способ диагностики заболеваний костей и суставов

Формула изобретения

Способ оценки метаболической активности в области поражения при заболеваниях костей и суставов путем сцинтиграфии после введения остеотропного индикатора, меченного ^99m Tc (радионуклидом Технеция), и аппаратной обработки полученных сцинтиграмм, отличающийся тем, что проводят исходную и повторную сцинтиграфии таким образом, чтобы проекции исследуемой области на плоскость детектора при обоих исследованиях совпадали, выполняют попиксельное сопоставление двух сцинтиграмм и определяют две совокупности пикселов матрицы детектора Е1 и Е2, в которых на повторной сцинтиграмме произошло соответственно увеличение активности и уменьшение активности, вычисляют коэффициенты увеличения активности КУА и снижения активности КСА по формулам

где А1(Е1) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е1 при исходной сцинтиграфии;

А2(Е1) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е1 при повторной сцинтиграфии,

А1(Е2) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е2 при исходной сцинтиграфии;

А2(Е2) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е2 при повторной сцинтиграфии,

и при значениях КУА или КСА более 0,05 диагностируют соответственно увеличение или снижение метаболической остеобластической активности костной ткани.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к радиоизотопным методам исследования, и может быть использовано для диагностики различных заболеваний костно-суставной системы, которые сопровождаются изменением остеобластической активности, при наблюдении за клиническим течением заболеваний костей и суставов, а также для контроля эффективности лечения.

Известен ряд способов оценки состояния скелета путем сцинтиграфии после введения остеотропного радиофармпрепарата (РФП). Однако визуальная оценка накопления индикатора субъективна и может быть использована преимущественно для выявления очагового поражения [1]. Необходимость проведения дополнительных исследований [2] или малодоступных и сложных методов, таких как эмиссионная компьютерная томография [3, 4] ограничивает использование известных способов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «Способ диагностики заболеваний суставов» [5]. Сущностью способа является проведение сцинтиграфии после введения остеотропного радиофармпрепарата ^99mТс-пирофосфата (пирофосфат, меченный радионуклидом Технеция) и определения соотношения интенсивности излучения в равных по площади зонах интереса, выбранных в различных участках скелета.

Существенными признаками прототипа, совпадающими с изобретением, является проведение сцинтиграфии и аппаратное сопоставление накопления активности на сцинтиграммах.

Основным недостатком известного способа, ограничивающим его диагностические возможности, является то, что, он основан на сравнении уровней накопления в зоне интереса, охватывающей весь патологический очаг. Техническим результатом является числовое выражение накопления активности во всем очаге. Поэтому при использовании способа-прототипа для оценки динамики патологического процесса в ходе лечения диагностическая информация утрачивается по следующим причинам:

1) патологический процесс часто имеет достаточно большую протяженность, неравномерную структуру;

2) заболевание затрагивает анатомические образования, имеющие сложную пространственную организацию;

3) значительное изменение конфигурации и соотношения костных элементов (перелом, ложный сустав, остеомиелитическая полость);

4) в разных участках патологической зоны может происходить как увеличение, так и уменьшение накопления активности;

5) способ-прототип диагностирует патологию только по увеличению накопления активности, то есть позволяет оценить лишь усиление костеобразования (остеобластических процессов), однако не менее важно диагностировать разнонаправленные процессы в пределах патологического очага.

Таким образом, возможность утраты диагностической информации при использовании прототипа обусловлена тем, что перераспределение индикатора в пределах зоны интереса, охватывающей патологический процесс, может происходить без существенного изменения общего уровня накопления активности. Для правильной оценки эффективности проводимого лечения и клинического течения повреждений и заболеваний костей и суставов необходимо диагностировать перераспределение метаболической активности в области поражения и соотношение последней с анатомическими структурами кости. Таким образом, основным недостатком прототипа является низкая точность диагностики.

Целью создания изобретения является повышение точности диагностики заболеваний костей и суставов.

