Optimization of Ultrasound Examination in Diagnosis of Knee Injuries

Abstract


Comparative assessment of arthroscopic and ultrasound examination data were performed in 393 patients (400 knee joints). For the perfection of diagnosis quality a principle of “feedback” (cooperation) between examiners was used. Basing on the analysis of the achieved results the reasons for sonographic and ultrasound results (objective and subjective) incompatibility were determined and real diagnostic value of ultrasound examination was estimated for every intraarticular knee structure separately.

Full Text

Введение. Коленный сустав (КС) - самый анатомически сложный и часто травмируемый сустав нижней конечности. На его повреждения приходится до 25% всех повреждений опорно-двигательного аппарата [1, 2]. С ростом популярности активного отдыха, развитием игровых и экстремальных видов спорта увеличивается и частота травм КС [3]. Повреждения связочного аппарата занимают первое место и составляют до 50% среди травм КС, до 24% повреждений нижней конечности. У спортсменов частота внутрисуставных повреждений КС достигает 75% от общего числа травм. Из них на повреждение крестообразных связок приходится до 92% [4], а на повреждения менисков - до 84% от всех повреждений мягкотканных структур КС. Застарелые повреждения хряща, менисков и крестообразных связок, которые регистрируют с частотой, достигающей 79%, являются причиной развития дегенеративно-дистрофических изменений в КС [3]. Одним из залогов успешного лечения повреждений внутрисуставных структур КС является их своевременная диагностика [4-7]. Неспецифичность клинических симптомов повреждений внутрисуставных структур КС обусловливает необходимость применения дополнительных методов исследования. В настоящее время с целью уточнения диагноза используют рентгенографию, УЗИ, КТ, МРТ. Наиболее информативным методом определения патологических изменений внутрисуставных структур КС является артроскопия [8]. Проводя непосредственную визуализацию, пальпацию и оценку функции вовлеченных в патологический процесс структур можно установить связи между конкретными повреждениями и их клиническими проявлениями и получить наиболее достоверную информацию [9]. Однако артроскопия с целью лечения повреждений КС выполняется лишь у 20% пациентов, а с диагностической целью - крайне редко. В последние годы для диагностики патологии КС широко используется УЗИ. Сонография неинвазивна, позволяет выполнять многоплоскостное сканирование, оценивать в соответствии с клиническими проявлениями структуру и функцию некоторых внутрисуставных структур КС однократно и в динамике [10]. К недостаткам метода можно отнести высокую операторозависимость [11, 12]. Несмотря на успехи в совершенствовании методов исследования удельный вес диагностических ошибок достигает 83% [4, 9, 13-16]. На амбулаторном этапе лишь у 20-23% пациентов с травмой КС устанавливается правильный диагноз [3]. Сорок пять процентов пациентов поступает в стационары с застарелыми повреждениями и хронической нестабильностью КС, из них верный топический диагноз повреждения связок КС амбулаторно установлен только у 20-40% пострадавших [17]. Неточность и несвоевременность диагностики повреждений в 45-75% случаев приводят к неадекватному лечению и, как следствие, к ухудшению качества жизни из-за функциональной неполноценности КС, что обусловливает развитие посттравматического деформирующего артроза, нестабильности КС и является причиной временной или стойкой нетрудоспособности [1, 2, 4, 14, 18-20]. Проведено немало исследований с целью определения диагностических возможностей УЗИ при повреждениях и заболеваниях КС, однако единого мнения относительно диагностической эффективности сонографии нет. По разным данным, точность УЗИ варьирует от 61 до 84% [2, 22]. До сих пор при интерпретации ультрасонограмм возникают затруднения в использовании принятых международных классификаций повреждений внутрисуставных структур КС, сохраняются разногласия в отношении достоверности дифференциально-диагностических признаков патологии отдельных внутрисуставных структур КС; нередко имеются несоответствия заключений различных специалистов УЗ-диагностики при обследовании КС у одного и того же пациента, особенно в отношении повреждений передней крестообразной связки и менисков. В связи с этим возникает вопрос: «Какова же истинная диагностическая эффективность УЗИ?». В доступной нам литературе мы не встретили работ по применению принципа «обратной связи» (взаимодействия) специалистов смежных областей с целью улучшения качества диагностики. Цель исследования: с помощью артроскопической верификации и использования принципа обратной связи специалистов оценить истинную эффективность УЗИ в дифференциальной диагностике патологии внутрисуставных структур КС. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Проанализированы результаты артроскопического обследования 392 пациентов (400 коленных суставов) с травматическим анамнезом, которые в период с 2006 по 2011 г. находились на оперативном лечении в ортопедическом отделении КБ №2 г. Ярославля. Перед госпитализацией амбулаторно всем пациентам было выполнено УЗИ КС в другой клинике другим специалистом (отделение функциональной диагностики НУЗ ДКБ на станции Ярославль ОАО «РЖД»). В ходе лечебной артроскопии мы проводили сравнительную оценку достоверности данных УЗИ для каждой внутрисуставной структуры КС. Специалисты, проводившие УЗИ и артроскопию, были постоянными (100% АС выполнены автором статьи). Среди обследованных было 173 мужчины и 219 женщин в возрасте от 14 до 76 лет. Исследовано 210 правых и 190 левых суставов в сроки от 5 дней до 6 мес с момента получения травмы. Все наблюдения по временному принципу разделены на четыре группы: первые 100 изученных суставов составили 1-ю группу, каждые 100 последующих - 2, 3 и 4-ю соответственно. Группы были сопоставимы по полу и возрасту. Артроскопию выполняли в стационаре по стандартной методике на оборудовании фирмы «Karl Storz» с использованием 30° оптики и набора инструментов. Ультразвуковое исследование проводили на сканере Philips EnVisor линейным датчиком с частотой 10-12 МГц по стандартной методике в соответствии с принципами полипозиционности, контралатерального сравнения и дополняли функциональными тестами. Среди выявленных в ходе артроскопии изменений внутрисуставных структур доминировали патология синовиальной оболочки - 386 (96,5%), гиалинового хряща - 315 (78,75%), разрывы медиального мениска - 316 (79%), структурные изменения суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей - 281 (70,25%). Реже диагностировали патологию надколенника - 125 (31,25%), патологическую медиопателлярную складку - 124 (31%), повреждения передней крестообразной связки - 139 (34,75%) и разрывы латерального мениска - 121 (30,25%), в единичных наблюдениях - внутрисуставные тела и повреждения задней крестообразной связки (табл. 1). Осуществляя артроскопическую верификацию данных УЗИ, мы использовали принцип «обратной связи» (взаимодействия) специалистов, который заключался в: • само- и взаимообучении специалистов. Доктор лучевой диагностики изучал специализированную литературу по диагностической артроскопии, семиотике и классификации повреждений внутрисуставных структур КС, видеоматериалы проведения артроскопии с целью истинного представления возможной анатомической картины внутрисуставных повреждений с последующей правильной их лучевой интерпретацией. Врач, выполнявший артроскопию, изучал литературу по ультразвуковой диагностике, чтобы понимать, как конкретный вид повреждения внутрисуставных структур КС может быть описан в протоколе УЗИ на «лучевом» языке. Также специалисты присутствовали во время проведения исследований друг у друга; • совместном анализе данных артроскопии и УЗИ, выяснении и устранении возможных причин их несоответствия; • оптимизации протоколов УЗИ в соответствии с классификациями повреждений отдельных внутрисуставных структур. В каждой группе исследования мы рассчитали показатели, наиболее часто используемые в оценке эффективности диагностических мероприятий: чувствительность, специфичность, точность, прогностическую ценность положительного теста (ПЦПТ) и прогностическую ценность отрицательного теста (ПЦОТ) по стандартной методике [23]. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Анализируя результаты нашего исследования, мы обратили внимание на то, что диагностическая эффективность УЗИ для отдельных внутрисуставных структур коленного сустава различна (табл. 2), причем основные показатели информативности УЗИ в 3-й и 4-й группах достигли своего максимума (табл. 2). В связи с тем что количество наблюдений с повреждением задней крестообразной связки и наличием внутрисуставных тел было небольшим (см. табл. 1), наши данные по указанным нозологиям имеют лишь относительную статистическую значимость. В литературе представлены различные мнения относительно диагностической эффективности УЗИ в оценке состояния отдельных внутрисуставных структур. Так, в исследовании И.