Результат интеллектуальной деятельности: Способ предоперационного определения плотности губчатой костной ткани позвонков перед проведением кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии, ортопедии и нейрохирургии, к способу предоперационного определения плотности губчатой костной ткани позвонков перед проведением кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника и может быть использовано при лечении пациентов с травмами позвоночника и их последствиями в условиях травматологических, ортопедических, хирургических и других стационарах.

Плотность костной ткани позвонков имеет важное значение при выполнении декомпрессивно-стабилизирующего вмешательства на поясничном отделе позвоночника, причем сниженная костная плотность может быть причиной нестабильности конструкции, проседания размещенного межтелового кейджа, отсутствием сформированного артифициального костно-металлического блока, что в конечном счете ведет к неудовлетворительным клиническим результатам.

Известен способ рентгеновской денситометрии, включающий определение механической прочности кости по концентрация гидроксиапатита кальция посредством двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, (см. Петряйкин, А.В. Сергунова К.А., и др. «Рентгеновская денситометрия, вопросы стандартизации (обзор литературы и экспериментальные данные). Радиология - практика. 2018; 1:50-62).

Однако известный способ при своем использовании обладает следующими недостатками:

- обладает значительной погрешностью измерений у пациентов с выраженными дегенеративными изменениями позвоночника и с деформациями позвоночников,

- недоступность для денситометрического исследования наиболее часто оперируемых позвонков L5 и S1,

- не обеспечивает возможность определения плотности костной ткани непосредственно в зоне планируемой металлофиксации.

Наиболее близким к заявленному является принятый за прототип способ костной плотности в единицах Хаунсфилда в позвонке L1 независимо от уровня планируемого вмешательства, (см. Pisano AJ, Jr DRF, Steelman T, Riccio С, Helgeson MD, Wagner SC. Lumbar disc height and vertebral Hounsfield units: association with interbody cage subsidence. Neurosurg Focus. 2020;49(August):l-6.).

Однако известный способ при своем использовании обладает следующими недостатками:

- не обеспечивает получение доказанной эффективности при прогнозировании и планировании хирургического лечения с использованием кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника,

- не обеспечивает необходимую эффективность предоперационного прогнозирования результатов декомпрессивно-стабилизирующего лечения пациента,

- недостаточно уменьшает риск реопераций вследствие несостоятельности металлоконструкции.

Задачей изобретения является создание способа предоперационного определения плотности губчатой костной ткани позвонков перед проведением кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника.

Техническим результатом является обеспечение высокой точности измерений плотности губчатой костной ткани позвонков у пациентов с выраженными дегенеративными изменениями позвоночника и с деформациями позвоночников, и планировании хирургического лечения с использованием кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника, а также значительное обеспечение возможности определения плотности костной ткани непосредственно в зоне планируемой металлофиксации, обеспечение доказанной эффективности при прогнозировании уменьшение риска выполнения реопераций вследствие несостоятельности металлоконструкции.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложен способ предоперационного определения плотности губчатой костной ткани позвонков перед проведением кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника, характеризующийся тем, что в предоперационном периоде определяют методом мультиспиральной компьютерной томографии пространственную визуализацию структуры губчатой костной ткани тела позвонков пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника пациента выполнением 64 срезов за один оборот гентри с толщиной среза 0,625 мм, без наклона «гентри» с напряжением 120 kV, силой тока 175 mA, за время 2,2 секунды при pitch 0,516:1, с использованием обзорной скенограммы длиной 150-220 мм, осуществляют построение мультипланарных реконструкций изображения пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника в трех взаимно перпендикулярных плоскостях - аксиальной, фронтальной и сагиттальной, на среднеаксиальном срезе томографически визуализированного тела позвонков на уровне их венозного сплетения вычисляют в единицах Хаунсфилда плотность кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника, подлежащих круговой металлофиксации с использованием межтелового спондилодеза и стабилизацией транспедикулярными винтами, затем вычисленные значения плотности каждого поясничного позвонка из пораженного сегмемента поясничного отдела позвоночника в единицах Хаунсфилда сопоставляют с ранее исследованными пороговыми значениями плотности и устанавливают уровень риска состоятельности или несостоятельности круговой металлофиксации, при этом при значениях плотности кости позвонка L4 более 127 HU, плотности кости позвонка L5 более 136 HU и плотности кости позвонка S1 более 142 HU устанавливают отсутствие риска несостоятельности круговой металлофиксации пораженного поясничного отдела позвоночника, а при значениях плотности кости позвонка L4 ≤127 HU, плотности кости позвонка L5 ≤136 HU и плотности кости позвонка S1 ≤142 HU устанавливают высокий риск несостоятельности круговой металлофиксации на поясничном отделе позвоночника при планировании выполнения межтелового спондилодеза в сочетании с транспедикулярной фиксацией. При этом при определении плотности в единицах Хаунсфилда поясничных позвонков показатели плотности кортикальной кости и плотность склеротически измененной костной ткани не учитывают.

