Результат интеллектуальной деятельности: Способ мультиспиральной компьютерно-томографической диагностики заболеваний голеностопного сустава и стопы

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, и может быть использовано для исследования голеностопных суставов и стоп с нагрузкой в травматологии, ортопедии, спортивной медицине, в процессе реабилитации, для профотбора, исследований в физиологии труда, спорта, экспертиз трудоспособности и др.

Заболевания голеностопного сустава и стопы занимают по частоте одно из первых мест и составляют 25-30% от общего количества пациентов с патологией опорно-двигательной системы. Любое нарушение функций стопы, вызванное ее деформацией или нестабильностью, независимо от этиологии и патогенеза, приводит к нарушению функции опоры, походки, устойчивости, требует дополнительных средств опоры, использования ортопедической обуви (Миронов С.П., Котельников Г.П. «Ортопедия: национальное руководство» - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 832 с.).

Значительная доля данных заболеваний характеризуется возникновением болевого синдрома во время нагрузки на голеностопный сустав и стопу пациента (передний и задний импинджмент-синдром, продольное и поперечное плоскостопие, вальгусная деформация стопы и т.п.), что является сложной диагностической задачей.

С появлением высокоинформативных неинвазивных методов исследования (КТ - компьютерная томография, МРТ - магнитно-резонансная томография) диагностика стала более точной, однако судить о причине возникновения болевого синдрома при патологии голеностопного сустава и стопы часто остается сложной задачей. Сложность функциональной оценки стопы в процессе опоры и движения в суставах - одна из основных проблем диагностики заболеваний голеностопного сустава и стопы. Большинство патологических изменений проявляются в процессе функционирования стопы и стандартные методы диагностики (когда проводится в статическом положении без функциональных проб с опорой) оказываются малоинформативными.

Известен способ рентгенографии стоп по методике Богданова (Жоха К.К., Александрович В.Л., «Плоскостопие» - Минск. Новости лучевой диагностики, 1998; 2: 12-13 с.). Производят снимки в условиях естественной статической нагрузки, стоя на специальной подставке, в боковой проекции с захватом костей 4-5 см голени. Вторая нога отводится назад. На рентгенограмме измеряют высоту продольного свода стопы и угол его наклона. Для этого соединяют горизонтальной линией подошвенную поверхность головки I плюсневой кости и нижнюю точку бугра пяточной кости. Концы этой линии соединяют с наиболее низкой точкой клиноладьевидного сустава. Из данной точки опускается перпендикуляр на проведенную горизонтальную линию. Высота этого перпендикуляра - высота продольного свода стопы, опираясь на стул. Кассета размером 18×24 см устанавливается вертикально, длинным ребром вдоль внутреннего края стопы. Центральный луч направлен горизонтально через проекцию ладьевидно-клиновидного сустава. Также проводится рентгенография стоп в прямой проекции со статической нагрузкой. Для определения степени поперечного плоскостопия производят рентгенологическое исследование обеих стоп в прямой проекции с нагрузкой. Пациент исследуемой стопой стоит на кассете размером 18×24 см, опираясь рукой на стул. Центральный луч направлен в центр кассеты.

На выполненных рентгенограммах должны быть хорошо видны кости предплюсны, плюсневые кости, фаланги. Плюснефаланговые и межфаланговые суставные щели. Метод позволяет оценить признаки и степень плоскостопия.

Известный способ имеет ряд недостатков:

- не позволяет оценить объем изменений в смежных костях и суставах стопы,

- не позволяет оценить взаимное расположение смежных плюснефаланговых суставов,

- суммационный эффект, невозможность построения мультипланарных и трехмерных реконструкций.

Известен способ компьютерной томографии стоп (Номер патента: 2393769; опубликовано: 10.07.2010; авторы: Умнов Валерий Владимирович, Умнов Дмитрий Валерьевич; МПК: А61В 6/04). Размещают пациента на столе компьютерного томографа в положении лежа. Со стороны подошвенной поверхности стоп приставляют пластину и нагружают в проксимальном направлении системой грузов, которая вызывает смещения в суставах стоп, характерные для нефиксированной плосковальгусной деформации. Стол КТ вместе с пациентом и системой грузов, моделирующей нагрузку, помещают в рабочую область КТ стопами под заданным углом наклона и выполняют послойное сканирование в горизонтальной плоскости. Известный способ имеет ряд недостатков:

- не позволяет в полной мере оценить взаимное расположение голеностопного сустава и суставов стопы при нагрузке индивидуально в зависимости от веса пациента,

- рассматривается только ситуации нефиксированной плосковальгусной деформации стопы, не учитывая другие патологические состояния, которые могут возникать только при осевой нагрузке на суставы стопы,

- не позволяет оценить подвывихи и вывихи в дистальных межфаланговых суставах в момент опоры,

- невозможность построения достоверной косой мультипланарной реконструкции для оценки степени подвывиха в таранно-пяточноладьевидном суставе (для определения степени изменений в крупных суставах стопы при плоскостопии, плосковальгусной деформации стопы, полой стопе),

- требуется использование дополнительных грузов,

- исследование выполняется при фиксации пациента к столу, что технически сложно и требует дополнительного времени на укладку пациента и фиксацию.

Задача изобретения - повышение точности диагностики пациентов с заболеваниями голеностопного сустава и стопы.

Технический результат состоит в определении взаиморасположения костей в голеностопном суставе и в стопе, а также в повышении точности полученных данных о пространственном взаиморасположении плюсневых костей и фаланг пальцев стоп.

