АКАДЕМІЯ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ОНКОЛОГІЇ

ШАРМАЗАНОВА Олена Петрівна

УДК 616.073.916:612.75.3+616.053.2

СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН КІСТКОВОЇ ТКАНИНИ

У ДІТЕЙ З ТРАВМАТИЧНИМИ ПОШКОДЖЕННЯМИ

ОПОРНО-РУХОВОЇ СИСТЕМИ

ЗА ДАНИМИ ПРОМЕНЕВИХ МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕННЯ

14.01.23 – променева діагностика, променева терапія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі рентгенології дитячого віку Харківської медичної академії післядипломної освіти МОЗ України

Науковий консультант: доктор медичних наук, професор

Спузяк Михайло Іванович, Харківська медична академія

післядипломної освіти, завідувач кафедри рентгенології дитячого віку

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук Рогожин Володимир Олексійович, директор

клініко-діагностичного центра „Здоров’я літних людей”

доктор медичних наук Гончар Олексій Андрійович,

Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика,

професор кафедри радіології

доктор медичних наук, професор, Левицький Анатолій Федосійович,

Начальник Медичного Управління Державного Управління Справами

Президента України

Провідна установа: Інститут медичної радіології ім. С.П.Григор’єва

АМН України, м.Харків.

Захист відбудеться 29.09.2004 року о 13годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.560.01 в інституті онкології АМН України (03022, м. Київ, вул. Ломоносова, 33/43)

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці інституту онкології АМН України (м.Київ, вул.Ломоносова, 33/43)

Автореферат розісланий 27.08.2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д 26.560.01,

кандидат медичних наук Родзаєвський С.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми.

Травматичні пошкодження кісток і суглобів як у дорослих, так і у дітей займають перші місця серед патології системи опори та руху на сучасному етапі [Доклад Рабочей группы ВОЗ. - Серия 843, 1994; Дука Е.Д., Васильева Г.Л., Залесская В.В. 2000]. У дітей, на відміну від дорослих, є свої особливості як в механізмі травм, частоті, локалізації, так і видах ушкоджень опорно-рухової системи [Корж А.А., Бондаренко Н.С., 1994; Chung KC, Spilson SV., 2001]. Виражена різниця цих показників за даними літератури вимагає їх додаткового вивчення.

За результатами зарубіжних епідеміологічних досліджень відомо, що розподіл частоти переломів має бімодальний характер з піками в молодому та похилому віці [Риггз Б.Л., Мелтон Ш Л.Д., 2000; Chung KC, Spilson SV., 2001]. Численними дослідженнями встановлено, що причиною другого піку переломів у дорослих є остеопороз [Михайлов Е.Е., Беневоленська Л.И., Анікін С.Г. та інш., 1999; Fordham J.N., 1996; Kanis J.A., Pitt F.A., 1990, 1992]. І якщо у дорослих зв’язок між переломами та остеопорозом, тобто змінами структурно-функціонального стану кісток, вже ні у кого не викликає сумнівів, то у дітей вивченню цього питання присвячені тільки поодинокі роботи [Durston W., Swartzentruber R., 2000; Goulding A. et al. 1998, 2001].

Проте в останні роки деякі автори вже звертають увагу на прояви неповноцінності кісткової тканини (без явних клінічних ознак) у виді порушень кісткової архітектоніки, прискорення або відставання енхондрального скостеніння від паспортного на 3-5-7 років, що звичайно впливає на її міцність [Андрианов В.Л., 1993; Mazess R B., 2001]. Тихоненко Е.С. та співавт. (1996) підкреслюють, що у великих промислових містах частота переломів хребта у дітей підвищилась у 8-10 разів, збільшилась частина переломів від дії неадекватних за силою ушкоджуючих факторів. Крім того, є думки, що навантаження, які може витримувати кісткова тканина у дитини без пошкоджень, залежать від її біологічного віку [Фокіна С.Є., Ковтюк Н.І., 2000]. Але незважаючи на значну кількість дітей з травматичними ушкодженнями і збільшенням їх числа з загальними змінами структури кісткової тканини, переконливого зв’язку між ними не встановлено, фактори ризику виникнення переломів кісток з боку їх структурно-функціонального стану не виявлені.

