Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ROLE OSTEODENSITOMETRY OF THE AXIAL AND PERIPHERALSKELETON PATIENTS WITH HEMOPHIА BEFORE ENDOPROSTHESIS REPLACEMENT OF KNEE JOINTS

Abdrakhmanova Z.S. 1
1 Astana Medical University
С целью оценки состояния плотности и прочности костной ткани осевого и периферического скелета у пациентов с гемофилическими артрозами методами двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии позвоночника и проксимального отдела бедренной кости и ультразвуковой остеометрии пяточной кости было обследовано 65 пациентов, госпитализированных на эндопротезирование коленного сустава. Отмечено снижение минеральной плотности костной ткани – частота остеопороза позвоночника составила в поздних стадиях гемофилического артроза 75,4%, проксимального отдела бедренной кости - 55,1%, уровень Т-критерия менее –2,5SD (р≤0,001), в сравнении с контролем. При ультразвуковой остеометрии пяточной кости отмечено снижение прочностных характеристик – частота остеопороза составила в поздних стадиях гемофилического артроза 81,6%. Выявлено, что индекс жесткости пяточной кости ВQIдостоверно ниже на 63% в третьей (р<0,0001), в 4 стадии – на 66 % (р<0,0001), в сравнении с контролем. Сниженные значения исходных данных плотности и прочности костной ткани осевого и периферического скелета является грозным предиктором нестабильности эндопротеза у пациентов с гемофилией.
For the purpose of anassessment of a condition of density and durability of a bone tissue of an axial and peripheral skeleton atpatient swith gemofilitic arthroses methods of a dual energy x-ray absorbtsiometriya of a back bone and proximal department of a femur and an ultrasonic ostemetriya of a calcaneal bone examined 65 patients hospitalized on endoprothesis replacement of a kne ejoint. Decrease in mineral density of a bone tissueis not ed – the frequency of osteoporosis of a back bone madeinlatestages of gemofiltic arthrosis - 75,4%, proximal department of a femur - 55,1%, T-criterion levelless – 2,5SD (r≤0,001), in comparison with control. At an ultrasonic osteometriya of a calcaneal bone decreaseinstrengthcharacteristicsis not ed – the frequency of osteoporosis made 81,6% in latestages of gemofilitic arthrosis. It is revealedthatanindexofrigidity of a calcaneal bone of BQI it is reliable 63% belowin the third (р≤0,001), in 4 stages – for 66% (р≤0,001), in comparison with control. The reducedvalues of basic data of density and durability of a bone tissue of anaxia land peripheral skeletonis a terriblepredictor of instability of an endoprothesis atpatients with hemophilia.
gemofilitic arthroses
osteoporosis
dual energy x-ray absorbtsiometriya
mineral density of a bone tissue
ultrasonic osteometriya
endoprothesis replacement
Поражение опорно-двигательного аппарата является одним из наиболее значимых проявлений гемофилии, определяющим степень инвалидизации больных и их трудоспособ­ность [1,2,3,8]. У большей части пациентов, страдающих гемофилией, возникают грубые изменения суставов, костей и мышц в результате повторных кровоизлияний и развитие, вследствие этого, хронического воспалительно-деструктивного процесса [3,12]. Однако патофизиология гемофилической артропатии в полной мере не ясна и  остаётся предметом пристального изучения, что позволит найти пути к их эффективной профилактике и лечению [8,13,15]. 

В Республике Казахстан комплексная диагностика и лечение пациентов с гемофилическими артропатиями крупных суставов впервые организована в АО «Республиканский научный центр неотложной медицинской помощи», где на базе отдела восстановительной ортохирругии и политравмы создано специализированное отделение [8], это учреждение является первой клиникой на территории Центральной и Средней Азии, второй на пространстве СНГ после Гематологического научного центра РАМН РФ, занимающейся данной орфанной патологией.

Проведение оперативного вмешательства как «эндопротезирование» (ЭП) крупных суставов пациентам с тяжелым течением гемофилии всегда сопряжена опасностью развития грозных осложнений, так как в отличие от операций, проводимых обычным пациентам, оперативные вмешательства, проводимые больным с гемофилией, гораздо сложнее [1,2,9]. Несмотря на сложность операции, на сегодняшний день ЭП крупных суставов стала неотъемлемой частью восстановительного лечения больных с гемофилией и поражением опорно-двигательного аппарата, так как не только купирует болевой синдром, но в той или иной степени возвращает функциональную активность, повышает качество жизни пациентов этойкатегории [1,2].