Поставленная задача решается способом мультиспиральной компьютерно-томографической диагностики заболеваний голеностопного сустава и стопы, заключающимся в том, что исследование проводят в объемном или спиральном режиме с толщиной среза 0,5 мм в аксиальной проекции, пациенту надевают жилет с поясом, фиксирующимся на плечи и тазовые кости, укладывают на стол томографа в положении лежа на спине, ногами в сторону апертуры гентри, подошвы обеих стоп устанавливают на опорную площадку, создавая равномерную осевую нагрузку на обе стопы, равную весу пациента, производят построение мультипланарных и трехмерных реконструкций, при визуализации патологических изменений взаиморасположения костных структур голеностопного сустава и стопы определяют наличие патологии.

Проводят мультиспиральную компьютерную томографию голеностопного сустава и стопы с нагрузочной пробой в объемном (Ankle/Footvolume) или спиральном (Ankle/Foothelical) режимах с толщиной среза 0,5 мм в аксиальной проекции, с использованием специальных приспособлений из различных материалов определенной формы и размеров. При проведении исследования создают имитацию опорной (аксиальной) нагрузки на обе стопы. Величину опорной нагрузки устанавливают на значение веса пациента, который определяется с помощью тензодатчика-динамометра и весоизмерительного преобразователя.

Исследование проводят следующим образом.

1. Перед укладкой на стол томографа пациенту надевают жилет с поясом, фиксирующимся на плечи и тазовые кости.

2. Пациента укладывают на стол томографа в положении лежа на спине, ногами в сторону апертуры гентри. Подошвы обеих стоп устанавливают на специальное приспособление таким образом, чтобы создать равномерную осевую нагрузку на обе стопы (вес пациента) (Фиг. 1).

3. Для разметки области исследования выполняют топограмму. Томографирование начинают на 4-5 см выше голеностопного сустава и заканчивают на уровне нижней поверхности специального приспособления для опоры.

4. А. Томографирование проводят по протоколу Ankle/Footvolume:

Б. Томографирование проводят по протоколу Ankle/Foothelical:

5. После выполнения топограмм в сагиттальной и фронтальной проекциях проводят серию срезов в аксиальной проекции. При этом пациент испытывает аксиальную нагрузку на поверхность стопы с силой, пропорциональной массе собственного тела (определяется с помощью тензодатчика-динамометра и весоизмерительного преобразователя).

6. После получения срезов в аксиальной проекции выполняют мультипланарную реконструкцию (МПР), в фронтальной (Фиг. 2А), сагиттальной (Фиг. 2Б) проекциях. Отдельное внимание уделяется построению косой проекции для оценки патологического смещения ладьевидной кости в таранно-пяточно-ладьевидном суставе, построение которой происходит на сагиттальной МПР, верхняя точка оси проходит через задний край дистального эпифиза большеберцовой кости, нижняя точка оси проходит через середину ладьевидной кости (Фиг. 2В).

7. Оценка и измерение взаимного расположения костей стопы.

Для отработки методики был обследован 41 пациент с различными заболеваниями голеностопного сустава и стопы (деформацией 1 плюснефаланговых суставов, клиническими проявлениями плосковальгусной деформации одной или обеих стоп, переднего импиджмент-синдрома, артроза голеностопного сустава) на мультиспиральном компьютерном томографе AquilionToshibaOne 640 предложенным способом.

Приводим конкретный пример осуществления способа.

Пример 1. Пациентка П. Направляющий диагноз: Плосковальгусная деформация обеих стоп. Вальгусная деформация 1 пальца правой стопы. Для уточнения диагноза в рамках предоперационной подготовки пациентке была проведения мультиспиральная компьютерная томография стоп с нагрузочной пробой. Исследование проводили на 640-спиральном компьютерном томографе AquilionOne фирмы Toshiba в спиральном режиме с толщиной среза 0,5 мм. Расстояние между головкой 1 плюсневой кости и диафизом 2 плюсневой (перпендикуляр ко 2 плюсневой из центра головки 1 плюсневой) при нагрузке 15 мм, без нагрузки 9 мм.

Расстояние между отростком таранной кости и пяткой в области тарзального синуса без нагрузки 6 мм, под нагрузкой 2 мм.

Межплюсневый угол (М1М2) без нагрузки 12 градусов, под нагрузкой - 21 градус.

Под нагрузкой 6 степень смещения сесамовидных костей по Hardy - Clapham, без нагрузочных проб - 3 степени (Hardy R.H., Clapham J.C. Observationson hallux valgus; basedon a controlledseries. J BoneJointSurgBr. 1951; 33-B (3): 376-91).

Выявлена плосковальгусная деформация стопы со значительными морфологическими и функциональными нарушениями. Показана рекоструктивная операция на стопе.

В отличие от известных методов мультиспиральная компьютерная томография с нагрузочной пробой позволяет в полном объеме оценивать состояние, взаимное расположение и степень деформации костей и суставов стоп.

Разработанный способ мультиспиральной компьютерной томографии заболеваний голеностопного сустава и стопы с нагрузочной пробой позволяет повысить точность диагностики за счет визуализации взаимоотношения структур, составляющих костно-суставной аппарат голеностопного сустава и стопы при наличии осевой нагрузки. Это дает возможность оперирующим травматологам-ортопедам более точно определять тактику и объем хирургического вмешательства при патологии голеностопного сустава и стопы.