Способ определения нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, а именно к рентгенологии и может быть использовано для диагностики нестабильности позвоночно - двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника у больных с дегенеративными заболеваниями позвоночника.

Отражением сложного взаимодействия и работы множества элементов позвоночника является его функциональное состояние [1] (Иваничев Г.А. Рентгенологическое исследование позвоночника /Г.А. Иваничев - Москва: «Медицина», 2001 - с. 3). Стандартная рентгенография является первой ступенью диагностической визуализации при заболеваниях шейного отдела позвоночника. При исследовании выполняют рентгенограмму в передне-задней и боковой проекциях. При подозрении на нестабильность позвоночно-двигательных сегментов шейного отдела позвоночника выполняют рентгенограммы при сгибании и разгибании шеи.

Одним из пионеров функционального рентгенологического исследования позвоночника в России является А.П. Быстрое, применивший в 1931 г. функциональные пробы для определения ассимиляции атланта (наклоны головы в крайних положениях). Затем А.П. Кураченков (1939) использовал этот метод для диагностики подвывихов шейных позвонков. [2] (Стояновский Д.Н. Боль в области спины и шеи. - Украина, Киев: Здоровье, 2002, С. 6).

Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностики нестабильности позвоночно-двигательных сегментов с помощью метода функциональной спондилографии [3] (И.Л. Тагер, И.С. Мазо. Рентгенодиагностика смещений поясничных позвонков. - М.: Медицина, 1979, С. 16, 64-65). В оценке рентгенологического исследования различных видов смещений позвонков следует обращать внимание на протяженность или степень смещения позвонка, измеряемую в миллиметрах. Однако, одной этой характеристики недостаточно для понимания взаимосвязи между протяженностью смещения и клинической картиной, в частности болевым синдромом. Для этого был введен дополнительный критерий - показатель нестабильности, представляющий разность или сумму протяженности, полученную при выполнении функциональных проб.

Для выявления переднего и заднего смещения позвонков исследование выполняют на цифровом рентгенодиагностическом аппарате на два рабочих места DX-D300, фирма AGFA (Бельгия) фокусное расстояние (объект - пленка) составляет 150 см. Пациент находится в положении «стоя» строго в боковой проекции в условиях сгибания и разгибания шейного отдела позвоночника. Затем рассчитывают показатель нестабильности позвоночно-двигательного сегмента по формуле:

P=L₁±L₂,

где: P - показатель нестабильности;

L₁ - наибольшая протяженность смещения позвонка при выполнении функциональных проб;

L₂ - наименьшая протяженность смещения позвонка при выполнении функциональных проб.

Показатель нестабильности позвоночно-двигательного сегмента представляет разность протяженности смещения, когда в положении обеих функциональных проб: сгибание и разгибание шейного отдела позвоночника, смещение позвонка происходит только в одном направлении. При маятникообразных смещениях показатель нестабильности выражается суммой протяженности смещения позвонка. Вне зависимости от уровня поражения позвоночника для усиления выявления задних смещений позвонков наиболее рациональным является рентгенологическое исследование в положении разгибания, а для усиления передних смещений - в положении максимального сгибания.

Однако, известный способ обладает существенными недостатками, а именно:

Несмотря на выявленные изменения, которые характерны для II-III периодов остеохондроза шейного отдела позвоночника такие как: скошенность передних углов тел позвонков, снижение высоты межпозвонкового диска, наличие краевых костных разрастаний, субхондральный склероз замыкательных пластинок, выпрямление шейного лордоза, нестабильность позвоночно-двигательного сегмента, выявляется только в 36% случаев.

Между данными показателя нестабильности и клинической картиной существует прямая зависимость; чем выше показатель нестабильности, тем больше выражены клинические проявления при смещениях позвонков. И, наоборот, его нулевое значение (функциональный блок) совпадает с редкими обострениями болевого синдрома и относительно удовлетворительным состоянием больного [4] (Виссарионов С.В. Современные взгляды на нестабильность позвоночника. Виссарионов С.В., Попов И.В. /Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2011. №3. С. 88-92).

