СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СКОЛИОТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СКОЛИОТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ


RU (11) 2269929 (13) C2

(51) МПК
A61B 5/055 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 10.08.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.02.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004114287/14 
(22) Дата подачи заявки: 2004.05.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.05.11 
(43) Дата публикации заявки: 2005.10.27 
(45) Опубликовано: 2006.02.20 
(56) Аналоги изобретения: Мовшович И.А. Рентгенодиагностика и принципы лечения сколиоза. М., 1969. Цыкунов М.Б. и др. Прогнозирование течения сколиотической деформации позвоночника. Медицинская помощь, 2001, № 1, с.21-24. RU 2238675 C1, 27.10.2004. Delorme S. Comparison between clinical Cobb angles and measurements performed on vertebral bodies, pedicle centroids and spinous processes. Ann Chir. 1999;53(8):792-7. DE 4433774 A, 28.03.1996. 
(72) Имя изобретателя: Карлова Наталия Александровна (RU); Бойцова Марина Геннадьевна (RU); Митрофанов Николай Алексеевич (RU); Зорин Ярослав Петрович (RU); Кочанова Светлана Владимировна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова (RU) 
(98) Адрес для переписки: 195067, Санкт-Петербург, Пискаревский пр., 47, ГОУВПО СПбГМА, пав.1, патентный отдел, зав. патентным отделом Н.В. Олисовой 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СКОЛИОТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, ортопедии, педиатрии, и может использоваться при определении степени сколиотической деформации с помощью МРТ при медицинских осмотрах пациентов с установленным диагнозом сколиоза и при профилактических осмотрах детей и подростков групп риска, лиц призывного возраста. Данный способ предусматривает получение лучевого изображения позвоночного столба. При этом лучевое изображение получают с помощью магнитно-резонансной томографии и измеряют высоту межпозвонкового диска по правому и левому краям фиброзного кольца. Определяют середины этих расстояний и через полученные точки проводят линии, образующие угол сколиотической деформации. Использование данного изобретения позволит повысить точность определения угла сколиотической деформации. 14 ил., 1 табл. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, ортопедии, педиатрии, и может использоваться при определении степени сколиотической деформации с помощью МРТ при медицинских осмотрах пациентов с установленным диагнозом сколиоза и при профилактических осмотрах детей и подростков групп риска, лиц призывного возраста.

Известны следующие способы определения угла сколиотической деформации.

Одним из первых был предложен метод измерения расстояния между геометрическим центром позвонка на вершине искривления и прямой, соединяющей геометрические центры позвонков по краям дуги [2, 3]. См. Фиг.1 - Метод определения угла сколиотической деформации путем измерения расстояния между геометрическим центром позвонка на вершине искривления и прямой, соединяющей геометрические центры позвонков по краям дуги.

Попытки использовать этот метод показали его недостаточную достоверность, поскольку он не оговаривает, как следует определять, какие позвонки являются крайними. Более того, геометрические центры позвонков часто оказываются значительно смещенными вследствие клиновидной деформации тел позвонков. Кроме того, этот метод совершено неприменим для детей и подростков, поскольку по мере роста позвоночника измеряемое расстояние будет изменяться даже без изменения величины искривления.

Метод определения угла искривления позвоночника по остистым отросткам позвонков (наиболее распространенный в настоящее время). Для этого проводились две прямые линии, соединяющие вершины остистых отростков на обеих сторонах дуги искривления, и затем измерялся угол между этими прямыми [1, 2, 4, 6]. См. Фиг.2 - Метод определения угла сколиотической деформации по остистым отросткам позвонков.

Как показал опыт, данный метод можно применять только при очень небольших степенях сколиоза, при которых отсутствует торсия тел позвонков. Кроме того, следует учитывать, что при сколиозе возможно искривление отростков со значительным отклонением остистого отростка в сторону вогнутой части дуги, что делает результаты измерения недостоверными. См. Фиг.3 - Схема деформации остистого отростка при сколиозе. 