В. Меньшиковой [24] чувствительность и специфичность УЗИ в диагностике синовита составила 70,2 и 87% соответственно. Аналогичные показатели при верификации поражений гиалинового хряща составили 83,2 и 76,5%, а в работе [25] они оказались немного выше - 92,2 и 83,2%. По данным [4], информативность сонографии в диагностике повреждений костных структур, синдрома медиопателлярной складки сведена к минимуму: показатель специфичности УЗ-диагностики болезни Кенига составляет 20%, субхондральных переломов, хондромаляции надколенника и мыщелков бедренной и большеберцовой костей - 0%. В исследованиях Б.Г. Самбатова [2] по артроскопической верификации данных УЗИ применительно к повреждениям медиального мениска чувствительность ультразвукового метода составила 89%, специфичность - 64%, точность - 74%, ПЦПТ - 62%, ПЦОТ - 96%; при диагностике повреждений латерального мениска УЗ-метод показал хорошие результаты с чувствительностью 78%, специфичностью 90%, точностью 87%, ПЦПТ 81% и ПЦОТ 90%; при травматических изменениях гиалинового хряща в доступных для эхолокации областях показатели составили 66, 97, 89, 88 и 89% соответственно; относительно патологии суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей точность УЗИ в доступных для локации зонах составила 89%, ПЦПТ - 88%, ПЦОТ - 89%; чувствительность УЗИ в диагностике патологической медиопателлярной складки составила 28%, точность - 87%, ПЦПТ - 66% [2]. Сравнительный анализ данных УЗИ и результатов инвазивных методов исследования, проведенный С.П. Мироновым и соавт. [14], продемонстрировал высокую чувствительность (93,7-96%) и специфичность (80-100%) УЗ-метода в диагностике патологии менисков; точность УЗ-диагностики в верификации повреждений медиального мениска составила 62%, латерального мениска - 55%. Между тем в исследовании [26] чувствительность и специфичность УЗИ применительно к повреждениям латерального и медиального мениска у больных без перелома костных структур составила 61 и 93% соответственно, а у больных остеоартрозом КС - 85 и 91% соответственно. Данные об эффективности УЗИ в диагностике повреждений передней крестообразной связки весьма противоречивы. Ряд авторов полагает, что из-за невысокой чувствительности этого метода использование его для выявления рассматриваемого вида повреждений ограничено [27-29]. В то же время по данным [2, 4 30-34] чувствительность метода варьируется от 66 до 95%, специфичность - от 90 до 98%, точность - от 79 до 83,2%, ПЦПТ - от 66 до 98,2%, ПЦОТ - от 84,3 до 96%. Чувствительность и специфичность УЗИ при диагностике повреждений крестообразных связок у больных без перелома костных структур составляет 10 и 84%, а у пациентов с остеоартрозом - 47 и 85% соответственно [26]. Показатели чувствительности, специфичности и точности УЗ-метода для пациентов в повреждениями задней крестообразной связки составляют 87,5, 100 и 98,5% соответственно; специфичность метода для выявления внутрисуставных тел - 66,7% [4]. В ходе настоящего исследования удалось достичь высоких показателей эффективности сонографии, причем отмечалась положительная динамика параметров диагностической ценности УЗИ в верификации патологии синовиальной оболочки, надколенника, в доступных локации зонах суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей, в доступных локации областях гиалинового хряща, латерального и медиального менисков, что свидетельствует об оправданности использованного нами принципа «обратной связи» специалистов и является доказательством высокой эффективности УЗИ. По нашему мнению, причины несоответствия данных артроскопии и УЗИ можно разделить на объективные и субъективные. Объективные (обусловленные особенностями методов диагностики): - конституциональные и/или посттравматические особенности анатомии КС. Так, малая протяженность визуализируемого участка передней крестообразной связки вследствие глубокого ее расположения не позволяет адекватно оценить ее структуру даже в отсутствие отека. Выраженный подкожно-жировой слой, отек сустава при острой травме, при венозной недостаточности или лимфостазе ограничивают возможности УЗ-визуализации глубоко расположенных внутрисуставных структур. В то же время структурные изменения в