Различные виды смещений позвонков встречаются гораздо чаще, чем это определяется при рентгенографии позвоночника в стандартных проекциях. В результате смещений тел позвонков в шейном отделе позвоночника возникает болевой синдром. Поэтому главной задачей врача является стремление к раннему выявлению смещений, когда можно успешно применить рациональное лечение и с помощью правильного трудоустройства стабилизировать наступившие, но еще небольшие смещения позвонков [5] (Виссарионов С.В. К вопросу о нестабильности позвоночника: терминологические споры. /Виссарионов С.В., Попов И.В. /Травматология и ортопедия России. 2007. №2. С. 94-97). Однако, известные способы диагностики недостаточно объективно и своевременно выявляют нестабильность в шейном отделе позвоночника и тем самым лечение дегенеративно-дистрофического процесса и купирование болевого синдрома будет неэффективным.

Технический результат предлагаемого способа состоит в том, что обеспечивает более раннее и объективное определение «скрытой» нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника, выявить функциональные нарушения в шейном отделе позвоночника и своевременно провести адекватное лечение дегенеративно-дистрофического процесса, купировать болевой синдром.

Результат предлагаемого изобретения достигается тем, что при определении нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника проводят функциональную рентгенографию с отягощением с использованием груза весом 500 граммов, укрепленного на голове пациента. Предварительно определяют возраст пациента и длину шеи от мыщелка нижней челюсти до верхнего контура остистого отростка первого грудного позвонка - Th 1. После этого выполняют рентгеновские снимки при сгибании шейного отдела позвоночника - угол наклона 45 градусов и разгибании - 15 градусов, определяемые при помощи угломера. Затем на рентгенограммах выявляют изменение высоты межпозвонковых дисков в передних и задних отделах шейного отдела позвоночника, патологическую подвижность позвоночно-двигательных сегментов в виде смещений смежных позвонков, деформации передней стенки позвоночного канала на уровне смещения. После чего определяют показатель нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе по формуле:

z=a+b⋅x-c⋅l, где

z - показатель нестабильности позвоночно-двигательных сегментов шейного отдела позвоночника,

x - возраст пациента,

l - длина шейного отдела позвоночника - расстояние от мыщелка нижней челюсти до верхнего контура остистого отростка первого грудного позвонка -Th 1,

а, b, с - коэффициенты линейной зависимости, полученные методом наименьших квадратов экспериментально-расчетным путем.

Проведение функциональной ренттгенографии с отягощением (с использованием груза), на голове пациента укрепляют шапочку, имеющую вес 500 граммов. Снимки делают при сгибании позвоночника в шейном отделе - угол наклона 45 градусов и разгибании - 15 градусов, что позволяет на ранних этапах дегенеративно-дистрофического процесса в шейном отделе позвоночника выявить «скрытую» нестабильность позвоночно-двигательных сегментов, определить направление и протяженность смещения тел позвонков относительно друг друга, на ранних этапах дегенеративно-дистрофического процесса объективно оценить состояние позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника и провести адекватное и своевременное лечение.

Для более точного, объективного и удобного для практического врача проведения обследования предложена математическая обработка полученных данных:

z=a+b⋅x-c⋅l, где

z - показатель нестабильности позвоночно-двигательных сегментов шейного отдела позвоночника,

x - возраст пациента,

l - длина шейного отдела позвоночника - расстояние от мыщелка нижней челюсти до верхнего контура остистого отростка первого грудного позвонка - Th 1 пациента,

а, b, с - коэффициенты линейной зависимости, полученные методом наименьших квадратов экспериментально-расчетным путем.

При выполнении функциональной рентгенографии сегментов шейного отдела в условиях наклона головы под углом 45 градусов (сгибание) и 15 градусов (разгибание) при наличии отягощения весом 500 граммов, укрепленного на голове пациента, необходимо учитывать следующее:

1. Диагностические нагрузки должны быть такие, при которых смещение смежных позвонков небольшое, но в тоже время, показывающее существенную болезненную подвижность позвонков шейного отдела.

