способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации

Формула изобретения

Способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации, включающий лабораторное исследование крови с определением количества лимфоцитов, отличающийся тем, что при количестве этих клеток 2,4·10⁹/л и более прогнозируют замедленное формирование костного блока в позвоночном двигательном сегменте, а при значении 1,2-2,3·10⁹/л прогнозируют нормальное формирование костного блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике, и может быть использовано в травматологии и ортопедии.

Использование устройств внешней фиксации в восстановлении повреждений опорно-двигательного аппарата позволяет радикально изменять принципы лечения разных сегментов скелета, в том числе и позвоночника (Девятов, А.А. Чрескостный остеосинтез [Текст] / А.А.Девятов // - Кишинев: Штиница, 1990. - 320 с., Шевцов, В.И. Метод чрескостного остеосинтеза в лечении больных хроническим остеомиелитом [Текст] / В.И.Шевцов, А.И.Лапынин, Н.М.Клюшкин. - Курган: Периодика, 2001. - 150 с.). При использовании данной технологии, как и при восстановлении повреждений костной ткани в целом, встречаются осложнения, приводящие к увеличению сроков стационарного лечения больных. К их числу относится замедленная консолидация костной ткани, которая регистрируется, по данным разных авторов, в 5-35% случаев (Корнилов, Н.В. Повреждения позвоночника. Тактика хирургического лечения [Текст] / Н.В.Корнилов, В.Д.Усиков. - СПб., 2000. - 280 с.). Установлено, что одной из причин, ее вызывающих, становится изменение иммунологической реактивности организма, что обосновывает возможность использования иммунологических показателей в оценке и прогнозировании возникновения замедленного формирования костного блока при оперативном лечении повреждений позвоночника в лечении устройствами внешней фиксации (Левин, Ю.Г. Иммунология в ортопедо-вертебрологии: Между Сциллой и Харибдой [Текст] / Ю.Г.Левин // Бюл. ВСНЦ СО РАМП. - Иркутск: ИГО НЦРВХ ВСНЦ СО РАМН, 1999. - № 1 (9). - Т.2. - С.142-146).

Используемые в настоящее время для оценки характера остеогенеза рентгенологические и морфологические методы не позволяют прогнозировать качество формирования костного блока в лечении повреждений позвоночника (Рейнберг С.А. Рентгендиагностика заболеваний костей и суставов [Текст] / С.А.Рейнберг. - М.: Медгиз, 1955. - 306 с.). Клинико-лабораторные исследования (общий анализ крови, биохимические показатели) используются для контроля сопутствующей патологии внутренних органов. Вместе с тем показано, что среди большого количества лабораторных показателей наиболее информативными являются иммунологические тесты, которые могут быть использованы также в оценке характера консолидации костной ткани при использовании устройств внешней фиксации.

Известен способ оценки регенерации костной ткани при удлинении костей (А.с. № 1800364, МПК G01N 33/48, Мамаев, В.И. Способ оценки регенерации костной ткани при удлинении костей [Текст] / В.И.Мамаев, С.В.Гюльназарова, С.И.Гольдберг // Бюл. изобретений. - 1993. - № 9), согласно которому в периферической крови больного определяют количество моноцитов и лимфоцитов до операции и перед началом дистракции, сравнивают эти показатели и при снижении и повышении первого и второго показателей относительно исходного уровня оценивают регенерацию нарушенной, а при разнонаправленном изменении этих показателей относительно друг друга или одного из показателей при сохранении другого на уровне исходного оценивают регенерацию не нарушенной.

Достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (95% случаев можно прогнозировать правильно);

- возможность малоинвазивного вмешательства (взятие капиллярной крови из пальца);

недостатками данного способа являются:

- информацию о предполагаемой замедленной консолидации можно получить лишь в послеоперационном периоде, после проведения второго исследования, что не позволяет, в случае неблагоприятного прогноза, изменить тактику лечения больного или провести предоперационную подготовку больного;

- необходимость неоднократного исследования крови, что является травмирующим для пациента и повышает риск заражения компонентами крови для исследователя;

- прогнозирование замедленной консолидации только при дистракционном остеогенезе, тогда как в ряде случаев лечение проводится также и в условиях стабильного остеосинтеза.

