Thermographic diagnostics of instability of endoprostheses of large joints with assessment of somatosympathetic vasomotor reflex

Full Text

Диагностика нестабильности эндопротезов конических признаках и сравнительной оценке данленного и тазобедренного суставов основана на клиных рентгенографии, проведенной сразу после операции и в динамике после нее [2, 3]. Клинически нестабильность проявляется болью при ходьбе (реже в покое), неустойчивостью конечности при движениях. Для рентгенологической картины ха­ рактерны смещение компонентов эндопротеза и появление вокруг него рентгенопрозрачной линии (каймы). Однако непостоянные боли в конечности при ходьбе могут быть и при стабильном эндопро­ тезе. Рентгенологическая кайма шириной до 2 мм, по данным А.П. Николаева и соавт. [2], наблюда­ лась в 59%, а увеличение толщины кортикального слоя и эндостальный склероз  — в 36% случаев при стабильных эндопротезах с отсутствием клинических симптомов нестабильности [2]. Диагностический критерий нестабильности эндопротеза должен быть прежде всего высокоспецифичным, т.е. исследование не должно давать положительного результата при отсутствии нестабильности. В этом плане рентгенографический метод далек от совершенства. Проведение рентгенологического контроля в динамике растянуто во времени, тогда как важна ранняя диагностика нестабильности. Именно в ранние сроки возможна как консервативная профилактика ее прогрессирования за счет уменьшения потери костной массы (применение кальцитонина, альфа-кальцидола) [4], так и выполнение реэндопротезирования до развития необратимой деструкции кости и декомпенсации механизмов саногенеза. Поэтому актуальна разработка новых, дополнительных подходов к диагностике нестабильности эндопротезов крупных суставов, в том числе с помощью термографической оценки соматосимпатического вазомоторного рефлекса (ССВР).

После эндопротезирования создаются условия для активации ССВР. С одной стороны, наличие эндопротеза в конечности является источником патологической афферентной импульсации от сохранившихся рецепторных полей (прежде всего внутри костномозгового канала). Нестабильность эндопротеза, сочетающаяся с остеолизом и нарушением биомеханических деформаций костной ткани [3], увеличивает дополнительную афферентацию. С другой стороны, резекция обширных участков мягких тканей и кости (особенно при онкологических операциях) приводит к функциональной деафферентации нейронов, иннервировавших эти ткани до операции, повышению их возбудимости и нарушению тормозных механизмов.

Целью нашей работы было определение информативности термографических параметров ССВР для выявления нестабильности эндопротезов суставов нижних конечностей. Подобных исследований в доступной литературе мы не обнаружили.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Обследуемую группу составили 42 больных, лечившихся в отделении костной патологии взрослых ЦИТО, которым было произведено одностороннее эндопротезирование тазобедренного (12 пациентов) и коленного (30) сустава протезом Сиваша после удаления костных опухолей (фибромы, хондросаркомы, остеосаркомы, фибросаркомы, остеобластокластомы, сосудистых опухолей и др.). Срок после операции составил в среднем 5,9±2,7 года (от 5 мес до 28 лет). У 21 пациента выявлена нестабильность эндопротеза (у 16 — коленного, у 5 — тазобедренного сустава), подтвержденная в дальнейшем при ревизионной операции. Средний возраст больных на момент обследования составил 32,8±5,4 года.

Всем пациентам проводилась термография нижних конечностей при помощи тепловизора AGA780 (Швеция) с компьютерной приставкой для обработки термоизображений ТС-800. Исследования выполнялись в стандартном вертикальном положении больного после 15-минутной адаптации к окружающей среде. Шкалу прибора устанавливали в пределах 26,8~29,4°С. Референтную температуру (Треф.) определяли в подложечной области.

Для оценки амплитуды ССВР на обеих конечностях вычисляли дифференциальные температуры: Т_гп = Треф Тст. (где Тст. — усредненная температура передней проекции стопы эндопротезированной конечности), Т₂п = Треф. Тгол. (где Тгол. — усредненная температура передней проекции голени эндопротезированной конечности), Т₃п = Треф. Тбедр. (где Тбедр. — усредненная температура передней проекции бедра эндопротезированной конечности), а также аналогичные показатели для задней проекции эндопротезированной нижней конечности (Т^з, Т._?сз, Т₃сз), передней (Т/, Т₂', Т₃') и задней (Т/', Т₂", Т₃") проекции интактной конечности.

Для оценки объема иррадиации ССВР вычисляли градиенты температур (АТ) интактной и эндопротезированной конечностей в виде показателей АТ_хп = Т₁^/ — Тщ, АТ₂п — Т₂' — Т₂п, АТ₃п — Т₃' Т₃п для передней проекции нижней конечности, аналогичные показатели для задней проекции (АТ^з, АТ₂сз, АТ₃сз), а также площадь зоны нарушения термотопографии — S (в процентах). Показатель S определяли в виде разницы с контралатеральной конечностью как по передней проекции стопы (S_xn), голени (S₂n), бедра (S₃n), так и по задней проекции (соответственно В^з, В₂сз, В₃сз).