2. Модель для выполнения расчета с использованием предложенной математической формулы, в силу малых смещений позвонков, должна быть линейна, так как нелинейные модели (при большой дисперсии смещения позвонков) будут работать только при травмоопасных нагрузках.

3. Критическое смещение позвонков рассчитывают по следующим параметрам: возраст больного и длина шейного отдела позвоночника. Давление в шейном отделе определяют при установленных, не травмирующих, углах наклона головы больного с диагностической нагрузкой, что подтверждено исследованием биомеханики шейного отдела позвоночника при наклонах головы с диагностической нагрузкой (500 граммов), показано на следующем графике, где:

α - угол наклона,

А - точка, в которой определяют давление,

l - расстояние от А до центра тяжести (точка приложения веса дополнительной нагрузки),

- вес дополнительной нагрузки.

Из теории сопротивления материалов при наклоне головы с дополнительной нагрузкой под действием веса имеется два вида деформации: изгиб, за счет составляющей силы и сжатия, за счет составляющей силы .

Данная зависимость показывает, что максимальное нормальное напряжение межпозвонковых дисков проявляется при угле наклона шеи 45 градусов, разгибании 15 градусов и при нагрузке весом 500 граммов, укрепленного на голове пациента.

Установлена корреляционная зависимость длины шейного отдела позвоночника и возраста пациентов, коэффициент корреляции составил r_ix=0,58 (см. приложение к описанию заявки, фиг. 1, график 1).

Проверена корреляционная зависимость показателя нестабильности позвонков шейного отдела и возраста пациентов, коэффициент корреляции составил - r_zx=0,69 (см. приложение к описанию заявки, фиг. 2, график 2).

Также установлена корреляционная зависимость показателя нестабильности позвонков шейного отдела и длины шеи пациентов, коэффициент корреляции составил - r_zl=0,63 (см. приложение к описанию заявки, фиг. 3, график 3).

Коэффициенты корреляции показывают достаточно высокую корреляционную зависимость между длиной шейного отдела позвоночника и возрастом пациентов, показателем нестабильности позвонков шейного отдела и возрастом пациентов и показателем нестабильности позвонков шейного отдела и длиной шеи пациентов.

а, b, с - коэффициенты линейной зависимости, используемые в математической формуле определения нестабильности позвонков, получены методом наименьших квадратов экспериментально-расчетным путем. (Программно-расчетный комплекс Table Curve 3D v4.0.01)

Проведенные патентные исследования по подклассам А61В 6/00, 6/02, а также анализ научно-медицинской информации, отражающей существующий уровень технологий определения нестабильности позвоночно-двигательных сегментов (ПДС) в шейном отделе позвоночника, не выявили идентичных технологий. Таким образом, предлагаемый способ определения нестабильности ПДС соответствует критерию изобретения «новизна».

На основании анализа клинического материала авторами заявляемого способа выявлены следующие преимущества:

Несмотря на выявление при обследовании пациента при помощи известных методов рентгенографии изменений в шейном отделе позвоночника, которые характерны для II-III периодов остеохондроза, такие как: снижение высоты межпозвонкового диска, скошенность передних углов тел позвонков, наличие краевых костных разрастаний, склероз замыкательных пластинок, выпрямление шейного лордоза, нестабильность позвоночно-двигательных сегментов, выявляется только в 36% случаев. Предлагаемый способ позволил выявить нестабильность позвоночно-двигательных сегментов шейного отдела позвоночника в 68% случаев.

Смещение вышележащего позвонка по отношению к нижележащему, превышающее 1-2 мм, является рентгенологическим проявлением нестабильности позвоночно-двигательного сегмента, ведущим признаком остеохондроза, срыва опорно-двигательной функции позвоночника на уровне одного его звена [1] (Иваничев Г.А. Рентгенологическое исследование позвоночника /Г.А. Иваничев - Москва: «Медицина», 2001 - с. 3.).