Метод суммации углов. По данной методике производится измерение углов, образованных смежными замыкающими пластинками тел позвонков во всех сегментах, участвующих в образовании сколиотической дуги, а также углов клиновидной деформации тел позвонков с последующей суммацией полученных углов [2]. При проверке данный метод оказался наиболее неудобным, в связи с необходимостью множественных измерений, и к тому же, при суммации множественных результатов измерений углов накапливалась погрешность, приводя к значительным ошибкам определения величины угла сколиотической дуги. См. Фиг.4 - Метод определения угла сколиотической деформации путем суммации углов. 

Метод Фергюссона (Fergusson, 1949) основан на определении величины дуги искривления позвоночника по углу, образованному отрезками прямой между геометрическими центрами позвонков по краям и на вершине дуги искривления [2, 5]. См. Фиг.5 - Метод определения угла сколиотической деформации Фергюссона.

Данный метод оказался более приемлемым, но в связи с часто имеющей место клиновидной деформацией тел позвонков приводит к ошибке измерения при больших степенях сколиоза.

По наиболее близкой технической сущности и достигаемому эффекту в качестве прототипа нами был выбран способ определения угла сколиотической деформации с помощью метода Кобба (Cobb, 1952) [2, 5, 6]. Находят крайние позвонки на обеих сторонах дуги искривления, наклон которых по отношению к продольной оси позвоночника максимален. Проводят касательные к площадкам тел этих позвонков и определяют угол между этими касательными. Если угол изгиба небольшой, то пересечение линий происходит за пределами рентгенограммы. В этом случае чертят перпендикуляры к касательным и определяют угол между перпендикулярами. См. Фиг.6 - Метод определения угла сколиотической деформации Кобба.

В случаях, когда провести касательные к замыкающим пластинкам тел позвонков затруднительно, проводят касательные к ножкам дуг. См. Фиг.7 - Метод определения угла сколиотической деформации Кобба (вариант).

В соответствии с методом Кобба выделяют четыре степени сколиотической деформации: (1 степень - угол до 10°, 2 степень - угол от 10 до 25°, 3 степень - угол от 25 до 40°, 4 степень - угол больше 40°).

Недостатком всех вышеперечисленных способов, включая метода Кобба, является зависимость точности определения угла сколиотической деформации от качества рентгенограмм. Проведение касательных линий всегда является субъективным, так как зависит от степени деформации замыкающих пластинок тел позвонков.

Кроме того, наличие сочетания сколиотической деформации с торсией тел позвонков, сочетание сколиоза с кифозом, возможное наличие остеопороза и т.д. во многих случаях приводит к ошибкам измерения величины сколиотической дуги и, как следствие, - неточному определению стадии патологического процесса.

Субъективность метода приводит к ошибочному, неточному стадированию выраженности сколиоза и, следовательно, неадекватному лечению и прогнозированию патологического процесса, потере трудоспособности и инвалидизации пациентов.

Задачей изобретения является повышение точности определения угла сколиотической деформации.

Поставленная задача решается тем, что лучевое изображение получают с помощью магнитно-резонансной томографии и определяют высоту межпозвонкового диска по правому и левому краям фиброзного кольца, находят середины этих расстояний и через полученные точки проводят линии, образующие угол сколиотической деформации.

Способ осуществляется следующим образом: выполняется томографический срез позвоночного столба, захватывающий всю сколиотическую дугу во фронтальной (корональной) плоскости. На полученном изображении определяются краеобразующие дугу сколиотической деформации сегменты позвоночного столба, где измеряется высота межпозвонкового диска по правому и левому краям фиброзного кольца. Затем определяются середины этих расстояний и через полученные точки проводят линии, образующие искомый угол сколиотической деформации, подлежащий измерению. Фиг.8 - Метод определения угла сколиотической деформации заявляемым способом. Схема измерения высоты межпозвонкового диска по краям фиброзного кольца и проведения линии для измерения угла сколиотической деформации.

Измерение угла проводится автоматически с помощью программ постобработки изображения путем суммации углов отклонения проведенных линий от горизонтальной плоскости. Фиг.9 - Метод определения угла сколиотической деформации заявляемым способом. Магнитно-резонансная томограмма поясничного отдела позвоночника во фронтальной плоскости. Вертикальные линии на изображении дисков L2-3 и L5-S1 указывают высоту межпозвонковых дисков по краям фиброзных колец. Горизонтальные линии 1 и 2 проведены через середины этих высот и образуют искомый угол сколиотической деформации. В верхней части фиг.9 отображен результат автоматического измерения угла сколиотической деформации: сумма значений углов отклонения линии 1 и линии 2 от горизонтальной плоскости: 1,8+9,7=11,5.

