Минимакс - Доказательная медицина

Способ исследований кровенаполнения субхондральной области мыщелка кости при гонартрозе

Авторы статьи:

Способ исследований кровенаполнения субхондральной области мыщелка кости при гонартрозе
Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г. А. Илизарова

Разработан способ введения спиц, обеспечивающий электрофизиологические исследования интрамедуллярных тканей. Цель исследования — подтвердить, что способ обеспечивает проведение исследований, в частности, регистрацию изменений кровенаполнения в субхондральной области мыщелка большеберцовой кости.

Представлены результаты исследований 22 больных в возрасте 55,9±1,2 года с идиопатическим гонартрозом II стадии, которым туннелировали мыщелок большеберцовой кости и в туннели вводили аутологичную кровь с элементами костного мозга. Для регистрации изменений кровенаполнения использовали биполярную реографию, для подтверждения достоверности результатов — допплерографию.

Выявлено, что уменьшение межэлектродного расстояния 3,5–4 раза в интрамедуллярных тканях относительно параоссальных тканей обеспечивает проведение исследований. На выраженность боли при гонартрозе оказывают влияние как нарушения венозного оттока, так и недостаточность артериального притока крови в области субхондральной кости. Непосредственная реакция на туннелизацию мыщелка кости выражается в ангиоспазме в параоссальных тканях и ограничении притока крови к параоссальным и интрамедуллярным тканям, а введение аутологичной крови в спицевые туннели — в разрешении ангиоспазма и увеличении объемной скорости кровотока.

Введение

Остеоартроз — актуальная медико-социальная и экономическая проблема. В России от него страдает 17,3 % населения (25 млн человек), из которых от гонартроза — 54,7–69,7 %. Основные патологические изменения выражаются в дегенерации суставного хряща, склерозировании субхондральной кости и явном или скрытом синовите. В 75 % случаев гонартроз выявляют в медиальном отделе сустава, потерю суставного хряща — на внутреннем мыщелке большеберцовой кости (T. E. McAlindon et al., 1993). Уменьшение слоя суставного хряща приводит к перераспределению нагрузок, механические стрессы активируют ремоделирование, и в субхондральной кости увеличивается количество остеоида, утолщаются трабекулы, появляются трещины и переломы, участки воспаления, деминерализации и склероза. Изменения сопровождаются региональными расстройствами микроциркуляции. Например, ограничение оттока тканевой жидкости вследствие блокады венул и канальцев кости приводит к стойкому повышению ее интрамедуллярного давления, и появляются изнуряющие боли. Увеличению гипертензии способствует повышение венозного давления крови в конечности, уменьшению — дренирование. При I–II стадиях гонартроза применяют консервативное лечение. В случаях стойких болей, синовита и нестабильности сустава проводят лечебно-диагностическую артроскопию и лаваж, внутрисуставные инъекции и трансплантацию стволовых клеток в дефекты хряща. Исследования в ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г. А. Илизарова» выявили, что туннелизация приводит к оттоку тканевой жидкости из медуллярных полостей кости через спицевой канал в параоссальные ткани, и ее интрамедуллярное давление снижается, боль, связанная с гипертензией, исчезает. Фрактурирование субхондральной кости увеличивает контакт тканевой жидкости суставного хряща и мыщелка кости, и в суставном хряще улучшается обмен веществ, образуются новые изогенные группы клеток. В репаративной регенерации участвует костный мозг. И в дополнение к применяемым методам лечения был разработан способ туннелизации суставных концов бедренной и большеберцовой костей спицами с фрактурированием склерозированной субхондральной кости и введением в туннели аутологичной крови с элементами костного мозга. Спицы, применяемые для туннелирования, можно использовать как электроды, и был предложен способ их введения в мыщелок кости, обеспечивающий исследования интрамедуллярных тканей.

Цель

Цель исследования — подтвердить, что введение спиц предложенным способом обеспечивает проведение исследований интрамедуллярных тканей и, в частности, кровенаполнения участка интрамедуллярных тканей субхондральной кости.