Различные виды смещений смежныхъ позвонков относительно друг друга встречаются значительно чаще, чем это определяется при рентгенографии шейного отдела позвоночника в стандартных проекциях, а именно в результате смещений возникает болевой синдром. При анализе собственных результатов исследования установлено, что для раннего выявления смещений позвонков недостаточно проводить только традиционное стандартное рентгенологическое исследование. Какими бы безупречными по качеству не были рентгенограммы, они не могут в полной мере отразить сущность патологических изменений, особенно в начальной фазе развития заболевания. При обычном рентгенологическом исследовании остается скрытой функциональная сторона процесса, а главное, остается неясным, каково «поведение» двигательного сегмента и его важнейшего компонента - межпозвонкового диска в условиях функциональных нагрузок. Данные стандартной рентгенографии не всегда согласуются с начальными признаками болевого синдрома, этим можно объяснить несоответствие результатов клинического обследования и показателя рентгенографического исследования, когда клиническая картина в значительной степени опережает информативные возможности стандартного рентгенологического исследования [6] Боренштейн Д.Г. Боли в шейном отделе позвоночника. Диагностика и комплексное лечение. /Боренштейн Д.Г., Визель С.В., Боден С.Д. под ред. д-ра мед. наук профессора Мицкевича В.А. Москва, Медицина, 2005 г. С. 356.

Предлагаемый способ обеспечивает на этапе раннего развития заболевания выявить «скрытые» смещения вышележащего тела позвонка относительно нижележащего и определить нестабильность в позвоночно-двигательном сегменте шейного отдела позвоночника, что обеспечивает рациональное решение вопросов лечения, трудовой экспертизы, прогнозирования заболевания.

Предложенная математическая формула позволяет объективно, просто и быстро определить степень нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника и дать соответствующие рекомендации врачу неврологу или нейрохирургу для определения тактики лечебных мероприятий для устранения болевого синдрома и дегенеративно - дистрофических проявлений заболевания.

Взаимосвязь и взаимодействие существенных приемов предлагаемого способа обеспечивают достижение нового медицинского результата в решении поставленной задачи, а именно: обеспечить возможность ранней и объективной диагностики смещений шейных позвонков, выявить функциональные нарушения в шейном отделе позвоночника, уточнить виды и направление этих смещений. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ определения нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника у больных с остеохондрозом может быть широко использован в клинической практике, так как проведение рентгенологических исследований достаточно распространено. Вышеизложенное дает основание считать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».

Сущность предлагаемого способа поясняется рисунками:

Фиг. 1 (а, б) - функциональные рентгенограммы шейного отдела позвоночника (в положении «стоя») пациента Т., выполненные известным способом;

Фиг. 2 (а, б) - рентгенограммы шейного отдела позвоночника с отягощением (в положении пациента «стоя» сгибание - угол 45 градусов, разгибание - угол 15 градусов) пациента Т. по предлагаемому способу;

Фиг. 3 - таблица 1, показывающая распределение обследованных больных по полу, возрасту, длине шейного отдела позвоночника, периоду остеохондроза;

Фиг. 4 - таблица 2 - частота встречаемости рентгенологических признаков остеохондроза;

Фиг. 5 - таблица 3 - частота выявления нестабильности позвоночно-двигательных сегментов.

Сущность предлагаемого «Способа определения нестабильности позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе позвоночника» заключается в следующем:

На голову пациента надевают шапочку с грузом весом 500 граммов, которую регулируют по размеру головы. На шапочке имеется метка, расположенная на уровне переносицы обследуемого пациента.