Существенными отличительными признаками заявленного способа являются: 

- лучевое изображение получают с помощью магнитно-резонансной томографии;

- определение высоты межпозвонкового диска по правому и левому краям фиброзного кольца, определение середины этого расстояния и проведение линий, образующих угол сколиотической деформации, через полученные точки.

Совокупность существенных отличительных признаков заявляемого способа является новой и позволяет повысить точность определения угла сколиотической деформации. 

Определение угла сколиотической деформации заявляемым способом позволяет добиться того, что на результат определения не влияют деформации замыкательных пластинок тел позвонков и клиновидная деформация тел позвонков, что повышает точность определения угла сколиотической деформации. При магнитно-резонансной томографии выбирают наиболее оптимальный срез для определения сколиотической деформации. Качество визуализации анатомических структур при МРТ несоизмеримо выше, чем при традиционной рентгенографии, в частности, межпозвонковых дисков, что значительно облегчает проведение измерений и значительно снижает вероятность возникновения ошибок измерений. Магнитно-резонансная томография позволяет визуализировать межпозвонковые диски, подвергающиеся максимальной деформации при сколиозе, и, следовательно, более точно определять угол сколиоза. 

Пример. Больной Г. 54 лет.

Диагноз: Левосторонний сколиоз с дегенеративно-дистрофическими изменениями пояснично-крестцового отдела позвоночника.

Жалобы на боли в пояснично-крестцовом отделе позвоночника в течение десяти лет, обострившиеся в течение последнего месяца. Боли усиливаются при физической нагрузке. Иррадиация болей в правую ногу.

На рентгенограмме пояснично-крестцового отдела позвоночника №245 от 02 марта 2004 г. установлен сколиоз на уровне L4-S1 с искривлением позвоночника влево на высоте искривления развился дистрофический процесс в виде остеохондроза межпозвонковых дисков, более выраженный в правых боковых отделах. Деформация тел позвонков в боковых отделах на высоте искривления. Нестабильность во фронтальной плоскости L4-L5. Спондилоартроз на уровне L4-S1. Заключение: Левосторонний сколиоз поясничного отдела позвоночника 2 степени, угол сколиоза по Коббу - 17°. Фиг.10 - Рентгенограмма пояснично-крестцового отдела позвоночника больного Г. в прямой проекции.

Магнитно-резонансная томография №374 от 02 марта 2004 г. пояснично-крестцового отдела позвоночника, томограф «Vectra» 0,5T. На серии магнитно-резонансных томограмм, взвешенных по Т1 и Т2 в трех проекциях, выявляется сколиоз влево, угол сколиотической деформации 19°. Тело L3 смещено влево на 6 мм. Снижена высота межпозвонковых дисков. Отмечается незначительное усиление сигнала по Т2 от дисков L1-S1 с потерей структурности. Задние диффузные грыжи дисков L1-5 размерами до 6 мм. Форма и размеры тел позвонков обычные, сигнал от костного мозга в прилегающих субхондральных отделах тел L2 и L3, L4 и L5 изменен по типу реактивного отека. Определяется сужение суставных щелей межпозвонковых суставов, понижение сигнала от субхондральных отделов суставных отростков.

Заключение: МР картина дегенеративно-дистрофических изменений пояснично-крестцового отдела позвоночника, осложненных множественным грыжеобразованием межпозвонковых дисков с явлениями реактивного спондилодисцита в сегментах L2-3 и L4-5 на фоне сколиоза 2 степени (19°) и нестабильности L3-4. Распространенный спондилоартроз. Фиг.11 - Магнитно-резонансная томограмма пояснично-крестцового отдела позвоночника больного Г.

В связи с тем, что всем пациентам проводилось как рентгенологическое исследование с определением степени сколиоза, так и магнитно-резонансная томография с определением степени деформации, не было необходимости выделять группу сравнения. 