Из статьи Базарного В.В. Лабораторный мониторинг дистракционного костеобразования [Текст] / В.В.Базарный // Клиническая лабораторная диагностика. - № 6. - С.16-17, известен способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного регенерата, основанный на определении:

1. концентрации Ig А, когда при величине более 3,5 г/л прогнозируется замедленная консолидация, а при значениях 3,5 и менее - нормальная консолидация костной ткани (диагностическая ошибка составляет 5%);

достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (95% случаев можно прогнозировать правильно);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования;

- необходимость автоматического определения концентрации Ig А (с использованием наборов реагентов и специального иммунологического или биохимического анализатора);

- длительность процедуры определения концентрации (не меньше 2-х часов);

- прогнозирование замедленной консолидации только при дистракционном остеогенезе, тогда как в ряде случаев лечение проводится также и в условиях стабильного остеосинтеза.

2. количества Е-РОК* (субпопуляции лимфоцитов), когда при величине менее 0,5×10 ⁹/л прогнозируется замедленная консолидация, а при значениях 0,5×10⁹/л и более - нормальная консолидация костной ткани (диагностическая ошибка составляет 5%);

достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (95% случаев можно прогнозировать правильно);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования (до 5 мл);

- необходимость очень трудоемкого ручного определения количества клеток с применением дополнительного оборудования (центрифуги, микроскоп и др.);

* - использование устаревшего метода (о чем упоминается в публикации: «редакционная коллегия журнала считает более современным использование в работе не данных РОК, а маркерных характеристик, выраженных в показателях CD (кластера дифференцировки)»;

- длительность процедуры определения концентрации (не меньше 4-х часов);

- прогнозирование замедленной консолидации только при дистракционном остеогенезе, тогда как в ряде случаев лечение проводится также и в условиях стабильного остеосинтеза.

Из статьи Бердюгиной О.В. Иммунологический мониторинг нарушений регенерации костной ткани [Текст] / О.В.Бердюгина // Травматология и ортопедия России. - 2006. - № 3(41). - С.62-67, известен способ прогнозирования замедленной консолидации в лечении повреждений позвоночника, включающий определение до операции:

1. количества моноцитов и при их количестве 0,51-0,90×10⁹/л прогнозируется нормальное течение остеогенеза, а при величине менее 0,4×10⁹ /л - осложненное течение (чувствительность теста - 80%, специфичность - 92,1%, ожидаемая ценность использования - 82,4%);

достоинствами способа являются:

- скорость определения показателя (менее 1 минуты);

- возможность малоинвазивного вмешательства (взятие капиллярной крови, объем 50 мкл);

недостатками данного способа являются:

- наличие «серой» зоны в диагностическом интервале 0,40-0,51×10 ⁹/л, когда при получении данных непонятно, к какой категории прогноза отнести индивидуума;

- недостаточно высокая степень прогноза (82,4% случаев можно прогнозировать правильно);

2. С-реактивного белка и при уровне протеина в сыворотке 6-17 мг/л прогнозируется нормальное течение остеогенеза, а при концентрации ниже 5 мг/л прогнозируется замедленная консолидация (чувствительность теста - 79,2%, специфичность - 81,2%, ожидаемая ценность использования - 83,2%);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования;

- необходимость автоматического определения концентрации (с использованием наборов реагентов и специального иммунологического или биохимического анализатора), т.к. «ручное» определение концентрации полуколичественным методом значительно снижает точность исследования;

- недостаточно высокая степень прогноза (83,2% случаев можно прогнозировать правильно);

3. определении Ig M, когда при величине 0,9-2,3 г/л прогнозируется нормальная консолидация, а при уровне выше 2,4 г/л прогнозируется замедленная консолидация (чувствительность теста - 85,4%, специфичность - 94,6%, ожидаемая ценность использования - 87,3%);

достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (87,3% случаев можно прогнозировать правильно);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования;

- необходимость автоматического определения концентрации (с использованием наборов реагентов и специального иммунологического или биохимического анализатора);

- длительность процедуры определения концентрации (не меньше 2-х часов).

Наиболее близким к предлагаемому является следующий способ. Из статьи Бердюгиной О.В. Иммунологический мониторинг замедленного остеогенеза [Текст] / О.В.Бердюгина // Медицинская иммунология. - 2008. - Т.10. - № 4-5. - С.371-378, известен способ прогнозирования замедленной консолидации в лечении повреждений нижней челюсти, включающий определение до операции количества лимфоцитов и при значениях 1,89±0,09×10⁹/л прогнозируется нормальная регенерация, а при величине 2,09±0,20×10⁹ /л - замедленная регенерация нижней челюсти.

Достоинствами способа являются:

- скорость определения показателя (менее 1 минуты);

- возможность малоинвазивного вмешательства (взятие капиллярной крови);

недостатками данного способа являются:

- использование для прогнозирования замедленной консолидации нижней челюсти, а не позвоночника;

- неизвестная точность прогнозирования;

- перекрывающиеся диапазоны значений для прогнозирования замедленной и нормальной консолидации костной ткани (1,89-1,98×10 ⁹/л - при установлении значения из данного диапазона невозможно прогнозировать возникновение осложнения).

Технический результат - дооперационное прогнозирование замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации с минимальной травматизацией пациента, высокой скоростью получения результата и повышением точности прогнозирования достигается следующим образом.

Перед планируемой операцией остеосинтеза устройством внешней фиксации исследуют кровь больного и определяют количество лимфоцитов (10⁹/л), при значениях количества лимфоцитов 2,4×10⁹/л и более прогнозируют замедленную консолидацию костной ткани в послеоперационном периоде, а при значениях 1,2-2,3×10⁹/л прогнозируют нормальное течение остеогенеза.

Прогностический критерий авторами установлен на основании теории Байеса. Исследования были проведены у 111 больных с переломами позвоночника в ходе остеосинтеза аппаратом внешней фиксации (из них замедленная консолидация отмечалась у 16 больных). Рассчитанный коэффициент детерминации на обучающей выборке составил 81,7%, точность распознавания на тестовой выборке - 85,7% (высокая степень прогноза, >85%).

В сравнении с прототипом предлагаемый способ позволяет прогнозировать замедленное формирование костного блока при восстановлении целостности костной ткани устройством внешней фиксации именно позвоночного столба, точность прогнозирования при этом возрастает и становится выше 85%, также предлагаемый способ устанавливает четкие границы для дифференцирования прогностических диапазонов осложненного и нормального формирования костного блока в лечении устройством внешней фиксации.

Методики иммунологического исследования крови апробированы в реанимационном и нейрохирургическом отделении Государственного областного учреждения здравоохранения «Свердловский областной клинический психоневрологический госпиталь для ветеранов войн» в лечении больных с повреждениями и заболеваниями позвоночника.

Способ осуществляется следующим образом. Кровь у больного берут из пальца 50 мкл и на любом гематологическом анализаторе (например, Cell Dyn 1700) определяют количество лимфоцитов.

Таблица
СРАВНЕНИЕ ПРОГНОЗА ПО ПРОТОТИПУ И ПРЕДЛАГАЕМОМУ СПОСОБУ
№ истории болезни	Лабораторные данные	Прогноз по прототипу	Прогноз по предлагаемом у способу	Экспертное заключение
Больная А. (ИБ № 99749) Ds: перелом L 2 позвонка	до операции лимфоциты - 1,92×109/л	1,89-1,98×109/л («серая» зона) прогноз неизвестен	нормальное	нормальное
Сращение наступило через 2,5 месяца после остеосинтеза
Больной А. (ИБ № 92893) Ds: оскольчатый перелом L 4 позвонка	до операции лимфоциты - 2,8×109/л	замедленное	замедленное	замедленное
Сращение наступило через 8 месяцев после остеосинтеза
Больной Г. (ИБ № 97925) Ds: перелом L 4 позвонка	до операции лимфоциты - 2,30×109/л	замедленное	нормальное	нормальное
Сращение наступило через 3 месяца после остеосинтеза

Совпадение прогноза и результата: по прототипу - 79,2%, по способу 85,7%. Как видно из таблицы, увеличивается надежность прогнозирования.