Исследование проводят на цифровом рентгендиагностическом аппарате на два рабочих места марки DX-D300, фирмы AGFA (Бельгия). Выполняют стандартную функциональную рентгенографию с отягощением. Для максимально возможного смещения скелета плечевого пояса книзу оптимальным положением больного при сьемке является вертикальное - «стоя» у стойки с отсеивающей решеткой. Срединную сагиттальную плоскость головы и тела устанавливают параллельно плоскости стойки рентгенодиагностического аппарата. Кассету размером 18*24 см помещают в кассетодержателе в вертикальном положении, верхний край ее соответствует верхней части ушной раковины. Вертикальная линия, проведенная от сосцевидного отростка вниз, соответствует средней линии стойки и кассеты. Центральный луч рентгеновского излучения направляют в горизонтальной плоскости на середину вертикальной линии между верхушкой сосцевидного отростка и надключичной ямкой фокусное расстояние (обьект-пленка) соответствует 150 см.

Затем при помощи угломера на стойке рентгенодиагностического аппарата определяют угол 45 градусов и выполняют рентгеновский снимок при сгибании шейного отдела позвоночника - под углом наклона в 45 градусов. Далее угломером определяют угол 15 градусов на стойке рентгенодиагностического аппарата и выполняют рентгеновские снимки при разгибании шейного отдела позвоночника под углом - 15 градусов. Функциональную рентгенографию проводят в боковой проекции.

На рентгенограммах выявляют изменение высоты межпозвонковых дисков в передних и задних отделах шейного отдела позвоночника, патологическую подвижность позвоночно-двигательных сегментов в виде смещений смежных позвонков, деформации передней стенки позвоночного канала на уровне смещения. Определяют показатель нестабильности Р позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе по математическому выражению:

P=L1+L2, где:

Р - показатель нестабильности;

L1 - наибольшая протяженность смещения позвонка при выполнении функциональных проб;

L2 - наименьшая протяженность смещения позвонка при выполнении функциональных проб.

Когда в положении сгибания и разгибания шейного отдела позвоночника смещение позвонка происходит только в одном направлении, то Р представляет разность протяженности смещений.

Полученные данные указывают на необходимость проведения пациенту консервативного или оперативного лечения при выявлении нестабильности позвоночника в шейном отделе, либо патология позвоночника отсутсутствует.

Сущность предлагаемого способа поясняется клиническим примером:

горизонтальной плоскости на середину вертикальной линии между верхушкой сосцевидного отростка и надключичной ямкой. На голову пациента надевают шапочку, регулируя по размеру головы, с грузом весом 500 граммов. На шапочке имеется метка, которую располагают на уровне переносицы пациента. Угломером определяют угол 45 градусов на стойке рентгендиагностического аппарата делают рентгеновские снимки при сгибании шейного отдела позвоночника, затем угломером определяют угол 15 градусов на стойке рентгендиагностического аппарата делают рентгеновские снимки при разгибании шейного отдела позвоночника.

С помощью метода спондилографии с использованием отягощения: на рентгенограмме при максимальном сгибании шейного отдела позвоночника тело шейного позвонка C_III смещено кпереди на 3 мм, при максимальном разгибании шейного отдела позвоночника тело позвонка C_III смещено кзади на 5 мм (см. приложение к описанию по заявке фиг. 2, а, б).

Определяют показатель нестабильности Р позвоночно-двигательных сегментов в шейном отделе по математическому выражению:

P=L1+L2, где:

Р - показатель нестабильности;

L1 - наибольшая протяженность смещения позвонка при выполнении функциональных проб - 3 мм;

L2 - наименьшая протяженность смещения позвонка при выполнении функциональных проб - 5 мм.

Когда в положении сгибания и разгибания шейного отдела позвоночника смещение позвонка происходит только в одном направлении, то Р представляет разность протяженности смещений. Подставляем в формулу конкретные параметры пациента и производим расчет показателя нестабильности шейного отдела позвоночника:

Р=3+5=8 мм

5. Виссарионов С.В. К вопросу о нестабильности позвоночника: терминологические споры. / Виссарионов С.В., Попов И.В. / Травматология и ортопедия России. 2007. №2. С. 94-97.

6. Боренштейн Д.Г. Боли в шейном отделе позвоночника. Диагностика и комплексное лечение. / Боренштейн Д.Г., Визель С.В., Боден С.Д. под ред. д-ра мед. наук профессора Мицкевича В.А. Москва, медицина, 2005 г.