Тремя врачами-рентгенологами высшей квалификационной категории независимо друг от друга проводилось определение угла сколиотической деформации по рентгенограммам позвоночного столба в прямой проекции по способу прототипу (метод Кобба) и по заявляемому способу. Фиг.12 - Пример определения угла сколиотической деформации по рентгенограмме позвоночника в прямой проекции по заявляемому способу.

Результаты сравнивались между собой и с результатами, полученными при измерении угла сколиотической деформации заявляемым способом при магнитно-резонансной томографии. См. Приложение 1, Таблица 1.

Полученные в результате проведенных измерений значения угла сколиоза были подвергнуты статистическому анализу с применением стандартных методов вариационной статистики. Статистический анализ показал, что среднее различие в измеренных значениях угла разными исследователями составило по методу Кобба 1,7°, а с использованием заявляемого способа по рентгенограммам - 0,8°, что свидетельствует о значительно большей точности проведения измерений по предложенному заявляемому способу даже при традиционной рентгенографии.

Сравнительный анализ показал, что значения углов сколиоза, полученные при магнитно-резонансном исследовании этих пациентов достоверно ближе к значениям, полученным с использованием заявляемого способа. При МРТ угол определялся с точностью в пределах одного градуса, причем измерения проводились с точностью до десятых долей градуса, что было технически невозможно при измерении угла деформации вручную с помощью транспортира.

Таким образом, можно сделать вывод, что измерение угла сколиоза по заявляемому способу при МР исследовании является наиболее точным.

Точность исследования при МРТ значительно возросла - так как измерение проводилось программными средствами аппарата, что полностью исключало влияние субъективного фактора. Время исследования при рентгенологическом и МРТ исследовании было примерно одинаковым, но с учетом необходимости последующего проведения измерения на рентгенограммах, рентгенологическое исследование оказалось более длительным, так как при МРТ измерения производились компьютером автоматически.

Лучевая нагрузка при магнитно-резонансной томографии, в противовес рентгенологическому исследованию, отсутствует, что делает этот метод применимым для любых категорий пациентов, что особенно актуально в педиатрической практике.

Предлагаемая методика не требует получения дополнительных изображений, используются стандартные томографические срезы и уже существующие технические компьютерная программа для измерения углов (функция «угол-расстояние»). Угол измеряется компьютером автоматически, что ликвидирует субъективность.

Общее количество проведенных исследований - 100.

Заявляемый способ определения угла сколиотической деформации путем получения лучевого изображения позвоночного столба и измерения угла между линиями, проведенными к площадкам крайних позвонков на обеих сторонах дуги искривления по сравнению с прототипом повысил точность определения.

Способ позволяет определять угол сколиотической деформации с точностью до десятой доли градуса, что важно для оценки динамики патологического процесса. Ликвидируется субъективность при определении угла сколиотической деформации.

Время исследования сократилось в 2.5 раза.

Лучевая нагрузка при предложенном способе полностью отсутствует, что особенно актуально в педиатрической практике. 

Таким образом, заявляемый способ позволяет, используя МРТ исследование, определять с высокой точностью степень сколиоза при любых степенях и при наличии осложнений и сопутствующих деформаций позвоночника.


Литература

1. Н.А.Панов, А.З.Гингольд, К.А.Москачева. Рентгенодиагностика в педиатрии. М.: Медицина 1972.

2. И.А.Мовшович, И.А.Риц. Рентгенодиагностика и принципы лечения сколиоза. М.: Медицина, 1969.

3. В.А.Дьяченко. Аномалии развития позвоночника в рентгено-анатомическом освещении. М., 1949.

4. И.Г.Лагунова. Рентгеновская семиотика заболеваний скелета. М., 1966.

5. Francis A. Burgener, Martii Kormano, Bone And Joint Disorders, Conventional Radiologic Differential Diagnosis. Thieme New York, 1997.

6. Z.B.Zsebok. Technic of Roentgenologic Investigations. Akademiai Kiado, Budapest, 1969.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ определения угла сколиотической деформации путем получения лучевого изображения позвоночного столба, отличающийся тем, что лучевое изображение получают с помощью магнитно-резонансной томографии и измеряют высоту межпозвонкового диска по правому и левому краям фиброзного кольца, определяют середины этих расстояний и через полученные точки проводят линии, образующие угол сколиотической деформации.