Diagnostic capabilities of computer thermography with perthes disease
- Authors: Krupatkin A.I.1, Malakhov O.A.1, Ivanov A.V.2
-
Affiliations:
- Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorova
- Central Institute of Traumatology and Orthopedics. N.N. Priorov
- Issue: Vol 8, No 4 (2001)
- Pages: 50-53
- Section: Articles
- Submitted: 12.02.2022
- Accepted: 12.02.2022
- Published: 04.03.2022
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/100580
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto100580
- ID: 100580
Cite item
Full Text
Abstract
The potentialities of early diagnosis of Legg-Kalve-Perthes disease were studied using infrared computer thermography according to the examination results of 60 patients, aged 3-10 years. It was determined that hyperthermia registered prior to roentgenologic stage of the disease was changed by hypothermia with the progression of aseptic necrosis. Combination of minimum clinical manifestations of Legg-Kalve-Perthes disease in absence of roentgenologic signs and hyperthermia of the hip joint involving 1/4 or more of the anterior hip diameter with thermoasymmetry exceeding 0.3° in comparison with analogic zone of contralateral extremity had sensitivity of 75%), specificity of 88.8%), prognosis of positive outcome of 75%), prognosis of negative outcome of 88.8%) and diagnostic efficacy of 84.6%o to consider a patient to be a member of the necrosis development risk group.
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