Результат интеллектуальной деятельности: Способ оценки взаимодействия дефектов суставных поверхностей плечевого сустава при планировании хирургического лечения передней нестабильности

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при диагностике причин хронической передней нестабильности плечевого сустава.

На протяжении десятилетий был накоплен значительный опыт лечения больных с привычными вывихами плеча. На смену сухожильно-мышечной пластике пришли реконструктивные костно-пластические операции и артроскопические технологии. Наметилась тенденция к общему улучшению результатов лечения. Однако, дискутабельными остались вопросы обоснованности выбора методики с точки зрения надежности, анатомичности, травматичности и других факторов. Благодаря современным методам лучевой диагностики появились новые сведения о структурных изменениях в плечевом суставе и патобиомеханике нестабильности. Это заставило подойти к вопросу планирования оперативного вмешательства с точки зрения патогенетической обоснованности.

A.S. Bankart в 1923 г. подробно изучил и описал ранее выдвинутые положения о повреждениях суставной губы и капсулы плечевого сустава, возникающих при травматических вывихах плеча. Он создал концепцию, согласно которой наиболее часто встречающимся и основным повреждением, возникающим при травматической дислокации плеча, является отрыв суставной губы с капсульно-лабральным комплексом от переднего края суставного отростка лопатки. Р.Е. Greis с соавторами в 2002 г. установили влияние повреждения суставной губы и костного дефекта суставного отростка лопатки (СОЛ) на конгруэнтность суставных поверхностей. Е. Itoi с соавторами в 2013 г. проследили непосредственную анатомическую взаимосвязь между положениями головки плечевой кости и СОЛ в различных критических положениях [Itoi, Е. Bone loss in anterior instability / E. Itoi, N. Yamamoto, D. Kurokawa, H. Sano // Curr. Rev. Musculoskelet Med. - 2013. - Vol. 6, N. 1 - P. 88-94. Saito, H. Location of the glenoid defect in shoulders with recurrent anterior dislocation / H. Saito, E. Itoi, H. Sugaya, H. Minagawa, N. Yamamoto, Y. Tuoheti // Am J. Sports Med. - 2005. - Vol. 33, N. 6 - P. 889-893]. Это открытие послужило толчком к возникновению такого чрезвычайно важного понятия как «дорожка суставного отростка лопатки» - «glenoid track» (фиг. 1). Оценка величины дорожки СОЛ и расположения повреждения Hill-Sachs с учетом медиальной границы дорожки СОЛ необходима для планирования стабилизирующих операций (например, операции Bankart) [Yamamoto, N. Stabilizing mechanism in bone-grafting of a large glenoid defect / N. Yamamoto, T. Muraki, J.W. Sperling, [et al.] // J. Bone Joint Surg. Am. - 2010. - Vol. 92, N. 11 - P. 2059-2066]. В рутинной ортопедической практике оценка взаимозацепляемости дефекта Hill-Sachs за край СОЛ осуществляется визуально при динамической артроскопии с отведением верхней конечности на 90° и максимальной наружной ротацией. Однако, в некоторых работах отмечено, что при воспроизведении точного механизма вывиха и приложении необходимого усилия все биполярные повреждения будут зацепляться. Это обусловлено тем, что динамическая интраоперационная диагностика производится до рефиксации капсульно-лабрального комплекса к СОЛ и недостаточно плотное его прилегание позволяет головке плеча чрезмерно смещаться вперед, что способствует зацеплению дефекта Hill-Sachs за край СОЛ [Kurokawa, D. The prevalence of a large Hill-Sachs lesion that needs to be treated / D. Kurokawa, N. Yamamoto, H. Nagamoto, [et al.] // J. Shoulder Elbow Surg. - 2013. - Vol. 22, N. 9 - P. 1285-1289].

В последние годы прилагалось много усилий для определения морфологии, степени, локализации и взаимодействия костных дефектов СОЛ и головки плечевой кости, которые, если их не восполнять, могут поставить под угрозу исход хирургического вмешательства [Yamamoto, N. Contact between the glenoid and the humeral head in abduction, external rotation, and horizontal extension: A new concept of glenoid «track» / N. Yamamoto, E. Itoi, H. Abe, [et al.] // J. Shoulder Elbow Surg. - Vol. 16, N. 5 - 2007. - P. 649-656], однако сведения, описанные в современной литературе, весьма противоречивы. Помимо этого, расчеты размеров и объема перелома Bankart приводятся во многих исследованиях, но только в единичных работах на небольшом объеме материала предлагаются принципы измерения повреждения Hill-Sachs.