Эра эндопротезирования, одновременно с благом, породила новую проблему в ортопедии, названную «стрессовым ремоделированием», отражающую реакцию костной ткани на имплантат (эндопротез), которая заключается в усилении интенсивности резорбции костной ткани в раннем послеоперационном периоде. Стабильность эндопротезов в значительной степени зависит от качества кости, контактирующей с имплантатом [6,12].

До настоящего времени нет единого подхода к оценке результатов ЭП [11,12]. Как известно, костная ткань, прилежащая к эндопротезу, реагирует на него независимо от того, есть у больного ОП или нет. Изменение интенсивности процессов ремоделирования, с одной стороны, направленного на увеличение массы кости для создания тесного контакта с эндопротезом, с другой - становится причиной развития асептической нестабильности, ведущей к повторным оперативным вмешательствам. Именно затянувшийся период резорбции кости, сопутствующая остеопения и ОП становятся причиной последующей нестабильности эндопротеза и ограничения срока функциональной жизни имплантата и сустава в целом [10,11]. Существует категория больных, быстро теряющих костную массу, это именно пациенты после тотального ЭП тазобедренного или коленного сустава [11]. Внедрение в практику здравоохранения денситометрических приборов, создает основу для скорейшего решения задач, связанных с ОП [6,10,14].

Для ранней диагностики ОП используются методы остеоденситометрии, в течение последних 25-30 лет «золотым стандартом» считается двухэнергетическая рентгеновская денситометрия (ДЭРА), позволяющая выявлять снижение минеральной плотности костной ткани (МПКТ) [4,10]. Однако по применению ДЭРА у больных, страдающих гемофилическими артропатиями, имеются только единичные публикации. Так в работах некоторых исследователей [5,12], обследовавших больных с тяжёлой формой гемофилии в возрасте от 20 до 50 лет, с поражением суставов, указано о снижении МПКТ у всех больных со стороны проксимальных отделов бедренных костей и поясничного отдела позвоночника, а также выявили системный ОП и остеопению у данных больных.

По литературным данным доказано, что прочность кости зависит не только от МПКТ и костной массы, но и от качественных характеристик, в понятие которого входят микроархитектоника костной ткани, наличие микроповреждений. Ультразвуковая (УЗ-) остеометрия пяточной кости позволяет оценить как плотность костной ткани, так и состояние архитектоники, которые в совокупности характеризуют прочность кости. Костная ткань пяточной кости состоит почти на 90% из губчатой ткани и отражает не только локальный ОП пяточной кости, а системный ОП скелета [5,7,12]. В основу метода УЗ-остеометрии положено взаимодействие звуковых волн с костной тканью, механические свойства которой изменяются в связи с развитием ОП, и, следовательно, с физической точки зрения этот метод более близок к отражению качества кости по сравнению с рентгеновскими методами. Характеристики УЗ-волны при прохождении ее через кость изменяются в зависимости от состояния костной ткани. Считается, что УЗ-остеометрия является оптимальным методом для массового осмотра населения для установки потери костной прочности, что подтверждено рядом авторов [7,10].

Комплексная диагностика ОП и своевременное его лечение является одним из важных мер профилактики нестабильности эндопротеза у пациентов с гемофилией. Общая социально-экономическая выгода, проистекающая из лечения ОП у пациентов с гемофилией, важна, поскольку улучшает качество жизни пациентов после сложной операции эндопротезирования суставов, и сдерживает рост расходов на лечение тяжелой нетрудоспособности, вызванной и так столь тяжелым заболеванием.

С целью оценки состояния минеральной плотности костной ткани и прочности кости пациентам с гемофилическими остеоартрозами перед операцией эндопротезирования проводили остеоденститометрию осевого и периферического скелета методами двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии позвоночника, проксимального отдела бедренной кости и ультразвуковой остеометрией пяточной кости.

Материалы и методы. Нами обследовано методами ДЭРА позвоночника и проксимального отдела бедренной кости (ПОБК) и УЗ-остеометрии пяточной кости 65 пациентов с тяжёлой формой гемофилии А с поздней 3-4 стадией остеоартроза коленного сустава, госпитализированных на ЭП, средний возраст составил 42,5±10,3 лет. После комплекса исследований им заменено всего 74 сустава - 56 пациентам проведена замена одного сустава, 9 пациентам - два коленных сустава. Также для сравнения было обследовано 80 здоровых лиц-добровольцев без костно-суставной патологии, в возрасте 25-40 лет, включены в контрольную группу.

