Diagnostic capabilities of computer thermography with perthes disease

Full Text

Остеохондропатия головки бедренной кости (болезнь Легга—Кальве—Пертеса) составляет около 17% в структуре ортопедической патологии тазобедренного сустава у детей. Ключевыми звеньями патогенеза этого заболевания являются расстройства локального и регионарного кровотока, синовит, повышение внутрикостного давления и некроз костной ткани [1]. Прогноз болезни Пертеса во многом зависит от ранней диагностики и своевременного лечения. Однако правильный диагноз в начальные сроки ставится лишь у 6~8% детей [6]. Ранняя — дорентгенологическая (нулевая) стадия болезни характеризуется минимальной клинической симптоматикой (хромота, боль) на фоне сосудисто-метаболических расстройств и реактивного синовита тазобедренного сустава. Рентгенологические изменения костной ткани для нее не характерны. На рентгенограммах могут обнаруживаться неспецифические мягкотканные изменения (смещение латеральной капсульной тени, расширение межмышечных пространств). В I стадии болезни начинают выявляться рентгенологические признаки деструкции костной ткани шейки бедра, но даже в этот период диагностика асептического некроза по обычным рентгенограммам затруднена, что требует применения более информативных методов обследования — компьютерной и магнитно-резонансной томографии. Только со II стадии — стадии импрессионного перелома, по мнению Е.А. Абальмасовой, рентгенологическая диагностика болезни Пертеса не представляет трудностей [1].

Наиболее эффективный путь диагностики 0 стадии болезни Пертеса — использование инструментальных методов исследования. Большинство из них имеют целью выявление предшествующих асептическому некрозу расстройств кровообращения в области проксимального отдела бедренной кости. Приводятся данные о высокой эффективности метода сцинтиграфии с использованием ^99тТс-пирфотеха [6]. Однако это полуинвазивный метод лучевой диагностики, не пригодный для частого динамического контроля у детей. Из существующих неинвазивных методов наиболее удобна для исследования регионарных сосудистых реакций у детей младшего возраста компьютерная инфракрасная термография, к достоинствам которой относятся быстрота, безопасность выполнения, бесконтактность [3, 5]. Абсолютная величина температуры является интегральным показателем васкуляризации поверхностных тканей, уровня метаболизма в них и теплопроведения. Она оценивает результирующую комплекса физиологических (патофизиологических) параметров, влияющих на термотопографию: собственно сосудистого фактора, состояния периваскулярной иннервации, боли, воспаления. Для нивелирования влияния окружающей среды целесообразно использовать не абсолютную, а дифференциальную температуру, т.е. соотнесенную с референтной в качестве контроля [4].

Целью настоящей работы было изучение возможностей компьютерной термографии в ранней диагностике болезни Пертеса у детей.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Под нашим наблюдением находилось 60 детей в возрасте от 3 до 10 лет (5±0,4 года). Минимальная клиническая симптоматика: непостоянная хромота, боль в области тазобедренного сустава, коленного сустава (иррадиация из зоны тазобедренного сустава), ограничение отведения бедра на стороне поражения — без рентгенологических проявлений болезни Пертеса (0 стадия) выявлялась у 26 детей, I стадия болезни Пертеса (асептический некроз) — у 10, II стадия (импрессионный перелом) — у 8, III стадия (фрагментация и реваскуляризация головки бедра) — у 9, IV стадия (репарация) — у 7. Из 26 пациентов с минимальной клинической симптоматикой у 8 (30,8%) в динамике развилась I стадия болезни Пертеса.

Термотопографию изучали с помощью термографа AGA-780 (Швеция) с компьютерной приставкой ТС-800 для количественной обработки термоизображений, позволяющей измерять градиент температуры 0,ГС и более. Исследования проводили при температуре окружающей среды 20-22°С в стандартном вертикальном положении больного после 15-минутного отдыха. Соблюдение одинакового расстояния до камеры тепловизора обеспечивало сопоставимость площадей изображений на экране мониторов.

Схема зон измерения температуры в передней и задней проекциях представлена на рис. 1. Оценивали усредненную температуру каждой зоны измерения — референтной (Треф.), зоны на больной (Тб) и на здоровой (Тзд) стороне (в градусах Цельсия), после чего рассчитывали дифференциальные температуры: Т1 = Треф.-Тб; Т2 = Треф.-Тзд; АТ = Т2-Т1. Кроме того, определяли площадь зоны нарушения термотопографии бедра — S (в квадратных сантиметрах) на экране монитора ТС-800 в виде разницы с контралатеральной конечностью.

 

Рис. 1. Схема определения количественных термографических показателей. Треф. — усредненная температура референтной зоны; Тб — усредненная температура зоны измерения на больной, Тзд — на здоровой стороне (в °C).

