15.12.2021

Магнитно-резонансная томография в диагностике патологии коленного сустава у детей

Коленный сустав является наиболее часто поражаемым при заболеваниях и травме.

 
Работа выполнена в ФГОУ Институте повышения квалификации Федерального медико-биологического агентства России.


доктор медицинских наук  профессор Китаев Вячеслав Михайлович

Ведущая организация:

Российский государственный медицинский университет

Общая характеристика работы

Коленный сустав является наиболее часто поражаемым при заболеваниях и травме. Согласно современным воззрениям ЮХА представляют собой гетерогенную группу заболеваний, включающую различные нозологические формы (ювенильный ревматоидный артрит, псориатический артрит, спондилоартриты, хронические артриты неуточненной нозологической принадлежности), начавшиеся в возрасте до 16 лет, имеющие сложный этиопатогенез и иммуногенетическое происхождение, разный характер течения, неоднозначный прогноз и исход патологического процесса. Эти заболевания объединяет тенденция к хроническому прогрессирующему течению, оказывающему значительное влияние на качество жизни больного ребенка и на высокую вероятность его ранней инвалидизации (Н.Н. Кузьмина с соавт., 2003, С.О. Салугина, О.В. Семенова, 2007). Не менее серьезную проблему представляют и травмы. Ежегодно в России частота травматических повреждений коленного сустава составляет около 2 млн. случаев (Ф.М. Ахмеджанов с соавт., 2001). При этом закрытые повреждения коленного сустава у детей встречаются достаточно часто и составляют от 5 до 13 % случаев, нуждающихся в экстренной госпитализации (М. А. Герасименко с соавт., 2001).

Поскольку нормально функционирующий коленный сустав является важной составляющей физической активности человека, проблема изучения диагностики его повреждений и способов лечения остаются актуальными.

Основным методом выявления патологии коленного сустава является клинический, при этом обширный арсенал современных лучевых методов способствует не только выявлению ранних признаков поражения сустава, но и уточнению стадии заболевания (А.К. Карпенко с соавт, 2005, 2006, J.A. Hughes et al., 2003, E.J. Wall et al., 2008). Современная инструментальная диагностика патологии коленного сустава включает рентгенологическое исследование, компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию, ультразвуковое исследование, артроскопию. Наибольший интерес, на наш взгляд, представляют ультразвуковое и магнитнорезонансное исследования, обладающие высоким диагностическим потенциалом и не несущими лучевой нагрузки для пациентов, что особенно важно при проведении обследований у детей (В.Ю. Босин с соавт., 2000).

Несмотря на достаточно большое количество публикаций, посвященных проблемам диагностики патологии коленного сустава, большая их часть касается исследований у взрослых пациентов. Работ по описанию нормальной картины и патологических изменений у детей сравнительно не много, что определило цель данного исследования.

Цель исследования составляет определение особенностей магнитнорезонансной визуализации коленных суставов у детей в норме и при патологических состояниях.

Задачи исследования.

1.    Изучить особенности нормальной картины коленного сустава у детей.

2.    Изучить особенности визуализации коленного сустава у детей при воспалительных заболеваниях.

3.    Сопоставить особенности изменения костной ткани в норме и при воспалительных заболеваниях.

4.    Определить тактику использования неионизирующих методов исследования при различных поражениях коленного сустава у детей.

Научная новизна.

Впервые получены данные об особенностях субхондральных изменений костной ткани у здоровых детей, выявляемых в возрасте 5-10 лет и проявляющиеся в повышении сигнала на FAT SAT и снижении на Т1-взвешеннных изображениях. Показано, что характерна локализация в медиальном мыщелке бедренной кости, при этом изменения не затрагивают прилежащие хрящевые ткани и могут носить как односторонний, так и двухсторонний характер.

Показано, что в норме у детей в 18,9% может встречаться небольшое количество жидкости, как правило ретропатиллярно, преимущественно у девочек. Изменения в заднем роге медиального мениска встречаются в нормальном суставе в 78,4% случаев.



Практическая значимость.