ДЭРА осевого скелета проводили на аппарате LUNAR Prodigy фирмы GE, с получением денситограмм. Программа ДЭРА включала оценку МПКТ тел поясничных позвонков (L1-L4) в прямой и боковой проекциях; сканирование ПОБК, по стандартным программам [14]. Степень снижения МПКТ, согласно принятой классификации ВОЗ [14], оценивали по Т-критерию: Т-измерение разницы между МПКТ конкретного больного и среднего значения МПКТ молодых, взрослых людей в период до начала потери МПКТ, того же самого пола и этноса. Отклонения выражались в стандартных единицах (SD), величины SD костной плотности при разных стадиях ОП отражены в таблице 1.

Таблица 1

Степень снижения МПКТ согласно принятой классификации ВОЗ по Т-критерию

Показатели

 Т критерия

Состояние МПКТ

>-1 SD

Нормальные  значения МПКТ

-1SD-(-2,5)SD

остеопения

≤ -2,5SD

остеопороз

При сканировании поясничного отдела позвоночника в прямой проекции вычислялись Т-критерии для LI, L2, L3, L4  и тотальные значения МПКТ на уровне L1-L4 позвонков. При денситометрии ПОБК автоматически раздельно рассчитывались Т-критерий для шейки бедренной кости, надшеечной области, треугольника Варда, большого вертела, межвертельного пространства и тотальные значения верхней трети бедренной кости, что позволяло детализировать изменения МПКТ ПОБК. УЗ-остеометрия пяточной кости проводилась на ультразвуковом денситометре OsteoSys-3000, основными параметрами явились  скорость проведения ультразвука (SOS) и декремент широкополостного затухания (BUA). SOS отражает объемную МПКТ и эластичность костной ткани, а BUA ассоциируется с плотностью состава и структурой трабекул, рассчитывался индекс жесткости кости (%) с использованием Т-критерия.

Результаты и их обсуждение. Ультразвуковая остеометрия пяточной кости. В таблице 2 показано, что частота остеопении и остеопорозом пяточной кости пациентов с поздней 3-4 стадией гемофилического артроза, госпитализированных на эндопротезирование коленного сустава, по данным УЗ-остеометрии, высокая - частота остеопении в основной группе составила 18,4%, в контрольной - 22,5% (р=0,673).

Таблица 2

Распределение обследованных в зависимости от уровня Т-критерия при УЗ-остеометрии пяточной кости

Показатели

 Т критерия

 

Гемофилическая

артропатия

3-4 стадии n=65

Контрольная

группа

n=80

р

абс.

%

абс.

%

>-1 SD     -    норма

-

-

56

70,0

0

-1SD-(-2,5)SD  - остеопения

12

18,4

18

22,5

0,673

≤ -2,5SD  -  остеопороз

53

81,6

6

7,5

≤0,001

Примечание: р - достоверность различий между основной и контрольной группами

Остеопороз встречался у 53 пациентов с гемофилическими артропатиями коленного сустава, что составило 81,6%, тогда как среди добровольцев всего у 6, что составило 7,5% (р≤0,001). Пациентов с нормальным уровнем Т-критерия в пяточной кости не было.

Таким образом, развитие артроза коленного сустава у больных гемофилией взаимосвязано с нарушением прочностных характеристик костной ткани. В исследование включены пациенты с гемофилией и артрозами коленного сустава ранних 1-2 стадий (13 пациентов), которым эндопротезирование коленного сустава не показано, они были госпитализированы по поводу внесуставных кровоизлияний (на иссечение хронических межмышечных гематом). Так, у больных с гемофилическими артрозами  SOS, показывающая состояние плотности кости, достоверно не отличалась в разные стадии процесса. BUA, характеризующий состояние архитектоники и наличие микроповреждений, снижен в поздних стадиях (р<0,0001). ВQI пяточной кости у пациентов с ранними признаками ГОА - при 1 стадии снижен до 67,2±5,6%, в сравнении с контролем (р≤0,005). При 2 стадии этот показатель понижен до 42,2±12,5%, достоверно отличающийся в сравнении с контролем (р<0,0001). Значение Т-критерия у пациентов на ранних стадиях в среднем составил -2,63±0,56SD, что соответствовал ОП пяточной кости у пациентов с гемофилией.

В поздней 3-4 стадии (таблица 3) отмечено достоверное снижение среднего значения индекса жесткостиBQI до 33,4±5,6%, в сравнении с контролем; среднее значение Т-критерия снижен до -3,74±0,5SD, достоверно отличающееся в сравнении с контролем (р<0,0001). ВQI достоверно ниже на 25% в первой стадии (р<0,005), на  53% во 2 стадии (р<0,0001), на 63% в третьей (р<0,0001), в 4 стадии - на 66 % (р<0,0001), в сравнении с контролем.