Эта цель достигается тем, что проводят исходную и повторную сцинтиграфии таким образом, чтобы проекции исследуемой области на плоскость детектора при обоих исследованиях совпадали, выполняют попиксельное сопоставление двух сцинтиграмм и определяют две совокупности пикселов матрицы детектора Е1 и Е2, в которых на повторной сцинтиграмме произошло соответственно увеличение активности и уменьшение активности, вычисляют коэффициенты увеличения активности КУА и снижения активности КСА по формулам:

где А1(Е1) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е1 при исходной сцинтиграфии;

А2(Е1) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е1 при повторной сцинтиграфии;

А1(Е2) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е2 при исходной сцинтиграфии;

А2(Е2) - активность, накопленная в совокупности пикселов Е2 при повторной сцинтиграфии,

и при значениях КУА или КСА более 0,05 - диагностируют соответственно увеличение или снижение метаболической остеобластической активности костной ткани.

Сравнение предлагаемого способа с другими известными в области медицины показало его соответствие критериям изобретения.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что после аппаратного сопоставления исходной и повторной сцинтиграфий, выполненных в условиях совпадения проекции исследуемой области на плоскость детектора, выделяют две совокупности пикселов матрицы детектора в зависимости от увеличения или уменьшения в них активности, вычисляют коэффициенты, позволяющие объективно диагностировать одновременно увеличение, снижение и перераспределение активности в процессе лечения и верно оценить его эффективность.

Анализ существенных признаков изобретения:

1) признак «проводят исходную и повторную сцинтиграфии таким образом, чтобы проекции исследуемой области на плоскость детектора при обоих исследованиях совпадали» обеспечивает правильную аппаратную обработку и дает возможность анализа изменения конфигурации патологического очага и перераспределения в нем активности в процессе лечения;

2) признак «выполняют попиксельное сопоставление двух сцинтиграмм и определяют две совокупности пикселов матрицы детектора Е1 и Е2, в которых на повторной сцинтиграмме произошло соответственно увеличение активности и уменьшение активности» значительно расширяет диагностические возможности сцинтиграфии, так как позволяет полностью оценить сложные процессы ремоделирования костной ткани;

3) признак «вычисляют коэффициенты увеличения активности КУА и снижения активности КСА» обеспечивает получение объективных диагностических параметров;

4) признак «при значениях КУА или КСА более 0,05 диагностируют соответственно увеличение или снижение метаболической остеобластической активности костной ткани» обеспечивает точность интерпретации получаемой диагностической информации и позволяет правильно оценить характер происходящих в патологическом очаге изменений и своевременно провести коррекцию или изменение тактики лечения.

Совокупность существенных признаков обеспечивает получение результата в виде повышения точности диагностики.

Перечисленные существенные признаки изобретения не известны из современного уровня техники, решение диагностической задачи при реализации их совокупности не очевидно для специалиста и осуществимо в любом отделении радионуклидной диагностики. Таким образом, заявляемый способ соответствует критериям новизны, изобретательского уровня и практической применимости.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходная и контрольная сцинтиграфии проводятся через 3-4 часа после введения 500-700 МБк меченного ^99mТс РФП, например ^99mTc-технефора. Интервал между сцинтиграфиями определяется исходя из клинического течения заболевания, наличия осложнений.

Для обеспечения совпадения проекций исследуемой области на плоскость детектора гамма-камеры при исходной сцинтиграфии на поверхность кожи наносятся метки, которые с помощью изотопных маркеров при повторном исследовании обеспечивают необходимое расположение пациента.

Запись изображений проводится через одинаковый интервал времени после введения РФЛ. В память компьютера записываются изображения с одинаковым временем набора импульсов, но не менее 300000 на каждое исследование.

Записанные сцинтиграммы сравниваются, например, путем вычитания с помощью стандартного программного обеспечения. После выделения совокупности пикселов матрицы детектора, в которых на повторной сцинтиграмме произошло соответственно увеличение активности и уменьшение активности, вычисляют коэффициенты увеличения активности (КУА) и снижения активности (КСА) по соответствующим формулам. Диагностическое решение о наличии и динамике остеобластических процессов в патологическом очаге принимают на основании оценки уровней и соотношения указанных коэффициентов при превышении ими пороговых значений.