Між цим основними в прижиттєвій діагностиці структурно-функціонального стану кісток (в тому числі і остеопорозу) залишаються рентгенівське (рентгенографія, рентгенограмометрія та рентгеноденситометрія) і ультразвукове дослідження, серед яких денситометричні методи вважають провідними [Поворознюк В.В., 2000; Щеплягіна Л.А. та інш., 2001; Gilsanz V., 1998; Sweeney A.T., Malabanan A.O., Blake M.A., 2002]. Але ці методи у дітей розроблені явно недостатньо. До теперішнього часу відсутні нормативні значення кількісних показників структурно-функціонального стану кісток у віковому аспекті за даними променевих методів дослідження, що вимагає їх розробки і удосконалення. В останній час не проводилось вивчення формування рентгенологічного кісткового віку, більш того у дітей з ушкодженнями опорно-рухової системи ця проблема взагалі не розглядалася.

В 2000 р. офіційно об’явлена Всесвітня Декада кісток і суглобів на 2000-2010 роки, яка направлена на покращення якості життя людей з патологією кістково-м’язової системи і активізацію досліджень з профілактики, лікування і діагностики ряду станів, покращенню освіти в цій області. Серед захворювань, які пропонують вивчати в першу чергу, є остеопороз та травми кісток у дітей та дорослих [Генант Г.К., Купер С., Пур Г. и др., 1999; Эрдес Ш., 2000].

Таким чином, встановлення зв’язку між дитячим травматизмом та структурно-функціональним станом кісток у дітей, тобто ступенем їх осифікації, мінералізації і рентгенологічним кістковим віком, удосконалення відомих та розробка нових рентгенограмометричних, денситометричних та ультразвукових показників, які можуть відображати цей стан, а також розробка факторів ризику виникнення переломів за даними променевих методів є актуальними, сучасними, доцільними і вимагають подальшого вивчення, що погоджується з рекомендаціями ВООЗ на найближче десятиріччя. Вищезазначене стало основою для виконання даної роботи.

Зв’язок роботи з науковими темами.

Проведене дослідження виконувалась згідно плану науково-дослідної роботи Харківської медичної академії післядипломної освіти і є фрагментом теми „Стан сполучної тканини та особливості її реакції в умовах патології”, № державної реєстрації 0103U004137. Дисертація також є фрагментом науково-дослідної теми Харківського національного університету радіоелектроніки „Моделювання процесів діагностики, лікування та забезпечення життя людини” (№ державної реєстрації 0198U004437 і 0101U001946), розділи „Створення систем діагностики остеопорозу” та „Визначення стану кісткової системи людини у дітей, юнаків допризовного віку та дорослих в нормі і патології з використанням технічних засобів та комп’ютерних технологій”.

Мета роботи.

Підвищення ефективності променевої діагностики структурно-функціонального стану кісткової тканини у дітей при травматичних пошкодженнях опорно-рухової системи шляхом вивчення і розробки комплексних рентгенологічних та ультразвукових показників і визначення факторів ризику та прогнозування переломів кісток.

Завдання дослідження.

1. Вивчити структурно-функціональний стан кісткової тканини у дітей з найчастішими травматичними пошкодженнями опорно-рухової системи за допомогою променевих методів дослідження.

2. Провести епідеміологічне дослідження травматичних пошкоджень системи опори та руху у дітей великого промислового центра (м. Харкова).

3. Вивчити загальний кістковий вік у дітей і відповідність його паспортному за даними рентгенологічного дослідження при травматичних пошкодженнях опорно-рухової системи та уточнити сучасні критерії норми.

4. Обґрунтувати принципи проведення рентгенограмометричних вимірів за допомогою математичного моделювання трубчастих кісток та розробити на цій основі нові способи оцінки структурно-функціонального стану кісткової тканини.

5. Оцінити можливості використання рентгенограмометрії для визначення структурно-функціонального стану кісток у дітей та розробити вікові нормативні показники.

6. Провести аналіз структурно-функціонального стану хребетно-рухових сегментів при травматичних пошкодженнях хребта у дітей різних вікових груп.

7. Вивчити можливості ультразвукової денситометрії у дітей з травматичними пошкодженнями опорно-рухової системи для визначення структурно-функціонального стану кісткової тканини.

8. Визначити фактори ризику переломів та можливості прогнозування травматичних пошкоджень кісток у дітей на основі показників структурно-функціонального стану кісткової тканини.

9. Провести порівняльну оцінку рентгенологічного та ультразвукового методів дослідження у вивченні структурно-функціонального стану кісткової тканини у дітей.