синовиальной оболочке при наличии внутрисуставного выпота дифференцируются лучше. При синовите, гипертрофии жирового тела, болевом синдроме после травмы ограничена максимальная флексия КС, что обусловливает значительное затухание эхосигнала и дополнительно ограничивает локацию передней крестообразной связки; - физические особенности методов исследования • особенности УЗИ: эффект анизотропии (мнимое снижение эхогенности), ограниченная проникающая способность ультразвука (не проникает через костную ткань, поэтому затруднена УЗ-визуализация гиалинового хряща, суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей, обращенных в межмыщелковую область, а также большей части суставной поверхности надколенника. По причине затухания сигнала ограничивается УЗ-визуализации свободного края менисков и передней крестообразной связки); ошибочное использование низкочастотных УЗ датчиков (только при использовании датчиков с частотой 7-12 МГц и оптимальных режимов сканирования удается визуализировать неполные повреждения, дегенеративные структурные изменения менисков в «красной» зоне, дистального сегмента передней крестообразной связки, тогда как эндоскопически возможно обнаружить дегенеративные изменения мениска лишь в «белой» зоне. Малая разрешающая способность УЗ-сканера не позволяет четко дифференцировать поверхностную зону гиалинового хряща и объективно оценить его структуру). • ограничения артроскопии: сложность артроскопической визуализации заднего рога медиального мениска, заднего отдела сустава, дистального отдела задней крестообразной связки, неполных повреждений, дегенеративных изменений менисков и передней крестообразной связки; - несовершенство классификаций повреждений внутрисуставных структур КС: отсутствует единая классификация повреждений внутрисуставных структур КС, учитывающая как артроскопические, так и ультразвуковые признаки, что не позволяют травматологу-ортопеду и специалисту лучевой диагностики разговаривать на одном, понятном для обоих, языке; отсутствуют четкие критерии УЗ оценки повреждений менисков, поэтому проводится только качественная, субъективная оценка структурных изменений без использования более объективных количественных критериев. Субъективные (обусловленные действиями специалистов): - недооценка клинической информации, - непонимание особенностей анатомии КС (анатомическое «окно» для сухожилия подколенной мышцы в области заднего рога латерального мениска на начальных этапах исследования интерпретировалось врачом УЗИ как признак его повреждения, булавовидная культя передней крестообразной связки принималась за новообразование, параартикулярные оссификаты трактовались как внутрисуставные тела); - неверное использование терминологии и классификаций повреждений внутрисуставных структур КС (дегенеративные изменения менисков и связок расцениваются как их повреждение), - субъективность в оценке функциональных тестов во время УЗИ (без контралатерального сравнения, а большая часть врачей вообще их не проводят); - несоблюдение методики полипозиционного сканирования; - незнание эффекта анизотропии (естественные гипоэхогенные зоны в структуре менисков и связок принимаются за участки повреждения), - невнимательность специалистов. Выводы 1. Использование принципа «обратной связи» в работе специалистов артроскопии и УЗ-диагностики позволяет определять ошибки и уменьшать их частоту, соблюдать особенности исследований, тем самым повысить эффективность, качество диагностики и квалификацию специалистов. 2. Ультразвуковой метод исследования эффективен в диагностике патологии синовиальной оболочки, надколенника, суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей, гиалинового хряща, медиального и латерального мениска, задней крестообразной связки, за исключением недоступных для эхолокации сегментов передней крестообразной связки, гиалинового хряща, суставных поверхностей, что позволяет широко использовать его в клинической практике. 3. Диагностическая эффективность УЗИ зависит от опыта специалиста, понимания особенностей анатомии и клинических признаков повреждения внутрисуставных структур КС, точности соблюдения методики исследования, наличия современного оборудования. 4. Не только внедрение в практику новых методов обследования, современного оборудования, но и непрерывное само- и взаимообучение специалистов позволит достигнуть максимальной эффективности диагностических мероприятий.