При оценке МР-изображений у детей в норме следует учитывать следующие особенности: васкуляризация заднего рога медиального мениска, незначительное количество жидкости у девочек, субхондральные изменения костной ткани. Несмотря на то, что желательно проведение исследования с двух сторон, даже при жалобах на сустав с одной стороны, выявление у детей изменений с одной стороны не должно считаться патологическим.

При выявлении субхондральных изменений костной ткани у пациентов с хроническими артритами необходимо проведение динамического исследования для определения и коррекции тактики лечения в случае необходимости.

При воспалительных заболеваниях коленного сустава у детей возможно использование ультразвукового метода исследования как основного для первичной диагностики. При травме коленного сустава целесообразно использование МРТ для получения наиболее полной информации о состоянии связочного аппарата и оценки костной ткани. Основные положения, выносимые на защиту.

1.    Субхондральные изменения костной ткани дистального эпифиза бедренной кости у здоровых детей встречаются в 24,3% случаев, как правило, в возрасте от 5 до 10 лет и носят преходящий характер.

2.    При хронических воспалительных заболеваниях суставов у детей изменения костной ткани выявляются не чаще, чем у здоровых детей, но в более широком возрастном диапазоне и требуют обязательного динамического наблюдения, так как могут иметь отрицательную динамику.

3.    Рациональная диагностическая тактика при поражении коленного сустава у детей предполагает возможность первичного использования ультразвукового исследования при воспалительных заболеваниях, при травме необходимо начинать обследование с магнитно-резонансной томографии.

Апробация работы.

Материалы диссертации представлены на III Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2009». Диссертация апробирована на расширенном заседании кафедры лучевой диагностики Института повышения квалификации ФМБА России 9.09.2009 г.

Внедрение результатов исследования в практику.

Научные положения и практические рекомендации, изложенные в диссертации, внедрены в повседневную работу отделения магнитнорезонансной томографии ФГУЗ Детская клиническая больница №38 - центр экологической педиатрии Федерального медико-биологического агентства России. Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре лучевой диагностики ФГОУ Института повышения квалификации ФМБА России.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы, в издании рекомендованном ВАК.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 17 страницах, состоит из введения, обзора литературы, трех глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Диссертация иллюстрирована 44 рисунками, 4 таблицами. Указатель литературы включает 219 источников, из них 110 отечественных и 109 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материалы и методы исследования.

Нами обследовано 108 пациентов находящихся на обследовании и лечении в ФГУЗ Детская клиническая больница №38 - центр экологической педиатрии Федерального медико-биологического агентства России в возрасте от 4 до 17 лет, 51 девочка и 57 мальчиков. В обследование было включено 37 (34,6%) человек, не предъявляющих жалоб на боли или дискомфорт в области коленных суставов, не занимающихся спортом и не имевших и заболеваний коленного сустава в анамнезе, 44    (40,7%) пациентов с диагнозом ювенильного хронического артрита, 18 (16,7%) пациентов с травмой коленного сустава в анамнезе, 8 (7,4%) пациентов с реактивным артритом, 1 (0,9%) пациент с болезнью Кенига.

Обследование проводилось на магнитно-резонансном томографе “APERTO” HITACHI, открытого типа с вертикальным магнитным полем 0,4 Тл. Открытый тип магнита исключает явление клаустрофобии у пациентов и позволяет позиционировать любую анатомическую зону пациента в изоцентре МРТ. В данной модели МР-томографа внедрены новые высокотехнологичные методы исследований. Благодаря внедрению мощной градиентной системы в конструкцию МРТ с постоянными магнитами (у Aperto - 22 мТ\м и скоростью нарастания 55 мТ\М\мсек) стало возможным применять на этих МРТ методы исследований, ранее присущие только сверхпроводящим МРТ с высоким полем, такие как сбалансированная последовательность изображения BASG, взвешенная по протонной плотности, а также позволяет эффективно применять спектральный метод разделения сигнала от жировой ткани и воды с подавлением сигналов от жировой ткани - FAT SAT. Компьютер позволяет проводить параллельный сбор данных с матрицей до 1024x1024 пикселей, а также осуществлять быструю реконструкцию изображений. На одно исследование тратится в среднем 20 минут.