В основу изобретения положено создание компьютерно-томографического способа оценки взаимодействия дефектов суставных поверхностей плечевого сустава при планирования хирургического лечения передней нестабильности, позволяющей выявить истинные причины патологии, тем самым снизив количество послеоперационных рецидивов, болевого синдрома и контрактур.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе оценки взаимодействия дефектов суставных поверхностей плечевого сустава при планировании хирургического лечения передней нестабильности с помощью КТ выполняют одновременное сканирование обоих плечевых суставов в положении пациента лежа на спине, руки вдоль туловища с толщиной срезов 0,5 мм, после оценки структур сустава на аксиальных срезах строят трехмерные VRT-реконструкции обоих плечевых суставов, а оценку ширины дефекта Hill-Sachs (Д_Х-С) производят измерением расстояния между наиболее удаленными точками линии прикрепления сухожилий вращательной манжеты плеча и внутренним краем костного дефекта; затем при постпроцессорной обработке удаляют изображение головок плечевых костей и полученные реконструкции выводят в плоскости, параллельной суставным поверхностям лопаток; измеряют поперечные размеры суставного отростка лопатки (СОЛ) поврежденного (П_с) и неповрежденного сустава или сустава до повреждения (Н_с), для чего проводят вертикальную линию от надсуставного бугорка к нижнему краю суставной впадины, а измерение поперечного размера СОЛ выполняют перпендикулярно полученной линии в наиболее широком поперечнике СОЛ, при этом в случае повреждения СОЛ обоих суставов для определения Н_с на изображении СОЛ чертят правильную окружность по заднему и нижнему краям СОЛ, и диаметр указанной окружности будет соответствовать Н_с; затем вычисляют дорожку СОЛ поврежденного сустава по формуле

«Дорожка СОЛ поврежденного сустава»=0,83*Н_с-(H_c-П_с)=П_с-0,17*Н_с,

а для оценки взаимодействия дефектов суставных поверхностей вычисляют коэффициент К отношения дорожки СОЛ поврежденного сустава к ширине повреждения Hill-Sachs Д_Х-C с помощью формулы

,

и при коэффициенте K≤1 больным дополняют оперативное вмешательство в виде операции Bankart или операции Bristow-Latarjet процедурой капсулодеза и тенодеза подостной мышцы в зону повреждения Hill-Sachs.

Изобретение поясняется с помощью фиг. 1, на которой приведены трехмерные модели плечевых суставов (А - повреждение Hill-Sachs (выделенная область) без «зацепления», Б - повреждение Hill-Sachs (выделенная область) с «зацеплением»), фиг. 2, на которой показана VRT-реконструкция плечевого сустава (вид сзади), стрелкой обозначена величина дефекта Hill-Sachs (Д_Х-C), фиг. 3, на которой показаны А - VRT-реконструкция СОЛ поврежденного сустава (стрелкой обозначен поперечный размер поврежденного СОЛ (П_с), Б - VRT-реконструкция СОЛ неповрежденного сустава, стрелкой обозначен поперечный размер неповрежденного СОЛ (Н_с). На фиг. 4 приведена VRT-реконструкция поврежденного СОЛ. Поперечный размер СОЛ до повреждения (H_c) равен диаметру окружности. Белой линией обозначена величина дефекта (Д_сп). На фиг. 5 приведена для пациента К. А - VRT-реконструкция плечевого сустава, вид сзади. Д_Х-C=27 мм, Б - VRT-реконструкция СОЛ неповрежденного сустава, Н_с=32 мм; В - VRT-реконструкция СОЛ поврежденного сустава, П_с=29 мм. На фиг. 6 для пациента М. приведены А - VRT-реконструкция плечевого сустава, вид сзади. Д_Х-C=17 мм; Б - VRT-реконструкция СОЛ неповрежденного сустава, Н_с=31 мм; В - VRT-реконструкция СОЛ поврежденного сустава, П_с=23 мм.

Всего было обследовано 22 военнослужащих по поводу передней нестабильности плечевого сустава. У двух пациентов были повреждены оба плечевых сустава. Большая часть пациентов (N=15, 68%) являлась молодыми людьми в возрасте от 20 до 30 лет с высоким уровнем физической активности. Семеро из них были курсантами Военного института физической культуры - профессиональными спортсменами.

Исследование проводили на 16-ти и 64-х срезовых спиральных компьютерных томографах (Тошиба, Япония). Выполняли одновременное сканирование обоих плечевых суставов в положении пациента лежа на спине, руки вдоль туловища (или в состоянии иммобилизации) с толщиной срезов 0,5 мм.

После оценки структур сустава на аксиальных срезах строили трехмерные VRT-реконструкции обоих плечевых суставов. Оценку дефекта Hill-Sachs производили измерением расстояния между наиболее удаленными точками линии прикрепления сухожилий вращательной манжеты плеча и внутренним краем костного дефекта (фиг. 2).

Следующим шагом постпроцессорной обработки удаляли изображение головок плечевых костей. Полученные реконструкции выводили в плоскости параллельной суставным поверхностям лопаток. Далее измеряли поперечные размеры СОЛ поврежденного и неповрежденного суставов. Для этого проводили вертикальную линию от надсуставного бугорка к нижнему краю суставной впадины. Измерение поперечного размера выполняли перпендикулярно полученной линии в наиболее широком поперечнике СОЛ (фиг. 3).