Об’єкт дослідження – діти від немовлят до 17 років з травматичними пошкодженнями опорно-рухової системи і без них.

Предмет дослідження – структурно-функціональний стан кісткової тканини у дітей в нормі і при травматичних пошкодженнях.

Методи дослідження – для досягнення поставленої мети та вирішення завдань використано клініко-епідеміологічний, рентгенографічний, рентгенограмометричний методи, математичне моделювання взаємодії рентгенівського випромінювання з трубчастою кісткою, програмну комп’ютерну обробку рентгенограм, комп’ютерну денситометрію, ультразвукову денситометрію. Обробка результатів дослідження проводилась методами математичної статистики.

Наукова новизна дослідження.

Дисертаційна робота вирішує актуальну для променевої діагностики, ортопедії-травматології та педіатрії наукову проблему – підвищення ефективності діагностики структурно-функціонального стану кісткової тканини у дітей в нормі та при травматичних пошкодженнях опорно-рухової системи за допомогою використання комплексу сучасних променевих методів дослідження (рентгенографії, рентгенограмометрії, математичного моделювання, комп’ютерної денситометрії, ультразвукової денситометрії).

Вперше проведено математичне моделювання процесу взаємодії рентгенівського випромінювання з трубчастою кісткою на зразку запропонованої фізичної моделі другої п’ясткової кістки та визначений новий кількісний діагностичний показник за денситограмами рентгенівського зображення кистей, який підтверджений патентом України.

Вперше визначені нормативні рентгенограмометричні показники відповідно віку дитини, як трубчастих, так і губчастих кісток (хребців), які об’єктивно відображають розвиток остеопенії або затримки формування кісткової тканини.

Вперше розроблені комп’ютерні програми для автоматизованого визначення рентгенограмометричних розмірів та індексів, а також для визначення істинної щільності кіркового шару кісток за допомогою комп‘ютерної денситометрії, що підтверджено патентом України. Вперше вивчена щільність компактної і губчастої речовини кісток кистей у дітей в нормі та при травматичних пошкодженнях.

Вперше визначені строки формування кісток і кісткової маси у дітей східної України та розроблені комплексні показники для визначення загального рентгенологічного кісткового віку, вивчена відповідність рентгенологічного кісткового віку паспортному у дітей з травмами.

Вперше на великому клінічному матеріалі уточнена частота, механізм ушкодження та вікові особливості переломів кісток у дітей на сучасному етапі, а також вперше встановлена залежність наявності переломів від порушення структурно-функціонального стану кісток та виявлені фактори ризику їх виникнення у дітей з боку кісткової тканини.

Вперше проведена порівняльна оцінка можливостей рентгенівського і ультразвукового методів визначення структурно-функціонального стану кісток у дітей, яка показала переваги рентгенівського методу. Вирішена проблема застосування ультразвукової денситометрії у дітей з травматичними пошкодженнями опорно-рухової системи, як предиктора виникнення переломів кісток.

Практичне значення отриманих результатів.

Розроблені нормативні показники рентгенограмометрії, ультразвукової та комп’ютерної денситометрії для дітей дозволяють рекомендувати ці методи при проведенні масових обстежень, диспансеризації і для нозологічної діагностики в педіатрії і ортопедії. Отримані результати про чинники ризику переломів і поширеності порушень кісткової структури у дітей з травматичними пошкодженнями опорно-рухової системи допоможуть при створенні регіональних програм профілактики травматизму у дитячому віці і профілактики остеопорозу у дорослих.

Застосування розроблених критеріїв променевої та ультразвукової діагностики різних ступенів розрідження кісткової структури, а також використання розробленої сучасної таблиці визначення рентгенологічного кісткового віку у дітей східної України дозволяють підвищити ефективність діагностики порушень розвитку і формування структурно-функціонального стану кісткової тканини у дітей.

Використання результатів роботи в радіологічних, ортопедо-травматологічних і педіатричних відділеннях буде оптимізувати визначення стану кісткової системи при різних захворюваннях, в тому числі і травматичних пошкодженнях опорно-рухової системи, що сприятиме позитивному впливу на проведення профілактичних засобів для покращення формування кісткової тканини і профілактики остеопорозу та поліпшення перспективи життя пацієнтів у майбутньому.

Впровадження результатів роботи.