About the authors

I. A Pitsyn

Clinical Hospital №2, Yaroslavl’, Russia

Email: igor.pitsyn@mail.ru

References

  1. Крестьяшин В.М. Повреждения и заболевания коленного сустава у детей (клиника, диагностика, лечение): Дис. … д-ра мед. наук. М.; 1999.
  2. Самбатов Б.Г. Внутрисуставные мягкотканные повреждения коленного сустава у детей и подростков. Артроскопическая верификация диагноза: Автореферат дис.. канд. мед. наук. М.; 2010.
  3. Климовицкий В.Г., Гончарова Л.Д., Лобанов Г.В., Ночевкин В.А., Черевко М.В., Тяжелов А.А., Рами Талиб Мушер. Диагностика острых внутрисуставных мягкотканных повреждений коленного сустава. Травма. 2011; 12 (1): 115-20.
  4. Клыжин М.А. Оптимизация применения ультразвукового и МР-томографического методов исследования при повреждении мягкотканных структур коленного сустава: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Томск; 2009.
  5. Коваленко В.Н., Борткевич О.П. Остеоартроз: Практическое руководство. Киев: Морион; 2003.
  6. Лучихина Л.В. Артроз, ранняя диагностика и патогенетическая терапия. М.: ШИКО; 2001.
  7. Oegema T.R., Thompson R.C. Cartilage bone-interface (tide-mark) In: Brandt K.D., ed. Cartilage changes in osteoarthritis. Indianapolis; 1997: 43-52.
  8. Зазирный И.М., Рогожин В.А., Терновой Н.К. Диагностическая ценность МРТ при патологии коленного сустава. Травматология и ортопедия России. Специальный выпуск: Материалы VI Конгресса Российского Артроскопического Общества. СПб.; 2005: 53-4.
  9. Азизов М.Ж., Ступина Н.В., Ирисметов М.Э., Мирзаев Ш.Х., Шокиров Х.Х. Роль артроскопии в диагностике травм и заболеваний коленного сустава. В кн.: Сборник тезисов Международного конгресса «Современные технологии в травматологии и ортопедии: ошибки и осложнения - профилактика, лечение». М.; 2004: 3.
  10. Меньшикова Т.И., Аранович А.М. Использование метода ультрасонографии в оценке структурного состояния коленных суставов у больных с ахондроплазией. Травматология и ортопедия России. Специальный выпуск. Материалы VI Конгресса Российского артроскопического общества. СПб; 2005: 85.
  11. Ермак Е.М., Гелозутдинов Б.Е. Диагностика деструктивных и репаративных процессов в костной и хрящевой ткани коленного сустава по данным ультразвукового и артроскопического методов исследования. Скорая медицинская помощь. Специальный выпуск. 2003: 38.
  12. Сенча А.Н., Беляев Д.В., Чижов П.А. Ультразвуковая диагностика. Коленный сустав. М.: Видар-М; 2012: 20.
  13. Кузнецов И. А., Монахов В.В., Орлов Ю.Н. Современные подходы к диагностике и лечению острых травм, их последствий и заболеваний коленного сустава. Амбулаторная хирургия: стационарозамещающие технологии. 2004; 1-2: 70-6.
  14. Миронов С.П., Еськин Н.А., Орлецкий А.К., Лялин Л.Л., Богдашевский Д.Р. Эхография патологии коленного сустава. SonoAce-International. 2006; 14: 85-92.
  15. Степанченко А.П. Лучевая диагностика травматических повреждений коленного сустава: Дис.. канд. мед. наук. М.; 2005.
  16. Ptasznik R., Feller J., Bartlett J., Fitt G., Mitchell A., Hennessy O. The value of sonography in the diagnosis of traumatic rupture of the anterior cruciate ligament of the knee. AJR Am. J. Roentgenol. 1995; 164 (6): 1461-3.