Исследование проводилось в положении пациента лежа на спине с вытянутыми нижними конечностями в расслабленном состоянии. Нижние конечности во время исследования было ротированы кнаружи примерно на 30°. Это положение комфортабельно для пациента, к тому же эта позиция в саггитальной проекции является оптимальной для оценки передней крестообразной связки. Для проведения исследования использовалась катушка для колена QK.C-83 QD.

Исследование проводилось с толщиной срезов 3-4мм с интервалом между срезами 0-1 мм. Каждое исследование может потребовать индивидуального подхода для уточнения анатомических особенностей. Тем не менее, стандартный протокол включал в себя Т1-взвешенную и Т2-взвешенную спин-эхо последовательности. Также использовались последовательности Т2*, FAT SAT, BASG.

В обязательном порядке регистрировались изображения в коронарной, сагиттальной, аксиальной проекциях.

В сагиттальной проекции измеряли суммарную толщину суставного хряща на уровне латерального и медиального мыщелков бедренной кости. В данных областях суставные хрящи несут максимальную механическую нагрузку, к тому же этот размер сопоставим с шириной суставной щели, определяемой рентгенологически. Измерение проводили в режиме исследования с подавлением жира.

Ультразвуковое обследование выполнялось на аппаратах «SEQUOIA512» Siemens, «LOGIC400» GE линейными датчиками с частотой сканирования 7-14 МГц.

В протоколе УЗИ коленного сустава отражали следующие позиции: наличие выпота в верхнем завороте, эхоструктура жидкости, наличие инородных тел, сухожилие прямой мышцы бедра, надколенник - контуры, собственная связка - целостность, структура, толщина, наличие бурсита, состояние жировых тел, состояние медиопателлярной складки - структура, боковые связки - структура, суставные поверхности бедренной и большеберцовой костей, гиалиновый хрящ - контур, толщина, мениски: форма, структура, контуры, фрагментация, кальцинация, наличие жидкостного образования в паракапсулярной зоне.

Статистическая обработка материала проводилась с использованием стандартных методов статистики, в том числе коэффициента корреляции, непарного критерия t Стьюдента для оценки достоверности различий между группами. Статистически достоверными считали различия при р<0,05. Для оценки качественных характеристик применялся критерий хи-квадрат (у2).

Результаты исследования и их обсуждение.

При изучении толщины суставного хряща определена высокая обратная корреляция, что подтверждает необходимость оценки толщины суставного хряща у детей в зависимости от возраста.

К особенностям оценки нормальной картины коленного сустава у детей следует отнести достаточно часто выявляемые изменения заднего рога медиального мениска, которые в нашем исследовании встретились в 78,4% случаев. Основное отличие от травматического поражения заключается в том, что повышенные на Т1 и Т2-взвешенных изображениях сигналы не выходят на контур мениска. Подобные изменения описаны А.К. Карпенко с соавт. (2005) и, по мнению авторов, отражают высокую васкуляризацию этой области у детей. О.Т. Eren et al. (1999) считают, что подобные изменения могут быть связаны с миксоидным изменением мениска. В любом случае повышение сигнала на Т1 не выходящие на контур мениска не стоит однозначно считать следствием травмы или дегенеративных процессов.

Также следует отметить относительно невысокую (18,9%) встречаемость незначительного увеличения жидкости в полости сустава, как правило, локализованной ретропателлярно, не изменяющее соотношение внутренних структур и встречающейся преимущественно у девочек.

Нами также выявлено субхондральное изменение костной ткани дистального эпифиза бедренной кости в виде неравномерного повышения сигнала при использовании FAT SAT - последовательности (с подавлением жира) и снижением сигнала на Т1 - взвешенных изображениях у 9 человек. Область поражения характеризовалась неоднородностью сигнала, нечеткими границами (рис. 19, 20). В 8 случаях изменения выявлены в медиальных мыщелках бедра и только в одном - в латеральных. Локализация выявленных изменений в медиальных мыщелках бедренной кости является достоверно значимой (t = 8,47, р ? 0,001). В трех случаях из девяти изменения носили односторонний характер - в медиальном мыщелке. Следует отметить, что во всех случаях хрящевые суставные поверхности были выражены равномерно с неизмененным сигналом от них.