Способ осуществляется следующим образом. В предоперационном периоде определяют методом мультиспиральной компьютерной томографии пространственную визуализацию структуры губчатой костной ткани тела позвонков пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника пациента выполнением 64 срезов за один оборот гентри с толщиной среза 0,625 мм, без наклона «гентри» с напряжением 120 kV, силой тока 175 mA, за время 2,2 секунды при pitch 0,516:1.

С использованием обзорной скенограммы длиной 150 - 220 мм осуществляют построение мультипланарных реконструкций изображения пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника в трех взаимно перпендикулярных плоскостях - аксиальной, фронтальной и сагиттальной. Затем на средне-аксиальном срезе томографически визуализированного тела позвонков на уровне их венозного сплетения вычисляют в единицах Хаунсфилда плотность кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника, подлежащих круговой металлофиксации с использованием межтелового спондилодеза и стабилизацией транспедикулярными винтами.

Затем вычисленные значения плотности каждого поясничного позвонка из пораженного сегмемента поясничного отдела позвоночника в единицах Хаунсфилда сопоставляют с ранее исследованными пороговыми значениями плотности и устанавливают уровень риска состоятельности или несостоятельности круговой металлофиксации.

При этом при значениях плотности кости позвонка L4 более 127 HU, плотности кости позвонка L5 более 136 HU и плотности кости позвонка S1 более 142 HU устанавливают отсутствие риска несостоятельности круговой металлофиксации пораженного поясничного отдела позвоночника.

При значениях плотности кости позвонка L4 ≤127 HU, плотности кости позвонка L5 ≤136 HU и плотности кости позвонка S1 ≤142 HU устанавливают высокий риск несостоятельности круговой металлофиксации на поясничном отделе позвоночника при планировании выполнения межтелового спондилодеза в сочетании с транспедикулярной фиксацией.

При этом при определении плотности в единицах Хаунсфилда поясничных позвонков показатели плотности кортикальной кости и плотность склеротически измененной костной ткани не учитывают.

Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ предоперационного определения плотности губчатой костной ткани позвонков перед проведением кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника, отличительными являются:

- определение в предоперационном периоде методом многослойной спиральной компьютерной томографии пространственнойю визуализации структуры губчатой костной ткани тела позвонков пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника пациента выполнением 64 срезов за один оборот гентри с толщиной среза 0,625 мм, без наклона «гентри» с напряжением 120 kV, силой тока 175 mA, за время 2,2 секунды при pitch 0,516:1, с использованием обзорной скенограммы длиной 150-220 мм,

- осуществление построения мультипланарных реконструкций изображения пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника в трех взаимно перпендикулярных плоскостях - аксиальной, фронтальной и сагиттальной,

- вычисление на среднеаксиальном срезе томографически визуализированного тела позвонков на уровне их венозного сплетения в единицах Хаунсфилда плотности кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника, подлежащих круговой металлофиксации с использованием межтелового спондилодеза и стабилизацией транспедикулярными винтами,

- сопоставление вычисленных значении плотности каждого поясничного позвонка из пораженного сегмемента поясничного отдела позвоночника в единицах Хаунсфилда с ранее исследованными пороговыми значениями плотности и установление уровня риска состоятельности или несостоятельности планируемой круговой металлофиксации,

- установление при значениях плотности кости позвонка L4 более 127 HU, плотности кости позвонка L5 более 136 HU и плотности кости позвонка S1 более 142 HU отсутствие риска несостоятельности круговой металлофиксации пораженного поясничного отдела позвоночника,

- установление при значениях плотности кости позвонка L4 ≤127 HU, плотности кости позвонка L5 ≤136 HU и плотности кости позвонка S1 ≤142 HU высокого риска несостоятельности круговой металлофиксации на поясничном отделе позвоночника при планировании выполнения межтелового спондилодеза в сочетании с транспедикулярной фиксацией.

При этом при определении плотности в единицах Хаунсфилда поясничных позвонков показатели плотности кортикальной кости и плотность склеротически измененной костной ткани не учитывают.