В случае повреждения СОЛ обоих суставов использовали следующую методику: на изображении СОЛ чертили правильную окружность по заднему и нижнему краям СОЛ. У неповрежденного СОЛ окружность не выходит за пределы переднего края. При повреждении СОЛ окружность выходит за пределы переднего края (фиг. 4). При этом поперечный размер СОЛ до повреждения (Н_с) равен диаметру окружности.

1. Для определения дорожки СОЛ поперечный размер СОЛ лопатки умножали на коэффициент 0,83 (Yamamoto N, Itoi Е, Abe Н, et al. Contact between the glenoid and the humeral head in abduction, external rotation, and horizontal extension: A new concept of glenoid track. J Shoulder Elbow Surg 2007; 16:649-656). Для измерения дорожки СОЛ поврежденного сустава измеряли дорожку СОЛ неповрежденного сустава и вычитали из него величину дефекта.

Величину дефекта (Д_сп) вычисляли вычитанием поперечного размера поврежденного сустава (П_с) из поперечного размера неповрежденного сустава (Н_с).

Для вычисления дорожки СОЛ поврежденного сустава использовали формулу

«Дорожка СОЛ»=0,83*Н_с-Д_сп=0,83*Н_с-(Н_с-П_с)=П_с-0,17*Н_с,

где Н_с - поперечный размер СОЛ неповрежденного сустава (либо сустава до повреждения),

0,83*Н_с - дорожка СОЛ неповрежденного сустава,

П_с - поперечный размер СОЛ поврежденного сустава.

Для оценки взаимодействия суставных поверхностей сравнивали дорожку СОЛ поврежденного сустава и величина повреждение Hill-Sachs с помощью формулы

,

где Д_Х-С - ширина дефекта Hill-Sachs.

К - коэффициент отношения хода поврежденного сустава к ширине повреждения Hill-Sachs.

В случае если коэффициент К>1, повреждение Hill-Sachs является «незацепляющимся». В случае если коэффициент К≤1, повреждение Hill-Sachs является «зацепляющимся».

В зависимости от полученных результатов пациентам планировали различный объем оперативного вмешательства. В случае коэффициента K≤1 больным дополняли оперативное вмешательство (операцию Bankart, операцию Bristow-Latarjet) процедурой «reimplissage» (капсулодез и тенодез подостной мышцы в зону повреждения Hill-Sachs). Интраоперационно всем больным выполняли динамическую диагностику на предмет «зацепления» суставных поверхностей.

При сравнении расчетных данных с результатами динамической артроскопии у 9 пациентов (90%) было подтверждено отсутствие «зацепления», у 12 пациентов (100%) было подтверждено наличие «зацепления».

Таким образом, при оценке эффективности разработанной методики в выявлении «зацепления» по сравнению с интраоперационной динамической артроскопической диагностикой чувствительность составила 95%, специфичность - 100%, точность - 95%.

Был получен один ложноотрицательный результат: у одного пациента с K>1 была запланирована операция Bankart без проведения процедуры «reimplissage», однако, при динамической артроскопии было обнаружено наличие «зацепления» и выполнено подшивание сухожилия подостной мышцы в область дефекта. Ложноположительных результатов не получено. Причиной ложноотрицательного результата считаем погрешность в измерении величины повреждения Hill-Sachs за счет линейных артефактов и ухудшения визуализации сустава у пациентов с массивным поясом верхних конечностей.

В качестве примера рассмотрим несколько клинических случаев.

Пациент К., 31 год, кандидат в мастера спорта по лыжным гонкам. В течение последних десяти лет ощущает щелчки в плечевом суставе при поднятии руки над головой. В возрасте 16 лет получил травму: падение на правое плечо, за медицинской помощью не обращался. Во время учений при метании гранаты почувствовал боль в правом плечевом суставе. Был госпитализирован в клинику для планового обследования (фиг. 5).

Коэффициент К<1. Учитывая полученные данные, была запланирована и выполнена операция Bankart дополненная процедурой «reimplissage», необходимость в проведении которой подтвердила проведенная динамическая артроскопия.

Пациент М., 25 лет. Пять лет назад попал в ДТП, находясь на заднем сидении легкового автомобиля. При выполнении рентгенографии левого плечевого сустава костно-патологических изменений выявлено не было. На соревнованиях по перетягиванию каната почувствовал острую боль в левом плечевом суставе. Был госпитализирован в клинику по поводу передне-нижнего вывиха левого плеча (фиг. 6).

Больному выполнена операция Bristow-Latarjet без процедуры «reimplissage». При динамической артроскопии также выявлено отсутствие «зацепления».

Разработанный способ КТ-исследования позволяет неинвазивно выявить «зацепление» костных структур при биполярных повреждениях головки плечевой кости и суставной поверхности лопатки и более точно планировать хирургическое лечение. Стоит отметить, что при получении значения критерия К≤1 возможно планирование процедуры «reimplissage», при К>1 - необходимость в ее проведении отсутствует.