способ исследования плотности дистракционного регенерата при компьютерной томографии

Формула изобретения

Способ исследования плотности дистракционного регенерата при компьютерной томографии, включающий выделение зоны интереса, отличающийся тем, что выполняют прямое исследование зоны интереса, которая включает материнскую и вновь образованную костную ткань, после чего проводят обработку полученных аксиальных срезов дистракционного регенерата в режиме мультипланарной реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях, с толщиной сечения равной диаметру материнской кости в этих плоскостях, выделяют участки интереса, рассчитывают площадь зон интереса, определяют их плотность в единицах Хаунсфилда и сопоставляют с плотностью материнской кости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, в частности предназначено для исследования дистракционного регенерата и костной мозоли.

Известен способ оценки регенераторной активности дистракционного регенерата, включающий установку датчика над исследуемой областью, ее продольное сканирование с определением звукопроводимости. На выделенном участке дистракционного регенерата проводят анализ амплитудной гистограммы и оценивают глубину проникновения ультразвукового луча через формируемый дистракционный регенерат, рассчитывают относительный показатель N из отношения N=L/1, где L - эхоплотностъ участка, 1 - глубина проникновения луча (мм), полученные значения соотносят с данными номограммы и определяют нормальную репаративную активность при значениях N, попадающих в диапазон нормы, выше диапазона нормы - повышенная регенераторная активность, ниже - пониженная (Заявка №2000121818/, РФ. Опубл. 2002.07.27).

Однако известный способ не позволяет проследить органотипическую перестройку регенерата на всех этапах наблюдения в связи с ограниченными возможностями проникновения ультразвукового луча на всю глубину регенерата при его оссификации.

Известен способ прижизненного определения плотности костной ткани, включающий исследование части тела облучением рентгеновскими лучами, после чего регистрируют изменение рентгенологической плотности, в котором при облучении исследуемой части тела в съемное поле вводят эталон, имеющий рентгенологическую плотность, близкую к рентгенологической плотности костной ткани, проводят фотометрическое исследование полученной рентгенограммы, а результат, соответствующий костной ткани, относят к эталону (Заявка №97103088, РФ. Опубл. 10.04.1999 г.).

Однако известный способ не позволяет осуществлять стандартизированную количественную оценку костеобразования и не позволяет устранять суперпозицию мягких тканей. Использование эталона не исключает погрешность измерений при анализе рентгенограмм.

Известен способ количественной оценки очага костеобразования по результатам непрямой компьютерной денситометрии обзорных рентгенограмм, включающий оценку интенсивности костеобразования по результатам непрямой денситометрии обзорных рентгенограмм и компьютерной обработки данных, отличающийся тем, что для каждой зоны интереса, выделенной в изображении этапной рентгенограммы, в интерактивном режиме устанавливают границы диапазонов интенсивности, соответствующих минерализации ткани на определенных этапах костеобразования; используя тестовую решетку параллельных линий, привязанную к опорным точкам в изображении, разделяют зону интереса на равновысокие участки, каждый из которых затем сегментируют по интенсивности в автоматическом режиме, применяя установленные граничные значения диапазонов (Заявка №2001102225, РФ. Опубл. 24.01.2001 г.).

Однако известный способ основан на непрямой количественной оценке и не исключает погрешность количественного анализа дистракционного регенерата и костной мозоли из-за возможности различия условий рентгенологических исследований на этапах наблюдений (физические и технические условия, влияющие на качество рентгенограмм), также известный способ не позволяет устранять суперпозицию мягких тканей в зонах исследования. Единицы измерения, использованные для оценки интенсивности костеобразования по результатам непрямой денситометрии, не являются общепринятыми.

Задачей изобретения является разработка способа количественной оценки дистракционного регенерата, позволяющего корректировать тактику темпа и ритма дистракции. Определение степени зрелости регенерата путем осуществления его оценки, с использованием унифицированных единиц, исключая влияние окружающих мягких тканей, вне зависимости от их объема и плотностных характеристик.

Поставленная задача достигается тем, что в способе количественной оценки дистракционного регенерата, включающем выделение зон интереса и их количественную оценку, выполняют прямое исследование зон интереса, которые включают материнскую и вновь образованную костную ткань, затем визуализируют зону регенерата, выделяют в ней участок интереса, рассчитывают площадь участка интереса, определяют его плотность в единицах Хаунсфилда, после чего, сопоставляя с плотностью материнской кости, оценивают дистракционный регенерат.

Фиг.1 иллюстрирует топограмму объекта с выделенными диапазонами сканирования.

Фиг.2 иллюстрирует аксиальную компьютерную томограмму на уровне зоны интереса.

Фиг.3 иллюстрирует измерение плотности и площади регенерата по MPR изображениям во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Фиг.4 иллюстрирует измерение плотности и площади прослойки регенерата по MPR изображениям во фронтальной и сагиттальной плоскостях.

Фиг.5 иллюстрирует измерение плотности и площади регенерата по MPR изображениям во фронтальной плоскости в сравнении с соседними участками материнской кости (а) и соответствующим участком контралатеральной кости (б).

Способ осуществляют следующим образом.

На этапах дистракции, фиксации перед исследованием металлические стержни аппарата Илизарова заменяются на рентгенпрозрачные. Укладка больного для проведения компьютерной томографии осуществляется в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливается в соответствии с зоной изучаемого отдела скелета. Исследование начинают с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 350-520 мм. По топограмме выделяют области (диапазоны) сканирования, соответствующие зонам интереса,

По компьютерным томограммам проводится измерение поперечника материнской кости.

Обработку аксиальных срезов дистракционного регенерата, проводили в режиме мультипланарной реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях, с толщиной сечения равной диаметру материнской кости в соответствующей плоскости. На полученных изображениях в интерактивном режиме выделяли область дистракционного регенерата, автоматически высчитывалась площадь (см²) и плотность области интереса в единицах Хаунсфилда (HU).

В периоде дистракции определяли также площадь и плотность соединительно-тканной прослойки (зоны роста) регенерата.

На всех этапах исследований производилась динамическая сравнительная оценка плотностей зон регенерата с показателями плотностей как материнской, так и контралатеральной костей.

Пример клинического выполнения способа.

Пациент Г, 8 лет, ист.болезни №33307, диагноз: ахондроплазия.

Укладка больного для проведения компьютерной томографии осуществлялась в положении лежа на спине. Начальный уровень сканирования устанавливался от проксимального метафиза до с/3 диафиза левой голени. Исследование начинали с топограммы (обзорной цифровой рентгенограммы) сегмента, протяженность поля сканирования 520 мм. По топограмме выделяли области (диапазоны) сканирования, соответствующие зоне интереса.

По компьютерным томограммам проводилось измерение поперечника материнской кости.

Обработку аксиальных срезов дистракционного регенерата, проводили в режиме мультипланарной реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях, с толщиной сечения, равной диаметру материнской кости в соответствующей плоскости. На полученных изображениях в интерактивном режиме выделяли область дистракционного регенерата, автоматически высчитывалась площадь (см²) и плотность области интереса в единицах Хаунсфилда (HU).

Предлагаемый способ позволяет при помощи прямого исследования зоны интереса количественно оценить степень зрелости дистракционного регенерата или костной мозоли с использованием общепринятых единиц Хаунсфильда (HU), исключая влияние окружающих мягких тканей, вне зависимости от их объема и плотностных характеристик. Предлагаемый способ дает возможность корректировать тактику темпа и ритма дистракции, определять время снятия аппарата.

Предлагаемый способ применяется в отделе лучевых методов исследований, отделениях ортопедии №1, 5 РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А.Илизарова.