Группу с наличием субхондральных изменений (9 человек) составили 3 девочки (33,3%) и 6 мальчиков (66,7%), средний возраст которых - 8,0 ± 0,6 лет. Группу без изменений (28 человек) составили 12 девочек (42,9%) и 16 мальчиков (57,1%), средний возраст - 12,5 ± 0,7 лет. Возраст пациентов с выявленными изменениями был достоверно меньше (t = 4,77, р ? 0,001), чем остальных 28 человек. Это связано с тем, что группа с изменениями костной ткани не выходила за пределы диапазона 5-10 лет. В то же время, несмотря на преобладание мальчиков в этой группе, подобное соотношение наблюдается и в группе с неизмененной костной тканью. При статистическом сравнении групп по половому признаку достоверных различий не выявлено (t = 0,52, р > 0,05).

При тщательном сборе анамнеза из всей группы только трое детей указывают на периодические боли в коленных суставах в прошлом. У всех детей указаний на травмы, воспалительные заболевания суставов не было.

При обследовании в динамике через 2,5 - 4 месяца выявленные ранее изменения не были зарегистрированы у 4 человек, уменьшение размеров - у двух, три ребенка ожидаются на контрольное исследование.

Большое внимание уделяется возможностям МРТ в диагностике рассекающего остеохондрита (болезнь Кенига), который в первую очередь ассоциируется с поражением коленного сустава в возрасте 10-20 лет (М. А. Герасименко с соавт., 2007, E.J. Wall et al. 2008). Авторы отводят основную диагностическую роль магнитно-резонансной томографии, поскольку благодаря этому методу возможна ранняя диагностика заболевания. При этом даже первая стадия заболевания сопровождается локальным утолщением суставного хряща, при этом следует подчеркнуть, что в нашем исследовании изменений со стороны хряща выявлено не было.

Мы полагаем, что выявленные нами изменения костной ткани не следует считать патологическими. Вероятно, выявление изменений костной ткани в дистальном эпифизе бедренной кости у детей в возрасте от 5 до 10 лет может отражать динамические процессы роста кости, относительное несовершенство локального кровообращения и метаболизма. Более частая локализация процесса в медиальном мыщелке, видимо, отражает его более интенсивный рост в этом возрастном периоде и более выраженную нагрузку на него.

Таким образом, к особенностям нормальной картины коленного сустава у детей относятся: наличие неоднородного повышения сигнала в заднем роге медиального мениска на Т1- и Т2* - взвешенных изображениях, не выходящего на контур (78,4%), незначительное увеличение жидкости преимущественно ретропатиллярной локализации, чаще у девочек (18,9%), субхондральное изменение костной ткани дистального эпифиза бедренной кости в виде неравномерного повышения сигнала при использовании FAT SAT - последовательности и снижением сигнала на Т1 - взвешенных изображениях с локализацией в медиальном мыщелке бедренной кости (24,3%).

При изучении группы пациентов с воспалительными заболеваниями суставов мы обратили внимание, что в этой группе пациентов также выявляются субхондральные изменения костной ткани. Для оценки клинической значимости этих изменений был проведен сравнительный анализ групп практически здоровых детей и пациентов с заболеваниями суставов. Проявления воспалительных заболеваний, выявляемых при магнитно-резонансном исследовании, не являются специфическими, тем не менее, клиническая значимость субхондральных изменений костной ткани имеет важное прогностическое значение.

В эту группу вошли 44 пациента с хроническими артритами, из них 23 девочки и 21 мальчик, средний возраст - 11,5±0,7 года, по возрасту достоверно не отличаются от группы практически здоровых лиц (1=0,099, р > 0,05).

Изменения костной ткани в группе пациентов ювенильным хроническим артритом выявлено у 14 пациентов, из них 7 девочек и 7 мальчиков в возрасте от 6 до 17 лет, что составило 31,8%. Средний возраст составил 11,0±1,1 года. Возраст пациентов этой группы достоверно не отличался от возраста оставшихся пациентов (t=0,362, р > 0,05). По половому признаку группа пациентов с изменениями костной ткани также достоверно не отличалась от пациентов с артритами, не имеющих костных изменений (t=0,15, р > 0,05).

Сравнение групп с выявленными субхондральными изменениями у здоровых лиц и у больных хронически артритом показало, что частота выявления изменений костной ткани при магнитно-резонансной томографии коленного сустава достоверно не отличается (х2=0,248, р > 0,05). По половому признаку группы также статистически достоверно не различаются (1=0,809, р > 0,05), несмотря на преобладание мальчиков в группе здоровых лиц, которое отражает половое соотношение в этой группе в целом, как было показано в предыдущей главе. А вот по возрасту, группа с хроническими артритами оказалась достоверно старше, чем здоровые (t=2,455, р ? 0,05).

Значимое отличие возраста пациентов с артритами очевидно, так как шире не только возрастной диапазон, но и половина пациентов находится в возрасте старше 11 лет.

Изменения костной ткани у пациентов с артритами характеризовались также как и у здоровых лиц субхондральным расположением, повышением сигнала на FAT SAT и снижением на Т1 взвешенных изображениях, неоднородностью сигнала, нечеткими границами области поражения.

Локализация процесса в медиальных мыщелках бедра наблюдалась в 13 случаях, в одном - в области суставной поверхности надколенника, в двух случаях отмечалось наличие изменений в большеберцовой кости. Локализация выявленных изменений в медиальных мыщелках бедренной кости является достоверно значимой (t=12,714, р ? 0,001). В девяти случаях процесс носил двухсторонний характер и в пяти - односторонний.

Проведено сопоставление толщины хряща в группах здоровых лиц и пациентов с артритами, имеющими изменения костной ткани (таблицы 1 и 2).

Таблица 1.




Таблица 2.



Как видно из таблиц статистически значимого отличия толщины хряща в группах сравнения выявлено не было. Тем не менее, обращает на себя внимание стабильно большая толщина хряща в группе пациентов с артритами в возрасте старше 10 лет. Также отмечена большая величина ошибки во всех измерениях в этой группе, что свидетельствует о более широком разбросе значений. В то же время несколько большие величины значений толщины хряща в группе пациентов с артритами в возрасте менее 10 лет имеют сопоставимую величину ошибки.

При анализе группы пациентов с артритами нами не выявлено достоверной связи наличия изменений костной ткани у пациентов с хроническими артритами с длительностью заболевания и степенью активности основного процесса, что вероятно объясняется определенной гетерогенностью причин заболевания в каждом случае заболевания при относительно небольшой выборке.


Проявления воспалительных заболеваний, выявляемых при магнитнорезонансном исследовании, не являются специфическими, тем не менее, клиническая значимость субхондральных изменений костной ткани имеет важное значение для выбора тактики наблюдения и лечения пациентов. Среди пациентов с хроническими артритами процент выявляемости субхондральных изменений костной ткани достоверно не отличается от такового у здоровых лиц. Тем не менее, обращает на себя внимание более широкий возрастной диапазон пациентов с артритами и, соответственно, достоверно больший средний возраст. Другой особенностью является распространенность локализации процесса за пределами дистального эпифиза бедренной кости (надколенник, проксимальный отдел большеберцовой кости). И, наконец, отмечена разнонаправленность субхондральных изменений при динамических наблюдениях - наряду с положительной динамикой, отмечается изменение локализации процесса, наличие отрицательной динамики в виде отграничения очага некроза. Отрицательная динамика отмечена в старшей возрастной группе пациентов с хроническими артритами.    ..

Таким образом, мы считаем, что наличие хронического системного воспалительного заболевания с вовлечением суставов способствует замедлению процессов нормальной организации костной ткани и может провоцировать отрицательную динамику их развития у лиц с транзиторными субхондральными изменениями.

Применение диагностических методов получения изображений, связанных с ионизирующим излучением, должно быть тщательно продумано в педиатрии, поскольку дети особенно подвержены риску облучения. Поэтому применение таких методов как ультразвуковой и магнитнорезонансный особенно актуальны в арсенале диагностических методик обследования детей с поражением костно-мышечной системы.

Проведен сравнительный анализ диагностических возможностей методов магнитно-резонансной томографии и ультразвуковой диагностики для оценки состояния коленного сустава у пациентов с воспалительными заболеваниями и травмой. Частота выявления различными методами симптомов поражения коленного сустава представлена в таблицах 3 и 4.

Следует отметить отсутствие значимых различий в выявлении подавляющего числа симптомов поражения коленного сустава различными методами, за исключением характеристики поражения костной ткани.


Таблица 3.

Частота выявления симптомов поражения коленного сустава при хроническом артрите.



Сопоставимость методик при воспалительных заболеваниях коленного сустава позволяет рекомендовать ультразвуковой метод исследования, как менее затратный, для первичной диагностики наличия патологических изменений коленного сустава при воспалительных процессах. Магнитнорезонансную томографию следует использовать как метод уточняющей диагностики.

В большинстве случаев при определении жидкости в полости сустава, повреждении боковых связок, менисков обе методики вполне сопоставимы. Тем не менее, в выявлении симптомов повреждения костной ткани коленного сустава преимущество магнитно-резонансной томографии является очевидным. Таким образом, магнитно-резонансная томография имеет преимущества перед ультразвуковым исследованием в определении состояния крестообразных связок и оценке костной ткани.

Частота выявления симптомов поражения коленного сустава при травмах.



Преимущество магнитно-резонансной томографии перед ультразвуковым исследованием в определении состояния крестообразных связок и оценке костной ткани позволяет считать, что при подозрении на повреждение коленного сустава при травме целесообразно начинать исследование с МРТ для наиболее полного представления об объеме поражения.

Таким образом, неионизирующие методы обследования имеют неодинаковые диагностические возможности, и последовательность их применения определяется характером повреждения коленного сустава у детей.

Выводы:

2.    Особенностями субхондральных изменений дистального эпифиза бедренной кости у здоровых детей являются: локализация в медиальном мыщелке бедренной кости, отсутствие изменений со стороны хряща, встречаются преимущественно в возрасте от 5 до 10 лет.

3.    В норме в 18,9% случаев встречается незначительное количество жидкости, не изменеяющее соотношение внутрисуставных структур, как правило, ретропателлярно, чаще у девочек.

4.    В норме в 78,4% случаев встречается повышение сигнала на Т1-взвешенных изображениях от заднего рога медиального мениска, не выходящее на его контур.

5.    Особенностями субхондральных изменений костной ткани при хроническом артрите являются: распространенность изменений, изменение локализации и отрицательная динамика, отсутствуют возрастные ограничения.

6.    Изменения со стороны коленного сустава при воспалительных заболеваниях имеет сопоставимую частоту выявления симптомов поражения при ультразвуковом и магнитно-резонансном исследованиях.

7.    При травме коленного сустава у детей магнитно-резонансная томография имеет преимущества перед ультразвуковым исследованием в выявлении поражения костной ткани, крестообразных связок.

Практические рекомендации:

2.    При оценке субхондральных изменений со стороны костной ткани обязательной является оценка прилежащей хрящевой ткани. Односторонность изменений, выявленных при первичном обследовании не должна считаться признаком патологии.

3.    Необходимо учитывать, что в норме при МР-исследовании коленного сустава у детей в 18,9% встречается незначительное количество жидкости в полости сустава и в 78,4% повышение сигнала на Т1-взвешенных изображениях от заднего рога медиального мениска, не выходящее на его контур.

5.    При воспалительных заболеваниях коленного сустава у детей обследование следует начинать с ультразвукового исследования, при    необходимости дополняя его магнитно-резонансной томографией.

6.    При травме коленного сустава у детей обследование следует начинать с магнитно-резонансной томографии, как наиболее информативного метода.

2.    Шустрова Г.Э., Бадамшина Л.М., Филиппова Л.Ю. Особенности оценки магнитно-резонансной томографии коленного сустава у детей школьного возраста // Материалы III Всероссийского национального конгресса лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2009». Медицинская визуализация. Специальный выпуск. - 2009. - С. 488 - 489.

3.    Бадамшина Л.М., Шустрова Г.Э. Магнитно-резонансная томография коленного сустава у здоровых детей // Медицинская визуализация. - 2009. -№4.-С. 117-119.

КТ - компьютерная томография.


















Теги: коленный сустав
234567 Начало активности (дата): 15.12.2021 20:18:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова:  магнитно-резонансная томография, коленный сустав, дети, ревматоидный артрит, ультразвуковое исследование
12354567899