  17. Нерянов Ю.М., Шишка И.В., Головаха М.Л., Гавриленко Б.С., Банит О.В. Особенности диагностики повреждений капсульно-связочного аппарата переднемедиального отдела коленного сустава в остром посттравматическом периоде. Запорожский медицинский журнал. 2011; 13 (1): 23-5.
  18. Ахпашев А.А. Выбор оптимального метода фиксации трансплантата при артроскопической пластике передней крестообразной связки: Дис. … канд. мед. наук. М.: 2008.
  19. Гиршин С.Г., Лазишвили Г.Д. Коленный сустав (повреждения и болевые синдромы). М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН; 2007.
  20. Дейкало В.П., Болобошко К.Б. Структура травм и заболеваний коленного сустава. Новости хирургии. 2007; 15 (1): 26-31.
  21. Callaghan J.J. The Adult Knee. Lippincott Williams & Wilkins; 2003: 384.
  22. Jacobson J.A., eds. Musculoskeletal ultrasound. New York, 2007: 264-333.
  23. Васильев А.Ю., Малый А.Ю., Серов Н.С. Анализ данных лучевых методов исследования на основе принципов доказательной медицины: Учебное пособие. М.: Гэотар-Медиа; 2008.
  24. Меньшикова И.В. Современные подходы к диагностике и лечению остеоартроза коленного сустава: Автореф. дис …. д-ра мед. наук. М.: 2010.
  25. Ермак Е.М. Ультразвуковые критерии оценки суставного хряща и субхондральной кости. Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2005; 5: 102-14.
  26. Бакарджиева А.Н. Лучевая диагностика заболеваний и повреждений коленного сустава до и после артроскопии: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Обнинск; 2010.
  27. Oei E.H., Nikken J.J., Verstijnen A.C., Ginai A.Z., Myriam Hunink M.G. MR imaging of the menisci and cruciate ligaments: a systematic review. Radiology. 2003; 226 (3): 837-48.
  28. Friedman L., Finlay K., Jurrians E. Ultrasound of the knee. Skeletal Radiol. 2001; 30 (7): 361-77.
  29. Grobbelaar N., Bouffard J.A. Sonography of the knee, a pictorial review. Semin. Ultrasound CT MR. 2000; 21 (3): 231-74.
  30. Еськин Н.А., Банаков В.В., Тиссен Б.Т., Матвеева Н.Ю. Роль высокопольной магнитно-резонансной томографии и ультразвукового исследования в диагностике травм коленного сустава. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2010; 4: 44-8.
  31. Chylarecki C., Hierholzer G., Klose R. Ultrasound diagnosis of acute rupture of the anterior cruciate ligament. An experimental and clinical study. Unfallchirurg. 1996; 99 (1): 24-30.
  32. Kelsch G., Ulrich C., Bickelhaupt A. Ultrasound imaging of the anterior cruciate ligament. Possibilities and limits. Unfallchirurg. 1996; 99 (2): l-19.
  33. Larsen L.P.S., Rasmussen O.S. Diagnosis of acute rupture of the anterior cruciate ligament of the knee by sonography. Eur. J. Ultrasound. 2000; 12: 163-7.
  34. Timotijevic S.S., Vukasinovic Z.S., Basarević Z.Lj., Basarević V.D., Trajković G.Z. Validity of clinical and ultrasound findings in relation to arthroscopic findings of new injuries of the anterior cruciate ligament of the knee. Acta Chir. Iugosl. 2006; 53 (4): 93-7 [Article in Serbian].

Statistics

Views

Abstract - 31

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 Eco-Vector



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies