Роль цифровой микрофокусной рентгенографии при травмаx верхних конечностей у детей

В статье представлены результаты исследования 74 детей в возрасте от 1 до 17 лет после острой травмы различных отделов верхних конечностей с использованием цифровой микрофокусной рентгенографии.

Практически подтвержден экспериментально установленный факт визуализации физарных переломов, а также определена возможность применения цифровой микрофокусной рентгенографии в диагностике «малых» переломов с повреждением единичных костных балок.

Актуальность

Последние десять лет характеризуются ростом всех групп заболеваний детей от 0 до 17 лет, в том числе увеличением повреждений опорно-двигательного аппарата [9,13]. Травмы костей и суставов как у взрослых, так и у детей занимают ведущее место среди неотложных состояний. Среди общего количества травм детская травма составляет 25–30 % .

Среди всей хирургической детской патологии травмы опорно-двигательной системы составляют 25–30 % [7]. У детей есть свои особенности в локализации и видах травм костей и суставов. При этом переломы могут локализоваться как в костной, так и в хрящевой ткани (физарных зонах, или зонах роста), представляя собой особенность переломов детского возраста в виде эпифизеолизов, остеоэпифизеолизов, апофизеолизов, остеоапофизеолизов. Зоне роста, или физарной зоне, состоящей из пролиферирующих клеток хряща между метафизом и эпифизом растущей кости, не хватает присущей костной ткани механической прочности, и, следовательно, этот участок является более восприимчивым к травмам, чем окружающая оссифицированная ткань.

Чаще переломы физарной зоны происходят на границе оссифицированной и неоссифицированной ткани в виде отслоения хрящевой ткани от оссифицированной поверхности метафиза [13].

Удельный вес эпифизеолизов среди всех повреждений костей и суставов в детском и юношеском возрасте достаточно большой. По данным разных авторов, переломы физарной зоны составляют от 3 до 60 % всех повреждений скелета у детей [10, 12, 14].

Основным методом диагностики травм костей и суставов после клинического обследования является рентгенография, в том числе и цифровая, в двух взаимно перпендикулярных проекциях. В целом классическая рентгенография позволяет быстро диагностировать наличие перелома, установить вовлеченность соседних суставов, а также количество и расположение осколков.

Однако рентгенологическая оценка переломов может быть затруднена из-за особенностей рентгеноанатомии скелета у детей и наличия скрытых переломов. Скрытый перелом не визуализируется на рентгенограммах в стандартных проекциях, чаще проходит с привлечением физарной зоны. Скрытые переломы конечностей составляют, по данным разных авторов, от 0,4 до 65 % отсроченных диагнозов в детской травматологии [9, 10].

Так как у детей младшего возраста большая часть эпифиза представлена хрящом и рентгенонеконтрастна, а ядро окостенения образует тень в виде небольшой точки, то рентгенологически диагноз перелома в зоне роста (эпифизеолиз) можно поставить, основываясь лишь на косвенных признаках, таких, как клиноподобное расширение зоны роста и смещение ядра окостенения (эпифиза) по отношению к метафизу.

Если же перелом представлен в виде чистого эпифизеолиза без смещения или ядро окостенения еще отсутствует, то такой диагноз ставится чисто клинически без объективного подтверждения с помощью лучевых методов исследования.

В результате около 50 % детей без переломов костей получают необоснованное лечение, в то время как около 30 % детей с переломами костей не получают соответствующего лечения [12]. В связи с этим в современной детской травматологии изучение проблемы травм костно-суставной системы остается актуальным.

Проблемам диагностики повреждений зон роста у детей посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов [4–6]. Практически все авторы указывают на необходимость поиска новых методов диагностики и лечения в связи с большим количеством ошибок и осложнений. В последнее десятилетие появились работы об использовании цифровой микрофокусной рентгенографии. Данный метод благодаря ряду его преимуществ широко используется в диагностике патологии костной системы в странах Российской Федерации [1–3]. Однако в литературе широко не освещены возможности применения данного метода для диагностики скрытых повреждений конечностей, в том числе и физарных зон у детей.

Материалы и методы

На основе данных экспериментального исследования (патент на полезную модель No 70809, МПК А61В 6/00 от 25.06.2012, бюллетень No 12) была обоснована возможность применения микрофокусной рентгенографии в диагностике повреждений зон роста.

Для практического применения данного метода было обследовано 74 ребенка в возрасте от 1 года до 17 лет (43 мальчика и 31 девочка — 58,1 и 41,9 % соответственно) с различными травматическими повреждениям конечностей в условиях городского травматологического пункта.

Рентгенологическое исследование проводили на цифровом микрофокусном аппарате «Пардус-02» (рис. 1) с размером фокусного пятна 0,1 мм при первич-ном увеличении изображения в 2 раза (расстояние источник — приемник — 40 см, расстояние источник — объект — 20 см). Параметры экспозиции при проведении микрофокусной рентгенографии: напряжение — 70–85кВ, сила тока — 100мкА, время — 1–2 с.

Распределение пациентов в зависимости от возраста и пола приведено в таблице.

Среди обследованных пациентов у 62 (83,8 % ) пациентов были выявлены различные переломы костей верхних конечностей. Среди них переломы зон роста были выявлены у 22 (35,5 %) пациентов благодаря особенностям микрофокусной рентгенографии. Визуализация перелома зоны роста в виде линии просветления на грани оссифицированной и неоссифицированной ткани объясняется физико-техническими характеристиками микрофокусной рентгенографии.

Диапазон значений коэффициента масштабирования, при котором разрешение конкретного метода рентгенографии не опускается ниже разрешения приемника изображения, называется«глубиной резкости рентгеновского аппарата».

Расчеты показывают, что глубина резкости микрофокусного аппарата не ограничивается коэффициентом увеличения изображения, в то время как для обычного аппарата она ограничена значением m = 1,12, более которого разрешение контактного способа рентгенографии будет хуже разрешения используемого приемника изображения.

Таким образом, в микрофокусных аппаратах разрешение приемника «реализуется» полностью по всему объему просвечиваемого объекта. Большая глубина резкости микрофокусных рентгенографических систем позволяет использовать минимально возможные фокусные расстояния с целью увеличения интенсивности излучения в плоскости приемника.

В микрофокусной рентгенографии резкость изображения деталей объекта не зависит от коэффициента увеличения. Поэтому через разное увеличение деталей, расположенных по всей толщине объекта, возникает эффект линейной перспективы, дает возможность глубину залегания отображаемых деталей. Еще одной важной особенностью микрофокусной рентгенографии является эффект фазовой контрастности — наличие линий, проходящих на границе раздела сред.

Этим объясняется экспериментально установленный факт, который в нашем исследовании подтвердился практически, — на микрофокусных рентгеновских снимках наблюдается больше мелких деталей строения объекта просвечивания, чем на контактных снимках аппаратов с большими фокусными пятнами, т. е. растет количество выявленных деталей в единице объема исследуемых органов [8], что повышает эффективность диагностики при так называемых «малых» переломах с нарушением единичных костных балок (рис. 2).

Надо также отметить такую возможность цифровой рентгенографии, в том числе и микрофокусной, как постпроцессинг, т. е. возможность изменять яркость и контрастность изображения, а также увеличивать изображение в зависимости от того, какие ткань или участок являются зоной интереса, пренебрегая при этом объемом и качеством визуализации других участков.

Используя данную функцию, можно улучшать качество изображения прицельно мягких тканей, хрящевой ткани (в зоне роста) или костной ткани, что значительно повышает эффективность диагностики.

При проведении цифровой микро-фокусной рентгенографии при повреждении зон роста определялась линия просветления на границе оссифицированной и неоссифицированной ткани.