Результати роботи впроваджені у практичну діяльність рентгенологічних відділень інституту патології хребта та суглобів АМНУ, інституту проблем ендокринної патології АМНУ, міської багатопрофільної клінічної лікарні № 17 м. Харкова, обласної дитячої спеціалізованої клінічної лікарні та обласному клінічному діагностичному центрі м. Львова, обласної клінічної лікарні і обласному медичному діагностичному центрі м. Чернівці.

Методи визначення структурно-функціонального стану кісток у дітей впроваджені в навчальний процес кафедр рентгенології дитячого віку та променевої діагностики Харківської медичної академії післядипломної освіти.

Особистий внесок здобувача.

Дисертація є особистою науковою працею автора. Автором самостійно визначено мету та завдання даного дослідження, здійснено інформаційний та патентний пошук, проаналізовано літературу, присвячену даній проблемі. Автор самостійно проводила аналіз результатів клініко-епідеміологічних, рентгенологічних і ультразвукових досліджень. Дисертантом розроблені рентгенограмометричні і денситометричні показники, визначені можливості використання застосованих методів в діагностиці порушень структурно-функціонального стану кісткової тканини у дітей з травматичними пошкодженнями та прогнозуванні ризику виникнення переломів кісток. Особисто проведена статистична обробка результатів дослідження, аналіз та узагальнення отриманих результатів, що дозволило сформулювати наукові положення і зробити конкретні висновки даної роботи.

Автор висловлює глибоку подяку керівнику відділу фізіології та патології кісткової системи інституту геронтології АМНУ доктору медичних наук, професору Поворознюку В.В. за допомогу при виконанні ультразвукової денситометрії і співробітникам кафедри біомедичних електронних пристроїв та систем Харківського національного університету радіоелектроніки Головенко В.М., Скляр О.І., Авер’янової Л.О. за сумісне проведення математичного моделювання та розробку комп’ютерних програм.

Апробація результатів дисертації.

Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на Українських конгресах радіологів (м.Київ, 15-18 травня 1995 і 27-30 жовтня 2003 р.), ІІІ національному конгресі геронтологів і геріатрів України ( 26-28 вересня 2000 р., м.Київ), на ІІ конгресі неонатологів України (13-14 листопада 2002 р., м.Харків), На 1 міжнародному Радіоелектронному форумі „Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития” (7-10 жовтня 2002 р., м.Харків), на ІІІ міжнародному симпозиумі “Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия” (7-9 февраля 2002 г., г. Санкт-Перетербург), на міжнародних науково-практичних конференціях „Кісткова тканина у дітей та підлітків” (17-19 вересня 2001 р., м.Євпаторія) і „Актуальні проблеми педіатричної остеології” (15-17 вересня 2003 р., м.Євпаторія), на науково-практичних конференціях „Актуальні проблеми геріатричної ортопедії” (25-27 листопада 1998 р., м.Київ, 3-5 червня 2002 р., м.Тернопіль), на науково-практичних конференціях „Остеопороз: епідеміологія, клініка, діагностика, профілактика та лікування” (14-16 травня 2001 р., м. Київ), „Вторинний остеопороз: епідеміологія, клініка, діагностика, профілактика та лікування” (19-21 березня 2003 р., м. Тернопіль), на науково-практичних конференціях асоціації радіологів України, на конференції „Методологічні проблеми сучасної діагностичної радіології” (3-4 жовтня 2003 р., м. Харків), на засіданнях Харківського відділення АРУ.

Публікації.

За матеріалами дослідження опубліковано 47 наукових робіт, з них у наукових фахових журналах - 27 статей (9 самостійних), 1 учбовий посібник, 1 методичні рекомендації і 18 тез доповідей у збірниках матеріалів українських і міжнародних з’їздів, конгресів, конференцій. Отримано два патенти на винаходи.

Структура і обсяг дисертації.

Дисертація викладена на 334 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 87 рисунками (з них 24 графіка і 11 діаграм), 59 таблицями. Складається з вступу, огляду літератури, 7 розділів власних досліджень, обговорення результатів дослідження, висновків, списку літератури, який містить 427 джерел (з них 199 вітчизняних та 228 закордонних) та 2 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи досліджень.

Клініко-епідеміологічне та рентгенологічне дослідження проведено у 12115 дітей, які поступали у дитяче міське травматологічне відділення м. Харкова після гострої травми у віці від 1 до 17 років. З них 2496 дітей (1559 хлопчиків та 937 дівчаток) зверталися протягом 1991 року, 4345 травмованих (2849 хлопчиків та 1496 дівчаток) - протягом 1996 та 5274 пацієнта (3384 хлопчиків і 1890 дівчаток) - протягом 2000 року. Розподіл пацієнтів за віком та статтю поданий в таблиці 1.