Таблица 3

Сравнительная характеристика количественных параметров пяточной кости по данным УЗИ-остеометрии у пациентов с поздними стадиями гемофилического артроза коленных суставов до операции эндопротезирования

 

Параметры

Контрольная  группа

n=80

Гемофилическая

артропатия 3-4 стадии n=65

X±σ

X±σ

SOS(м/с)

1582,2±10,5

1481,9±19,8

BUA(дБ/МГц)

41,4±12,4

4,8±2,1**

ВQI(%)

89,7±6,1

33,4±5,6**

Tscore(SD)

1,21±0,37

-3,74±0,5**

T-ratio(%)

84,2±0,4

47,9±12,3**

Z- score(SD)

1,18±0,6

-3,74±0,74**

Z- ratio(%)

83,7±0,3

48,3±10,9**

Анализ результатов УЗ-остеометрии пяточной кости в группе больных с гемофилическими артрозами и в контрольной группе выявил достоверные различия в ультразвуковых характеристиках. Нами выявлена зависимость между прогрессированием стадий при гемофилических артрозах и показателями ультразвуковой остеометрии пяточной кости - чем тяжелее стадия артроза, тем ниже показатели прочности кости. Это объясняется тем, что из-за частых кровоизлияний в сустав развиваются отек, контрактуры, что приводит к обездвиживанию этой конечности, пациент не может стоять, а пяточная кость перестает быть опорной.

Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия позвоночника и проксимального отдела бедренной кости. По результатам ДЭРА при проведении неинвазивной оценки массы костной ткани (в г/см2) у всех больных отмечалось снижение МПКТ осевого скелета.

В таблице 4 показана частота встречаемости остеопении и остеопороза на уровне L1-L4 у пациентов с ГОА, госпитализированных на эндопротезирование коленного сустава.

Таблица 4

Распределение пациентов с ГОА в зависимости от уровня Т-критерия позвоночника при ДЭРА в сравнении с контролем

Показатели

 Т критерия

на уровнеL1-L4

Гемофилическая

артропатия

3-4 стадии n=65

Контрольная

группа  n=80

 

р

абс.

%

абс.

%

>-1 SD норма

-

-

58

72,5

0

-1SD-(-2,5)SD  остеопения

16

24,6

18

22,5

0,947

≤ -2,5SD  остеопороз

49

75,4

4

5,0

≤0,001

Примечание: р - достоверность различий между основной и контрольной группами

При анализе показателей ДЭРА позвоночника на уровне L1-L4 у пациентов с поздними стадиями ГОА в 75,4% выявлен ОП позвонков, уровень Т-критерия менее -2,5SD (р≤0,001). По результатам ДЭРА позвоночника пациентов с гемофилией и нормальными показателями Т-критерия  (>-1 SD)  в поздние стадии остеоартроза не выявлены. Т-критерий от -1SD до -2,5 SD, соответствовавший остеопении позвонков, выявлен в 24,6%, практически так же, как в контрольной группе  (р=0,947).

Определена частота встречаемости остеопении и ОП на уровне ПОБК у пациентов с гемофилическим остеоартрозом, госпитализированных на ЭП коленного сустава (табл. 5).

Нормальные значения Т-критерия у пациентов с гемофилическими артропатиями выявлены в ПОБК в 20%, причем значения МПКТ у этих пациентов были завышены из-за склеротических изменений при выраженном остеоартрозе тазобедренного сустава, что значительно искажали истинные цифры МПКТ. В остальных 80% случаях признаков остеоартроза тазобедренного сустава 3-4 стадии не выявлено, в 24,6% выявлена остеопения (р=0,828). ОП, когда показатели Т-критерия были ≤ -2,5 SD, встречался в 55,3%, в контрольной группе - в 5% (р≤0,001).

Таблица 5

Распределение пациентов с ГОА в зависимости от уровня Т-критерия ПОБК при ДЭРА в сравнении с контролем

 

Показатели

 Т критерия

науровне ПОБК

Гемофилическая

артропатия

3-4 стадии n=65

Контрольная

группа  n=80

р

 

 

абс.

%

абс.

%

>-1 SD   норма

13

20,0

58

72,5

≤0,001

-1SD-(-2,5)SD остеопения

16

24,6

18

22,5

0,828

≤ -2,5SD   остеопороз

36

55,3

4

5,0

≤0,001

Примечание: р - достоверность различий между основной и контрольной группами

Среднее значение МПКТ на уровне L1-L4 позвонков соответствовало 0,602±0,026г/см2, средние значения Т-критерия были равны -2,5±0,22SD, что соответствовало ОП. При раздельном исследовании позвонков наибольшее снижением уровня МПКТ наблюдалось в телах L1 и L2 позвонков до 0,502±0,074г/см2, Т-критерий соответствовал -1,71±0,22SD. Это вероятно связано с наиболее нагружаемым отделом позвоночника, участвующий в процессах сгибания и разгибания.