Необходимо отметить, что указанный признак выявлялся в случаях различных повреждений зон роста без смещения (рис. 3–5,а, б), что представляет трудности при интерпретации данных конвенционной или цифровой рентгенографии

В 12 (54,5 % ) случаях при повреж-дениях зон роста кроме цифровой микрофокусной рентгенографии дополнительно проведено ультразвуковое исследование (УЗИ), в ходе которого выявлялись характерные признаки: нероавномерное расширение зоны роста, гемартроз .

Выводы

Рентгенография остается основным в диагностике повреждений костных структур у детей. Использование цифровой микрофокусной рентгенографии, особенно при первичном увеличении, позволяет объективизировать наличие повреждений зон роста в виде линии просветления на грани оссифицированной и неоссифицированной ткани и так называемых «малых», или скрытых, переломов с повреждением единичных костных балок во избежание гипер- или гиподиагностики таких травм, своевременно установить диагноз и провести соответствующее лечение пострадавших.

Список литературы

1.Васильев А. Ю., Смирнова В. А.Возможности цифровой микрофокусной рентгенографии в диагностике диабетической остеоартропатии: Свидетельство об отраслевой регистрации разработки No 7470 // Инновации в науке и образовании. 2006. No 12 (23). С. 34.

2.Васильев А. Ю., Егорова Е. А., Выклюк М. В. Клинико-лучевая диагностика изменений культи бедра и голени после ампутаций вследствие минно-взрывной травмы // Мед. визуализация. 2011. No 1. С. 107

3.Васильев А. Ю.Высокодетальная микрофокусная рентгенография с многократным увеличением изображения: прошлое, настоящее, будущее // Ма-тер. II Междунар. конгр. «Невский ра-диол. форум-2005». СПб., 2005. С. 436.

4.Дементьев Е. З., Кириллова М. Е. Рентгенодиагностика переломов костей локтевого сустава // Радиология — практика. 2009. No 1. С. 14.

5.Ильин А. С. Артроскопическая диагностика и лечение повреждений локтевого сустава у детей: Дис. ... канд. мед. наук. М., 2002. 155 с.

6.Малахов О. А., Поздникин Ю. И., Со-ловьева К. С. Пути развития и совершенствования детской травматолого-ортопедической службы в России // Вестн. травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова. 2004. No 4. С. 3–10.

7.Меркулов В. Н., Дорохин А. И., Стужина В. Т., Соколов О. Г. Современные принципы обследования и лечения детей с переломами длинных костей, осложненными нарушением консолидации // Там же. 2006. No 3. С. 52–57.

8.Потрахов Н. Н., Труфанов Г. Е., Васильев А. Ю. и др. Микрофокусная рентгенография: Учеб. пособ. СПб.: ЭЛБИ-СПб., 2012. 79 с.

9.Blackmore C. C. Clinical prediction rules in trauma imaging: who, how and why // Radiol. 2005. V. 235. P. 371—374.

10.Jadhav S. P., Swischuk L. E.Commonly missed subtle skeletal injuries in children: a pictorial review // Emerg. Radiol. 2008. V. 15. No 6. Р. 391–398.

11.Kan J. H., Kleinman P. K.Pediatric and Adolescent Musculoskeletal MRI // NY, USA. Springer Science + Business Media, 2007. 760 р.

12.Paterson J. M. H.Children’s fractures «not to be missed» // Hospital Med. 2002. No 63. Р. 426–428.

13.Perron A. D., Miller M. D., Brady W. J. Orthopaedic pitfalls in the ED: paediatric growth plate injuries // Am. J. Emerg. Med. 2002. V. 20. No 1. Р. 50–54.

14.Sankar W. N., Chen J., Кay R. ., Skaggs D. L.Incidence of occult fracture in children with acute ankle injuries // J. Pediatr Orthop. 2008. V. 28. No 5. Р. 500, 501.