Экспериментальные и клинические исследования предложенного способа предоперационной мультиспиральной компьютерной томографии определения плотности губчатой костной ткани при поражениях поясничного отдела позвоночника пациента показали его высокую эффективность. Предложенный способ предоперационной мультиспиральной компьютерной томографии определения плотности губчатой костной ткани при поражениях поясничного отдела позвоночника пациента обеспечил при своем использовании возможность высокую точность измерения плотности губчатой костной ткани позвонков у пациентов с выраженными дегенеративными изменениями позвоночника и с деформациями позвоночников, обеспечил возможность планирования хирургического лечения с использованием кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника, а также обеспечил возможность определения плотности костной ткани непосредственно в зоне планируемой металлофиксации, обеспечил доказанную эффективность при прогнозировании уменьшение риска выполнения реопераций вследствие несостоятельности металлоконструкции.

Реализация предложенного способа предоперационной мультиспиральной компьютерной томографии определения плотности губчатой костной ткани при поражениях поясничного отдела позвоночника пациента иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациентка К. 55 лет, обратилась в 12 травматолого-ортопедическое отделение ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова» с жалобами на выраженные боли в поясничном отделе позвоночника, значительно усиливающиеся при минимальной стереотипной физической нагрузке.

После проведенного комплексного клинико-рентгенологического обследования, установлен клинический диагноз: Остеохондроз поясничного отдела позвоночника с преимущественным поражением L5-S1 сегмента. Сегментарный кифоз на L5-S1 уровне. Синдром функциональной несостоятельности поясничного отдела позвоночника, синдром люмбоишиалгии справа.

Пациентке выполнили предоперационное определение плотности губчатой костной ткани позвонков перед проведением кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника.

В предоперационном периоде определили методом мультиспиральной компьютерной томографии пространственную визуализацию структуры губчатой костной ткани тела позвонков пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника пациентки выполнением 64 срезов за один оборот гентри с толщиной среза 0,625 мм, без наклона «гентри» с напряжением 120 kV, силой тока 175 mA, за время 2,2 секунды при pitch 0,516:1.

С использованием обзорной скенограммы длиной 150 мм осуществили построение мультипланарных реконструкций изображения пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника в трех взаимно перпендикулярных плоскостях - аксиальной, фронтальной и сагиттальной. Затем на среднеаксиальном срезе томографически визуализированного тела позвонков на уровне их венозного сплетения вычислили в единицах Хаунсфилда плотность кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника, подлежащих круговой металлофиксации с использованием межтелового спондилодеза и стабилизацией транспедикулярными винтами.

Затем вычисленные значения плотности каждого поясничного позвонка из пораженного сегмемента поясничного отдела позвоночника в единицах Хаунсфилда сопоставили с ранее исследованными пороговыми значениями плотности и установили уровень риска состоятельности или несостоятельности круговой металлофиксации.

Установили значения плотности кости позвонка L4 пациентки 142 единицы HU, плотности кости позвонка L5 пациентки 147 единиц HU и плотности кости позвонка S1 пациентки 152 единицы HU. На основе анализа полученных результатов исследованных значений плотности кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника установили факт отсутствие риска несостоятельности круговой металлофиксации пораженного поясничного отдела позвоночника пациентки.

При этом при определении плотности в единицах Хаунсфилда поясничных позвонков показатели плотности кортикальной кости и плотность склеротически измененной костной ткани не учитывали.

Пациентке было запланировано выполнение кругового спондилодеза с использованием металлофиксации.

Пример 2. Пациент Ш. 64 лет, обратился в 12 травматолого-ортопедическое отделение ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова» Минздрава России с жалобами на боли в поясничной области при физической нагрузке и выраженные постоянные боли в правом бедре и голени.

После проведенного комплексного клинико-рентгенологического обследования, установлен клинический диагноз: Остеохондроз поясничного отдела позвоночника с преимущественным поражением L4-L5 сегмента. Дегенеративный спондилолистез L4 позвонка. Дегенеративный стеноз позвоночного канала на L4-L5 уровне. Синдром функциональной несостоятельности поясничного отдела позвоночника, синдром люмбоишиалгии справа.

Пациенту выполнили предоперационное определение методом многослойной спиральной компьютерной томографии плотности губчатой костной ткани при поражениях поясничного отдела позвоночника.

В предоперационном периоде определили методом мультиспиральной компьютерной томографии пространственную визуализацию структуры губчатой костной ткани тела позвонков пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника пациента выполнением 64 срезов за один оборот гентри с толщиной среза 0,625 мм, без наклона «гентри» с напряжением 120 kV, силой тока 175 mA, за время 2,2 секунды при pitch 0,516:1.