Вычисляли параметры диагностической эффективности (чувствительность, специфичность, прогностичность положительного результата, прогностичность отрицательного результата) каждого из показателей для выявления нестабильности эндопротеза с помощью построения четырехпольной таблицы [1].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты исследований представлены в таблице. Среди приведенных в ней наиболее эффективных для диагностики нестабильности эндопротеза параметров можно выделить абсолютные и относительные термографические критерии нестабильности. Абсолютные критерии обладают 100% специфичностью, и выявление даже одного из них позволяет дифференцировать нестабильный эндопротез от стабильного. К ним относятся как показатели амплитуды ССВР — симптом термоампутации стопы на эндопротезированной конечности, Т₁п>1,4°С и Т₃сз>1°С, так и показатели объема ССВР — ДТ₁п>1°С, АТ₃п>0,25°С, S₃n>50%. Относительные критерии (см. таблицу) обладают специфичностью менее 100%, и их диагностическая эффективность ниже. Среди относительных критериев следует выделить показатель 8₂сз>50%, обладающий как высокой специфичностью, так и высокой чувствительностью. Для диагностики нестабильности эндопротеза требуется не менее двух из приведенных в таблице относительных признаков. При выявлении только одного из них (чаще это бывает в начальные сроки нестабильности) необходимы рентгенологический контроль в динамике и повторное термографическое исследование. На рисунке представлена термотопографическая картина нижних конечностей при стабильном и нестабильном эндопротезе.

 

Диагностическая эффективность термографических параметров при нестабильности эндопротезов тазобедренного и коленного суставов

Термографические параметры	Чувствительность, %	Специфичность, %	Прогностичность положительного результата, %	Прогностичность отрицательного результата, %
Показатель амплитуды ССВР
Эндопротезированная конечность
Симптом термоампутации стопы	42,9	100	100	63,6
Т,п > 1,4’С	53,2	100	100	67,7
Т3сз > ГС	61,9	100	100	72,4
Т2сз > ГС	57,1	90,5	85,7	67,9
Интактная конечность
Т/ > 0,9°С	76,2	71,4	72,8	75,0
Т2" > 0,7°С	76,2	81,0	80,0	77,3
Показатель объема ССВР
ДТ]П > ГС	23,8	100	100	56,7
ДТ„п > 0,25°С	38,0	100	100	61,8
ДТ,сз > 0,3°С	52,4	90,5	84,6	65,5
S3n > 50%	52,4	100	100	67,7
S2n > 75%	38,0	90,5	80,0	59,4
S2cs > 50%	85,7	81,0	81,8	85,0

 

Термотопографическая картина передней проекции голени и стопы.a — при стабильном эндопротезе левого коленного сустава; б — при нестабильном эндопротезе левого тазобедренного сустава: симптом термоампутации левой стопы

 

Несовпадение результатов термографии и данных рентгенологического обследования имело место у 5 (12%) больных. У 3 из них определялись рентгенологическая кайма, резорбция костной ткани вокруг эндопротеза, но непостоянные боли в конечности отмечались только после длительной ходьбы, при этом термографические признаки нестабильности отсутствовали. Наблюдение в динамике не подтвердило развития у них нестабильности эндопротеза, клинико-функциональный результат был хорошим. У 2 пациентов отмечались боли при ходьбе, имелись термографические признаки нестабильности, но рентгенологическая кайма и смещение компонентов эндопротеза были выражены неотчетливо и не позволяли с уверенностью говорить о нестабильности. У обоих пациентов в динамике развилась нестабильность эндопротеза, подтвержденная в ходе ревизионной операции. Таким образом, по сравнению с рентгенологическим контролем термографические критерии обеспечивают более раннюю и специфическую диагностику функционального состояния эндопротеза.

Возможны два пути иррадиации возбуждения под влиянием афферентной импульсации после эндопротезирования — горизонтально-сегментарный с преобладанием распространения ССВР на сосуды контралатеральной интактной конечности и вертикальный полисегментарный с генерализацией возбуждения соседних сегментов на стороне эндопротезирования. При преобладании горизонтально-сегментарного пути ведущее диагностическое значение приобретают амплитудные показатели (например, в ряде случаев нестабильности бедренного компонента коленного сустава), а при доминировании вертикального полисегментарного пути — показатели ДТ и S. При нестабильности эндопротезов чаще встречается именно второй вариант, в связи с чем специфичность показателей амплитуды рефлекса на интактной конечности ниже, чем на пораженной.

Следует отметить, что различия термотопографии зон самих коленных или тазобедренных суставов были неинформативны для диагностики нестабильности эндопротезов.

Выводы

1. Термографическая оценка амплитуды и объема соматосимпатического вазомоторного рефлекса является эффективным подходом к диагностике нестабильности эндопротезов суставов, дополняющим рентгенологический контроль.
2. При нестабильности эндопротеза и появлении дополнительной афферентной импульсации возрастают доля вертикальной полисегментарной иррадиации возбуждения симпатических вазомоторных нейронов и дефицит спинальных тормозных механизмов на стороне эндопротезирования

About the authors

A. I. Krupatkin

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

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

A. V. Balberkin

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

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

A. L. Baranetsky

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

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

References

Supplementary files