой трабекул. Так же автоматически рассчитывался индекс жесткости кости (%) с использованием Т- и Z-критериев. Тестируемый отдел - левая пяточная кость.
Для сравнения использовалась база данных европейской и азиатской этнической группы, заложенных в программном обеспечении остеометра.
Наличие или отсутствие снижения количественных показателей определялось по Т-критерию в соответствии с рекомендациями рабочей группы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ): значения в пределах от -1,0 до -2,5 стандартной девиации (SD) расценивается как остеопения, в пределах -2,5 SD и ниже - остеопороз [2,7].
Результаты и их обсуждение. Перед операцией 65 пациентов с гемофлилическими артрозами, по данным обследования пяточной кости на УЗ-денситометре, в зависимости от уровня Т-критерия были разделены на 3 группы: - с ОП пяточной кости, остеопенией и с нормальными показателями (табл. 1).
Таблица 1. Распределение обследованных в зависимости от уровня Т-критерия при УЗ-остеометрии пяточной кости
Как видно из табл. 1, частота остеопении и остеопороза пяточной кости у пациентов с гемофилией высокая - во всех группах практически нет пациентов с нормальным уровнем Т-критерия в пяточной кости, частота остеопении в основной группе составила 18,4%, в контрольной - 22,5%. Остеопороз встречался у 53 пациентов с гемофилическими артропатиямиколенного сустава, что составило 81,6%, тогда как среди добровольцев всего у 6, что составило 7,5%.
Таким образом, развитие артроза коленного сустава у больных гемофилией взаимосвязано с нарушением прочностных характеристик костной ткани. Сравнительная характеристика количественных параметров пяточной кости у пациентов с гемофилическими артрозами коленных суставов в разные стадии по данным УЗИ-остеометрии пяточной кости представлена в табл. 2. В исследование включены пациенты с гемофилией и артрозами коленного сустава ранних стадий (13 пациентов), которым эндопротезирование коленного сустава не показано, госпитализированы по поводу внесуставных кровоизлияний (иссечение хронических межмышечных гематом).
Как видно из табл. 2, у больных с гемофилическими артрозами скорость проведения ультразвука - SOS), показывающая состояние плотности кости, достоверно не отличалась в разные стадии процесса.
Декремент широкополосного затухания ультразвука - BUA, характеризующий состояние архитектоники и наличие микроповреждений, снижен в поздних стадиях (р<0,0001).
Индекс жесткости (прочности) пяточной кости - ВQI у пациентов с ранними признаками гемофилических артропатий - при 1 стадии снижен до 67,2±5,6%, в сравнении с контролем (р≤0,005). При 2 стадии этот показатель понижен до 42,2±12,5%, достоверно отличающийся в сравнении с контролем (р<0,0001). Значение Т-критерия у пациентов на ранних стадиях в среднем составил -2,63±0,56SD, что соответствовал остеопорозу пяточной кости у пациентов с гемофилией.
Таблица 2. Сравнительная характеристика количественных параметров пяточной кости по данным УЗ-остеометрии у пациентов с гемофилическими артрозами коленных суставов в разные стадии (X±σ)
Примечания: * - достоверность различий между основными и контрольной группами, р≤0,005; ** - - достоверность различий между основными и контрольной группами, р≤0,0001.
В поздних 3-4 стадиях (табл. 3) отмечено достоверное снижение среднего значения индекса жесткостиBQI до 33,4±5,6%, в сравнении с контролем; среднее значение Т-критерия снижен до -3,74±0,5SD, достоверно отличающееся в сравнении с контролем (р<0,0001).
Индекс жесткости (прочности) пяточной кости (ВQI) достоверно ниже на 25% в первой стадии (р<0,005), на 53% во 2 стадии (р<0,0001), на 63% в третьей (р<0,0001), в 4 стадии - на 66% (р<0,0001), в сравнении с контролем.
Анализ результатов денситометрии пяточной кости в группе больных с гемофилическими артрозами и в контрольной группе выявил достоверные различия в ультразвуковых характеристиках.
Нами выявлена зависимость между прогрессированием стадий при гемофилических артрозах и показателями ультразвуковой остеометрии пяточной кости - чем тяжелее стадия артроза, тем ниже показатели прочности кости.
Таблица 3. Сравнительная характеристика количественных параметров пяточной кости по данным УЗ-остеометрии у пациентов с поздними стадиями гемофилического артроза коленных суставов до операции эндопротезирования (X±σ)
Параллельно с увеличением количества операций эндопротезирования суставов растет и количество осложнений, поэтому одной из задач лучевой диагностики является усовершенствование системного подхода к их выявлению [15-17].
Доказано, что остеопороз является предиктором переломов перипротезной костной ткани при эндопротезировании суставов [14,15,17]. В нашем исследовании снижение ВQI при УЗ-остеометрии пяточной кости также может служить предиктором переломов либо повышенной резорбции перипротезной костной ткани большеберцовой кости после эндопротезирования коленного сустава, что может привести к нестабильности эндопротеза. Таким образом, снижение прочности кости, отражаемый в ВQI, является фактором риска развития нестабильности эндопротеза.
Проведение УЗ-остеометрии позволило определить состояние прочности кости до эндопротезирования коленного сустава, выявить, что низкая прочность кости является важным предиктором нестабильности эндопротеза у больных с гемофилическими артрозами. Данное исследование является методом контроля за состоянием минерализации костной ткани в постоперационном периоде, основная цель проведения этих исследований - снижение риска развития нестабильности эндопротеза у больных с гемофилией.