 

Результаты подвергали статистической обработке с помощью непараметрической статистики (метод Манна-Уитни). Чувствительность, специфичность, прогностическую и диагностическую значимость показателей термографии определяли по общепринятой методике путем построения четырехпольной таблицы [2].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

 

Данные компьютерной термографии при болезни Пертеса (М±т)

Стадия болезни	Проекция	Т1,°С	Т2, °C	АТ, °C	S, см2
	Передняя	0,822+0,03	0,950+0,04*	+0,128+0,02*	0,31+0,01*
0	Задняя	0,827+0,05	1+0,02*	+0,173+0,05*	1,14+0,Г
	Усредненный показатель	0,824+0,03	0,975+0,03*	+0,150+0,03*	0,73+0,08*
	Передняя	0,820+0,01	0,680+0,02	-0,140+0,01*	2,9+0,06*
I	Задняя	0,840+0,04	0,825+0,03	-0,015+0,02	1,41+0,23*
	Усредненный показатель	0,830+0,02	0,75+0,02	-0,077+0,01	2,15+0,2
	Передняя	0,930+0,05*	0,866+0,02	-0,064+0,03	3,9+0,15*
II	Задняя	0,925+0,02*	0,866+0,05	-0,059+0,02	2,34+0,06
	Усредненный показатель	0,930+0,04*	0,866+0,03	-0,062+0,02	3,12+0,1*
	Передняя	0,550+0,03*	0,5+0,03*	-0,05+0,008	1+0,04
III	Задняя	0,79+0,01	0,75±0,04	-0,05+0,007	10+3,5*
	Усредненный показатель	0,77+0,02	0,72+0,03	-0,05+0,007	5,1+1,2*
	Передняя	0,75+0,02	0,62+0,03ж	-0,11+0,04	1,2+0,08
IV	Задняя	0,75+0,01	0,69+0,01	-0,08+0,02	2,3+0,42
	Усредненный показатель	0,75+0,02	0,65+0,02а	-0,09+0,03	1,9+0,3

р<0,05 с аналогичным показателем при всех других стадиях (*); между I и III стадиями (•); между II и IV стадиями (^А); со всеми стадиями, кроме I (■). В остальных случаях р>0,05.

 

Как следует из данных, представленных в таблице и на рис. 2-3, дорентгенологическая стадия болезни Пертеса характеризуется достоверной гипертермией в проекции тазобедренного сустава, термоасимметрией с контралатеральной конечностью. Эти изменения на несколько месяцев опережают первые рентгенологические признаки асептического некроза (I стадии заболевания). Появление и прогрессирование асептического некроза приводит к гипотермии зоны сустава, а также к прогрессирующему увеличению площади измененной термотопографии. Переход от гипертермии к гипотермии раньше выявляется на боковых и задних проекциях; на передней проекции гипертермия сохраняется дольше. Стадия репарации характеризуется тенденцией к относительной нормализации параметров термотопографии.

Наибольшей диагностической информативностью обладали термопоказатели по передней проекции бедра, а также по боковым проекциям. Сочетание минимальной клинической симптоматики болезни Пертеса при отсутствии ее рентгенологических проявлений с гипертермией области тазобедренного сустава и бедра, занимающей 1/4 и более диаметра передней проекции бедра, и с термоасимметрией относительно контралатеральной конечности более 0,3°С по передней проекции бедра характеризовалось чувствительностью 75%, специфичностью 88,8%, прогностичностью положительных результатов 75%, прогностичностью отрицательных результатов 88,8% и диагностической эффективностью 84,6% в выявлении дорентгенологической стадии болезни Пертеса с последующим развитием асептического некроза.

 

Рис. 2. Динамика усредненных величин Tl, Т2 (а) и ДТ (б) в зависимости от стадии болезни Пертеса.

 

Рис. 3. Динамика усредненной площади зоны нарушения термотопографии при болезни Пертеса.

 

Рис. 4. Термограммы пациентов с болезнью Пертеса. Передняя проекция. a — дорентгенологическая стадия слева: гипертермия в проекции головки бедра; б — гипотермия при I стадии болезни Пертеса слева; в — гипотермия при II стадии болезни Пертеса справа.

 

На рис. 4 представлены термограммы на дорентгенологической и дистрофических стадиях болезни Пертеса. Следует подчеркнуть, что термография — метод диагностики не костных проявлений болезни Пертеса, а тех неспецифических сосудисто-метаболических и трофических расстройств, которые предшествуют асептическому некрозу и сопровождают его.

Таким образом, компьютерная инфракрасная термография является эффективным методом неинвазивной диагностики болезни Пертеса в дорентгенологической стадии процесса. Метод позволяет не только своевременно выделить группу риска по этому заболеванию, но и снизить лучевую нагрузку на детский организм.

About the authors

A. I. Krupatkin

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

O. A. Malakhov

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

A. V. Ivanov

Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorov

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files