Средние значения МПКТ ПОБК составили 0,834±0,016г/см2. Т-критерий был равен -1,52±0,08 SD в среднем, т.е. соответствовал ОП, наибольшее снижение МПКТ определялось в области шейки бедра до 0,504±0,148г/см2,  Т-критерий -1,73±1,14г/см2.ВQI пяточной кости у этих пациентов в среднем33,4±5,6%, Т-критерий-3,74±0,51SD. Диагностической ценностью ДЭРА как «золотого стандарта» диагностики ОП, являлось то, что метод выявил остеопению и ОП, наступающие в разные сроки у больных в зависимости от возраста, стадии артропатии, степени разрушения суставных поверхностей и функционального нагружения конечности. Таким образом, при проведении ДЭРА позвоночника и ПОБК отмечены признаки остеопении и ОП у всех пациентов с гемофилическими артрозами на поздних стадиях.

Снижение МПКТ и костной массы в этих отделах у пациентов с гемофилией происходит зачастую из-за ограничения движения нижней конечности и нижнего плечевого пояса, т.к. при поздних стадиях остеоартроза коленных суставов пациенты из-за развития грубых деформаций и контрактур не опираются на эту конечность, передвигаются в основном при помощи костылей, и основная нагрузка идет на верхний плечевой пояс [5]. Либо пациенты передвигаются при помощи инвалидных колясок, в основном сидят. Уменьшается мышечная масса из-за отсутствия мышечной нагрузки, кровоснабжение нарушается и мышцы частично атрофируются. Костная масса так же уменьшается из-за отсутствия опоры на кость, нарушения питания, происходит нарушение микроархитектоники костной ткани в виде рассасывания трабекул, составляющих силовые линии в ПОБК. Силовые линии отчетливы на рентгенограммах при выполнении опорной функции нагрузках на бедренные кости и тазобедренные суставы, но так как при передвижении при помощи костылей туловище и тазовый сегмент, нижние конечности в основном в подвешенном состоянии, кости таза не выполняют полностью опорную функцию, поэтому у пациентов с гемофилией силовые линии на рентгенограммах нечеткие, с нарушением симметрии. Особенно интенсивно рассасывание трабекул происходит в области шейки бедренной кости, что приводит к снижению прочности кости, поэтому возникает большой риск развития переломов этого сегмента [5].

Как считают многие авторы [6,7], низкая МПКТ, а также снижение прочности кости, отражаемый в ВQI, является основными предикторами переломов различной локализации. Так, при ДЭРА ранее нами выявлено, что у лиц при падении с высоты, не превышающий свой рост, снижение МПКТ на 1SD повышает риск развития переломов позвоночника у мужчин почти в 3 раза (OR=2,51; 95% CI 1,1-5,3), а снижение МПКТ ниже на 2,5SD повышает риск развития переломов позвоночника у мужчин в 10 раз (OR=10,1; 95% CI 2,21-48,9) [6].

После эндопротезирования 65 больных с гемофилическим остеоартрозом в 3 случаях в период от 3 месяцев до 1 года из-за нестабильности эндопротеза проведены операции по поводу удаления тибиального и бедренного компонентов. При этом выявлено, что исходные значения МПКТ позвоночника и ПОБК этих пациентов составляли 0,349±0,148г/см2,              Т-критерий -3,23±1,46SD, т.о. значительно ниже, чем у лиц без признаков нестабильности, а так же выявлено, что эти пациенты после операции по разным причинам не получали антиостеопоротическую терапию. 

Таким образом, своевременная диагностика методами остеоденситометрии осевого и периферического скелета и лечение ОП, а так же сопутствующей инфекции сустава, являются основными мероприятиями, направленными на предупреждение развития нестабильности после столь сложной операции эндопротезирования крупных суставов пациентам с гемофилическими остеоартрозами. При этом необходимо учитывать исходные низкие данные плотности и прочности костной ткани осевого и периферического скелета до операции и проводить динамический контроль за этими показателями в послеоперационном периоде на фоне приема антиостеопоротических препаратов.

Рецензенты:

Даутов Т.Б., д.м.н., профессор, зав. отделением радиологии и ядерной медицины Национального научного центра кардиохирургии, г. Астана;

Тайлаков Б.Б., д.м.н., профессор, зам. главного врача по науке ГКП на ПХВ «Онкологический центр» акимата, г. Астана.