Материал и методы исследования

Исследование проведено на 22 пациентах в возрасте 55,9±1,2 года, обратившихся по поводу идиопатического гонартроза и незначительного эффекта от консервативного лечения. Мужчин — 5, женщин — 17, манифестация заболевания — 7,4±0,7 года. Критерии включения: идиопатический гонартроз во II стадии (J. H. Kellgren, J. S. Lawrence, 1957) с болями покоя. На рентгенограммах — относитель-ное сужение суставной щели в медиальном отделе сустава до 50 % (РС I по А. Larsen, 1987), заострение краев межмыщелкового возвышения и суставных поверхностей, мелкие остеофиты, субхондральный остеосклероз в нагружаемой части сустава.

Критерии исключения: поражения связочно-менискового комплекса, остеопороз, признаки деструкции сустава, показания для проведения или проведенные реконструктивные оперативные вмешательства на коленном суставе.

Известно, что интрамедуллярные и параоссальные ткани разделяет вещество кости, электрическое сопротивление которого значительно выше. Из этого следует, что можно получить замыкание зондирующего электрического тока только через участок интрамедуллярных тканей, и было решено снижать электрическое сопротивление этих тканей с помощью уменьшения межэлектродного расстояния относительно такового в окружающих кость тканях. Для получения эффекта спицы стали вводить следующим образом. С помощью электродрели первую спицу вводили снаружи, отступив 15 мм и под углом 10–15о к щели коленного сустава на глубину 20 мм. Вторую спицу — снаружи, отступив от щели сустава 60–70 мм в направлении на медиальную треть суставной поверхности, причем так, чтобы она не достигла субхондральной кости. Затем вторую спицу внедряли в субхондральную кость осторожными ударами по хвостовой части: ее продвижение в губчатой кости сопровождалось глухим звуком, контакт со склерозированной субхондральной костью и перфорация этой кости приводили к повышению тональности звука. Положение спиц контролировали с помощью рентгенографии. После введения спиц в кость, отступив 1 см кпереди от первой спицы, в мягкие ткани до упора в мыщелок большеберцовой кости вводили третью спицу.

Для регистрации изменений кровенаполнения использовали биполярную реографию. Исследования проводили с помощью полианализатора РГПА-6/12 «РЕАН-ПОЛИ» (МЕДИКОМ-МТД, Россия, г. Таганрог); частота зондирующего тока — 56 кГц, калибровочный сигнал к=0,2 Ом, калибровочный сигнал первой производной к1=2 м/с. Импеданс интрамедуллярных тканей регистрировали с помощью первой и второй спиц, параоссальных тканей — с помощью второй и третьей спицы. Одновременно регистрировали электрокардиограмму во II стандартном отведении, объемные реограммы интрамедуллярных и параоссальных тканей и их первые производные.

Для подтверждения того, что с помощью реографии исследовали субхондральную область мыщелка кости, применяли допплерографию. С помощью сверла диаметром 3 мм в мыщелке большеберцовой кости параллельно второй спице создавали туннель, в который вводили датчик для допплерографии 20 мГц (глубина локации — 5,0 мм, площадь рабочей поверхности — 3,14 мм2). Параметры регистрировали с помощью допплерографа «Минимакс–Допплер–К» фирмы «Минимакс» (Санкт-Петербург) в режиме исследования микроциркуляции и перфузии мелких кровеносных сосудов. Для анализа использовали следующие показатели: Vs — максимальная систолическая скорость, м/с; Qs — объемная скорость, мл/мин; Vm — средняя скорость м/с; PI — индекс пульсации (Гослинга), RI — индекс сопротивления (Пурсело). После контрольных исследований датчик для допплерографии удаляли.

Для выявления острых реактивных изменений туннелировали мыщелок кости с перфорацией склерозированной субхондральной кости. Всего три туннеля, спицы удаляли. Проводили исследование. Затем в верхнем полюсе диафиза большеберцовой кости спицей создавали перфорационное отверстие, с помощью шприца через иглу производили забор аутологичной крови с элементами костного мозга, вводили иглу в один из спицевых туннелей и производили инъекцию 1 мл трансплантата в область субхондральной кости. Снова проводили исследование.

Регистрацию и расчеты обеспечивал полианализатор. Для анализа были выбраны следующие параметры реограмм:

1) БИ — базисный импеданс тканей, Ом. Обратная величина (электропроводность) пропорциональна объему электролита в межэлектродном пространстве;

2) Vq100 — эквивалент объемной скорости кровотока в 100 см3, мл/мин/100 см3; Vq100=(6000 • tg а • Тизг • к)/(RR • БИ • Ак), где 6000 — коэффициент; tg a — амплитуда первой производной, или АБКН / ВБКН (амплитуда пульсовой волны при окончании периода быстрого кровенаполнения, Ом / время быстрого кровенаполнения, с); Тизг — период изгнания (по Карпману=0,109 • (RR + 0,159), с; RR — продолжительность пульсовой волны на ЭКГ, с; Ак — амплитуда калибровки, мм;

3) АБКН — амплитуда быстрого кровенаполнения пульсовой волны, Ом. Эквивалент пульсового кровенаполнения, обеспечиваемого крупными артериями: АБКН=(ААК• к)/Ак, где ААК — амплитуда пульсовой волны при окончании периода быстрого кровенаполнения, мм; к — калибровка, Ом; Ак — амплитуда калибровки, мм;

4) МСБКН (tg a) — максимальная скорость быстрого кровенаполнения, мм/с: МСБКН=АБКН/ ВБКН, где БКН — период быстрого кровенаполнения, с;

5) амплитудно-частотный показатель, Ом/с: АЧП=РИ/RR, где РИ — реографический индекс, Ом;

6) ППСС — показатель периферического сосудистого сопротивления, характеризует упругость стенок резистивных сосудов, %: ППСС=(Ае/Ри) •100, где Ае — амплитуда второго максимума первой производной, Ом.

Из данных составляли невзвешанные вариационные ряды. Анализ проводили с помощью программы «Мicrosoft Excel 2010». Определяли средние, ошибку и достоверность средней. Для оценки различий между средними использовали парный критерий t-Стьюдента.

Результаты исследования

На рентгенограммах расстояние между концами спиц в области субхондральной кости составляло 1,5–2,0 см, между участками этих спиц в параоссальных тканях, а также между второй и третьей спицами — 6,0–7,0 см. Межэлектродное расстояние в интрамедуллярных тканях было в 3,5–4 раза меньше, чем в параоссальных тканях. С помощью допплерографии в 14 случаях (64 %) выявлено артериолярное, в 7 случаях (32 %) — капиллярное, в одном случае (4 %) — венулярное кровенаполнение микроциркуляторного русла. В случаях артериолярного кровенаполнения микроциркуляторного русла индекс боли по шкале Ликерта у 10 пациентов (71%) был равен 2, реограммы имели гипокинетический или эукинетический тип и относительно высокую амплитуду; у 4 пациентов (29 %) индекс боли был равен 3, реограммы имели гиперкинетический тип. В случаях капиллярного кровенаполнения микроциркуляторного русла индекс боли был равен 3, реограммы имели низкую амплитуду. При венулярном кровенаполнении микроциркуляторного русла индекс боли был равен трем, реограммы имели низкую амплитуду и высокие дополнительные волны на катакроте (рисунок). Сопоставления показали, что параметры кровотока, полученные с помощью допплерографии и реографии (табл. 1; 2) — объемная скорость кровотока (Qs=5,90±0,60 и Vq100к=4,66±0,23); максимальная систолическая скорость кровотока (Vs=0,214±0,014 и МСБКНк=0,240±0,018); средняя скорость кровотока (Vm=0,065±0,008) и амплитудно-частотный показатель (АЧП к=0,050±0,004); индекс сопротивления (RI=0,83±0,03) и показатель периферического сосудистого сопротилвения (ППСС к=0,87±0,02) – не имели статически достоверных различий.

Способ исследований кровенаполнения субхондральной области мыщелка кости при гонартрозе

Рис. Допплерограммы (а–в). Сигнал при преимущественно артериолярном (а), капиллярном (б), венулярном кровенаплолнении (в) микроциркуляторного русла. Реограммы (г–е). Типы реограмм: эукинетический (г), гиперкинетический (д) тип с низкой ам-плитудой волны, реограммы с низкой амплитудой волны и высокими дополнительными волнами (е). На реограммах сверху вниз: ЭКГ (г), реограмма интрамедуллярных тканей и ее 1-я производная (д), реограмма параоссальных тканей и ее 1-я производная (е). Усиление каналов 20 мОм/см и 2 м/с•см

Таблица 1

Способ исследований кровенаполнения субхондральной области мыщелка кости при гонартрозе

Таблица 2

Способ исследований кровенаполнения субхондральной области мыщелка кости при гонартрозе

По данным реографии импеданс интрамедуллярных тканей (БИк) уменьшился после туннелизации джо 91%, после введения аутологичной крови – до 83% (p<0,05) (табл. 2). Импеданс параоссальных тканей (БИп) уменьшился после туннелизации до 87% и компенсаторно увеличился после введения аутологичной крови до 91%. Изначально БИк составлял 71% (p<0,01) от БИп, после туннелизации стал составлять 74% (p<0,001). Объемная скорость кровотока в интрамедуллярных тканях (Vq100k) после туннелизации уменьшилась до 85% (p<0,05), после введения аутологичной крови увеличилась до 104%. Объемная скорость кровотока в параоссальных тканях (Vq100п) уменьшилась и увеличилась до 84 и 101% соответственно. Изначально Vq100к составляла 33% (p<0,001) от Vq100п, после туннелизации стала составлять 36% (p<0,001), после введения аутологичной крови – 34% (p<0,001).

Изменения амплитуды быстрого кровенаполнения пульсовой волны (АБКНк) и максимальной скорости быстрого кровенаполнения пульсовой волны (МСБКНк) интрамедуллярных тканей происходили однонаправленно изменениям Vq100к. изменения амплитуды быстрого кровенаполнения пульсовой волны (АБКНк) и максимальной скорости быстрого кровенаполнения пульсовой волны (МСБКНп) параоссальных тканей происходили однонаправленно изменениям Vq100п. изначально АБКНк составляла 88% от АБКНп, после туннелизации стала составлять 101%, после введения аутологичной крови в туннели 84%. Изначально МСБКНк составляла 81% от МСБКНп, после туннелизация _ 93%, после введения аутологичной крови в туннели – 85%.

Показатель периферического сосудистого сопротивления интрамедуллярных тканей (ППССк) после туннелизации составлял 99%, после введения аутологичной крови 103%; показатель периферического сосудистого сопротивления параоссальных тканей (ППССп) – 12-% (p<0,01) и 97% соответственно. Изначально ППССк составлял 93% от ППССп, после туннелизации 77% (p<0,001), после введения аутологичной крови – 99%.

Обсуждение результатов

Измерения показали, что уменьшение межэлектродного расстояния в 3,5-4 раза обеспечило уменьшение электрического импеданса интрамедуллярных тканей относительно электрического импеданса параоссальных тканей до 71%. Относительно уменьшение электрического импеданса интрамедуллярных тканей сохранялось после туннелизации мыщелка кости и введения аутологичной крови в туннели. Следовательно, способ введения спиц обеспечил уменьшение электрического импеданса интрамедуллярных тканей относительно электрического импеданса параоссальных тканей. Так как вещество кости изолировало интрамедуллярные ткани и электрический ток распространялся по путям меньшего сопротивления, приходим к заключению, что зондирующий электрический ток замыкался преимущественно через участок интрамедуллярных тканей и обеспечивал их исследования; относительное уменьшение электрического импеданса интрамедуллярных тканей было достаточным для регистрации реактивных изменений в субхондральной кости.

Сопоставления не выявили достоверных различий между параметрами интрамедуллярного кровотока, полученными с помощью допплерографии и реографии. Так как датчик для допплерографии вводили в область субхондральной кости, приходим к заключнию, что с помощью реографии исследовали интрамедуллярные ткани области субхондральной кости.

Однозначная интерпретация изменений микроциркуляции в мыщелках кости при остеоартрозе еще не сложилась. Морфологические исследования указывают на наличие участков редукции и дилатации капиллярного русла, чередование зон венозного застоя и усиленного притока крови. У пациентов с гонартрозом II стадии при менее выраженных болях с помощью допплерографии регистрировали артериолярное кровенаполнение микроциркуляторного русла интрамедуллярных тканей субхондральной области мыщелка большеберцовой кости, с помощью реографии — реограммы гипо-кинетического и эукинетического типа с высокой амплитудой пульсовой волны. У пациентов с гипер-кинетическим типом реограмм, указывающим на затруднения венозного оттока крови, индекс боли был больше. Индекс боли был больше при капиллярном кровенаполнении микроциркуляторного русла, регистрируемом с помощью допплерографии, которому соответствовали реограммы с низкой амплитудой пульсовой волны. Следовательно, на выраженность боли влияли как нарушения венозного оттока, так и недостаточность артериального притока крови.

Изменения кровенаполнения в субхондральной области кости непосредственно после туннелизации и введения в туннели аутологичной крови с элементами костного мозга еще не изучали. Исследования с помощью реографии выявили, что после туннелизации спицами в интрамедуллярных и параоссальных тканях уменьшались электрический импеданс (увеличивалось кровенаполнение), объемная скорость кровотока, амплитуда и скорость кровенаполнения пульсовой волны. Причем в параоссальных тканях при увеличении периферического сосудистого сопротивления, в интрамедуллярных тканях — без увеличения. Следовательно, туннелизация мыщелка кости приводила к ангиоспазму в параоссальных тканях, и увеличивалось их кровенаполнение, ограничивались объемная скорость кровотока и пульсовой приток крови. Так как в интамедуллярных тканях аналогично направленные изменения регистрировали без увеличения периферического сосудистого сопротивления, вероятно, их причиной было ограничение притока крови к параоссальным тканям.

После введения аутологичной крови с элементами костного мозга в спицевые туннели в интрамедуллярных тканях регистрировали дополнительное уменьшение величины импеданса (увеличение кровенаполнения), рост периферического сосудистого сопротивления, увеличение объемной скорости кровотока и компенсаторное увеличение параметров пульсового кровотока. Одновременно в параоссальных тканях выявляли компенсаторное увеличение импеданса (уменьшение кровенаполнения), уменьшение периферического сосудистого сопротивления, восстановление объемной скорости кровотока и компенсаторное увеличение параметров пульсового кровотока.

На основании сопоставления данных приходим к следующему. Так как медуллярные полости кости не растяжимы, введение аутологичной крови приводило к повышению интестициального давления в интрамедуллярных тканях, происходило умеренное сдавление капилляров и вен, что выражалось в увеличении периферического сосудистого сопротивления. Повышение интестициального давления приводило также к увеличению реабсорбции — поступлению введенной крови в венозную систему. Увеличение венозного возврата от кости обеспечивало разрешение ангиоспазма в параоссальных тканях, и объемная скорость кровотока в этих тканях восстанавливалась, что обеспечивало увеличение объемной скорости кровотока в интрамедуллярных тканях.

Так как восстановление объемной скорости кровотока происходило в условиях снижения параметров пульсового притока и увеличения кровенаполнения, вероятно, оно было следствием увеличения просвета сосудов — шунтирования кровотока.

Выводы

1. Спицы без изолирующего покрытия можно использовать как электроды при электрофизиологических исследованиях интрамедуллярных тканей. Для этого необходимо, чтобы электрическое сопротивление между ними в интрамедуллярных тканях было меньше, чем в параоссальных тканях, что можно обеспечить, например, с помощью относительного уменьшения межэлектродного расстояния.

2. Предлагаемый способ введения спиц позволяет проводить исследования кровенаполнения в субхондральной области мыщелка кости с помощью реографии, причем сочетанно с исследованиями в параоссальных тканях.

3. Туннелизация мыщелка большеберцовой кости приводит к появлению регионального ангиоспазма в параоссальных тканях, вследствие которого увеличивается кровенаполнение и уменьшается приток крови к параоссальным и интрамедуллярным тканям.

4. Введение в туннели аутологичной крови с элементами костного мозга приводит к разрешению ангиоспазма в параоссальных тканях, и объемная скорость кровотока в них восстанавливается, что приводит к увеличению объемной скорости кровотока в интрамедуллярных тканях.

Все статьи

Хирургия, нейрохирургия

Стоматология, ЧЛХ

Эндокринология

Травматология

Флебология, заболевания нижних конечностей

©1992 - 2019 All rights reserved | "Минимакс"