С использованием обзорной скенограммы длиной 220 мм осуществили построение мультипланарных реконструкций изображения пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника в трех взаимно перпендикулярных плоскостях - аксиальной, фронтальной и сагиттальной. Затем на среднеаксиальном срезе томографически визуализированного тела позвонков на уровне их венозного сплетения вычислили в единицах Хаунсфилда плотность кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника, подлежащих круговой металлофиксации с использованием межтелового спондилодеза и стабилизацией транспедикулярными винтами.

Затем вычисленные значения плотности каждого поясничного позвонка из пораженного сегмемента поясничного отдела позвоночника в единицах Хаунсфилда сопоставили с ранее исследованными пороговыми значениями плотности и установили уровень риска состоятельности или несостоятельности круговой металлофиксации.

Установили значения плотности кости позвонка L4 пациента 122 единицы HU, плотности кости позвонка L5 пациента 136 единиц HU и плотности кости позвонка S1 пациента 137 единицы HU. На основе анализа полученных результатов исследованных значений плотности кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника установили факт присутствия риска несостоятельности круговой металлофиксации пораженного поясничного отдела позвоночника пациента.

При этом при определении плотности в единицах Хаунсфилда поясничных позвонков показатели плотности кортикальной кости и плотность склеротически измененной костной ткани не учитывали.

Пациенту было запланировано выполнение декомпрессии невральных структур из микрохирургического доступа без применения металлофиксации.

Пример 3. Пациент Ш. 58 лет, обратился в 12 травматолого-ортопедическое отделение ФГБУ «НМИЦ ТО им. Н.Н. Приорова» Минздрава России с жалобами на боли в поясничной области при физической нагрузке и выраженные постоянные боли в левом бедре и голени.

После проведенного комплексного клинико-рентгенологического обследования, установлен клинический диагноз: Остеохондроз поясничного отдела позвоночника с преимущественным поражением L4-L5 сегмента. Дегенеративный спондилолистез L4 позвонка. Дегенеративный стеноз позвоночного канала на L4-L5 уровне. Синдром функциональной несостоятельности поясничного отдела позвоночника.

Пациенту выполнили предоперационное определение методом многослойной спиральной компьютерной томографии плотности губчатой костной ткани при поражениях поясничного отдела позвоночника.

В предоперационном периоде определили методом мультиспиральной компьютерной томографии пространственную визуализацию структуры губчатой костной ткани тела позвонков пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника пациента выполнением 64 срезов за один оборот гентри с толщиной среза 0,625 мм, без наклона «гентри» с напряжением 120 kV, силой тока 175 mA, за время 2,2 секунды при pitch 0,516:1.

С использованием обзорной скенограммы длиной 180 мм осуществили построение мультипланарных реконструкций изображения пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника в трех взаимно перпендикулярных плоскостях - аксиальной, фронтальной и сагиттальной. Затем на среднеаксиаль-ном срезе томографически визуализированного тела позвонков на уровне их венозного сплетения вычислили в единицах Хаунсфилда плотность кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника, подлежащих круговой металлофиксации с использованием межтелового спондилодеза и стабилизацией транспедикулярными винтами.

Затем вычисленные значения плотности каждого поясничного позвонка из пораженного сегмемента поясничного отдела позвоночника в единицах Хаунсфилда сопоставили с ранее исследованными пороговыми значениями плотности и установили уровень риска состоятельности или несостоятельности круговой металлофиксации.

Установили значения плотности кости позвонка L4 пациента 131 единица HU, плотности кости позвонка L5 пациента 148 единиц HU и плотности кости позвонка S1 пациента 147 единицы HU. На основе анализа полученных результатов исследованных значений плотности кости каждого поясничного позвонка из пораженного сегмента поясничного отдела позвоночника установили факт присутствия риска несостоятельности круговой металлофиксации пораженного поясничного отдела позвоночника пациента.

При этом при определении плотности в единицах Хаунсфилда поясничных позвонков показатели плотности кортикальной кости и плотность склеротически измененной костной ткани не учитывали.

Пациенту было запланировано выполнение кругового спондилодеза с использованием металлофиксации.

Использование предложенного способа предоперационной мультиспиральной компьютерной томографии определения плотности губчатой костной ткани при поражениях поясничного отдела позвоночника пациента обеспечило высокую точность измерения плотности губчатой костной ткани позвонков у пациентов с выраженными дегенеративными изменениями позвоночника и с деформациями позвоночников, обеспечило возможность планирования хирургического лечения с использованием кругового спондилодеза при поражениях поясничного отдела позвоночника, а также обеспечило возможность определения плотности костной ткани непосредственно в зоне планируемой металлофиксации, обеспечило доказанную эффективность при прогнозировании уменьшение риска выполнения реопераций вследствие несостоятельности металлоконструкции.