Клинический пример. Больная К., 54 лет, проходила лечение в клинике пропедхирургии Клиник СамГМУ с клиническим диагнозом: хронический посттравматический остеомиелит левой большеберцовой кости, обострение, свищевая форма, гнойный ложный сустав средней трети левой голени.

Несмотря на то, что прошло более 1,5 лет после перелома консолидации костных отломков не наступило, а более того, сформировался ложный сустав. Из свищей по передней поверхности левой голени интенсивно выделялось серозно-гнойное отделяемое. На коже с/3 левой голени отмечались выраженные трофические изменения. Практически любой вариант оперативного лечения предполагал достаточно обширную резекцию пораженного участка кости с дальнейшим применением одного из методов остеосинтеза, что было нежелательно из-за наличия обширного очага инфекции и выраженных трофических изменений кожи и мягких тканей в с/3 левой голени.

Пациентке было назначено комплексное консервативное лечение, включавшее антибактериальную терапию, гравитационную терапию, иммунотерапию, иммобилизацию гипсовой лонгетой. Перед началом курса лечения были выполнены лабораторные исследования, рентгенография, остеосцинтиграфия. Через 3 недели после начала консервативного лечения отмечалось клиническое улучшение: улучшилось самочувствие, уменьшились боли, отек. Отделяемое из свищей стало прозрачным, уменьшилось в объеме. Однако на контрольных рентгенограммах при сравнении цифр биохимических маркеров метаболизма костной ткани до и после проведенного курса лечения различий выявлено не было.

Для контроля процессов ремоделирования костной ткани в с/3 левой голени и определения эффективности проводимого лечения проведено исследование способом-прототипом и предлагаемым способом. При оценке состояния костной ткани способом-прототипом относительное накопление активности в зоне интереса, охватывающей патологический очаг, до и после лечения составило, соответственно, 270% и 274%. Следовательно, согласно способу-прототипу, существенных изменений патологического процесса не произошло.

Проведено обследование пациентки предлагаемым способом. Определены значения диагностических коэффициентов: КУА равен 2,07 и КСА равен 0.21 (оба коэффициента превышают пороговый уровень достоверности 0,05).

Таким образом, диагностировано значительное усиление метаболической остеобластической активности в области щели ложного сустава, при небольшом перераспределении в сторону снижения накопления остеотропного индикатора. Соотношение коэффициентов свидетельствует о значительном преобладании репаративных процессов в костной ткани и подтверждает положительный эффект лечения. Применение предложенного способа позволило избежать неправильной оценки динамики патологических изменений и неоправданного оперативного вмешательства.

Использование предлагаемого способа позволяет объективно диагностировать одновременно увеличение, снижение и перераспределение метаболической активности в области поражения и соотношение последней с анатомическими структурами кости, правильно оценить характер происходящих в патологическом очаге изменений и сложные процессы ремоделирования костной ткани, обеспечивает оценку эффективности лечения и возможность своевременной его коррекции.

Способ возможно и целесообразно использовать для диагностики различных заболеваний костно-суставной системы, которые сопровождаются изменением остеобластической активности, при наблюдении за клиническим течением заболеваний костей и суставов, а также для контроля эффективности лечения в травматологии и ортопедии, хирургии.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. «Радионуклидная диагностика для практических врачей». / Под ред. Ю.Б.Лишманова, В.И.Чернова. Томск, 2004, с.279-293.

2. «Способ диагностики сращения переломов длинной кости». RU 2194448 С2, 20.12.2002.

3. «Способ диагностики жизнеспособности костного трансплантата при реконструктивно-пластических операциях». RU 2251974 С1, 20.05.2005.

4. «Способ оценки кровоснабжения грудины после операций на грудной клетке». RU 2199273 С1, 27.02.2003.

5. «Способ диагностики заболеваний суставов». SU 1140758, 01.09.1983.