Таблиця 1.

Розподіл обстежених пацієнтів за віком і статтю (в абсолютних цифрах).

Вік, роки | 1991 р. | 1996 р. | 2000 р. | Взагалі

Д. | Хл. | Всього | Д. | Хл. | Всього | Д. | Хл. | Всього

1-5 | 217 | 306 | 523 | 198 | 228 | 426 | 423 | 442 | 865 | 1814

6-10 | 402 | 572 | 974 | 621 | 866 | 1487 | 603 | 857 | 1460 | 3921

11-15 | 318 | 675 | 993 | 673 | 1738 | 2411 | 845 | 2033 | 2878 | 6282

16-17 | - | 6 | 6 | 4 | 17 | 21 | 19 | 52 | 71 | 98

Всього | 937 | 1559 | 2496 | 1496 | 2849 | 4345 | 1890 | 3384 | 5274 | 12115

Примітка: Д. – дівчатка, Хл. - хлопчики

В дослідження не включалися діти з відомими захворюваннями, які могли приводити до змін кістково-суглобової системи, наприклад з недосконалим остеогенезом, ендокринними захворюваннями, явними диспластичними змінами кісткової тканини.

Всі обстежені пацієнти за даними клінічного і рентгенологічного дослідження були розділені на дві групи: І - з травматичними пошкодженнями кісток (переломами) - основна група; ІІ - з забоями м’яких тканин, без пошкоджень кісток - контрольна група (таблиця 2).

Для визначення структурно-функціонального стану хребців у віковому аспекті окремо вивчені рентгенограми шийного відділу хребта у 86 новонароджених, які обстежувалися в перінатальному центрі, та рентгенограми хребта 254 хворих, які зверталися в міське дитяче травматологічне відділення в 1993 році. Всім травмованим, які зверталися за допомогою, крім клінічного огляду робили стандартні рентгенограми ушкодженої ділянки в прямій та бічній проекціях, які є в травматології загально прийнятою клінічною методикою.

Таблиця 2.

Розподіл досліджуваних пацієнтів за статтю і групами по роках.

Стать | роки | Кількість травмованих | Всього

І група | ІІ група

n | % | n | % | n | %

Хлопчики | 2000 | 1665 | 49,2 | 1719 | 50,8 | 3384 | 100

1996 | 1182 | 41,5 | 1667 | 58,5 | 2849 | 100

1991 | 845 | 54,2 | 714 | 45,8 | 1559 | 100

Всього | 3692 | 48,3 | 4100 | 51,7 | 7792 | 100

Дівчатка | 2000 | 817 | 43,2 | 1073 | 56,8 | 1890 | 100

1996 | 598 | 40 | 898 | 60 | 1496 | 100

1991 | 409 | 43,6 | 528 | 56,4 | 937 | 100

Всього | 1824 | 42,3 | 2499 | 57,7 | 4323 | 100

Взагалі | 5516 | 45,5 | 6599 | 54,5 | 12115 | 100

Для вирішення поставлених завдань дослідження з загальної кількості обстежених пацієнтів для об’єктивного визначення структурно-функціонального стану (СФС) кісток були застосовані спеціальні методики:

1. Рентгенограмометрія кісток кистей та дистального відділу передпліч проведена у 2265 дітей, хребців – у 298. Були визначенні абсолютні розміри кісток кистей, включаючи зап’ясток, і абсолютні розміри елементів хребетно-рухових сегментів (ХРС) – хребців, міжхребцевих просторів, хребетного каналу, а також відносні показники, такі як периферичний індекс Барнетта-Нордина (IN) та індекс Екстона (ІЕ), індекс клиноподібності хребців (Іkl), індекс хребця (Іv), індекс диску (Іd), індекс хребетного каналу (Ik) і атланто-аксіальний індекс (ІАА).

2. Визначення загального рентгенологічного кісткового віку виконано у 1960 пацієнтів, локального кісткового віку хребців – у 343. Визначення загального кісткового віку проводили за відомими таблицями Перепуст Л.А. (1975) в порівнянні з їх середніми значеннями. Локальний рентгенологічний кістковий вік в хребті визначався за допомогою візуального аналізу (вивчення форми та структури тіл хребців), рентгенограмометричних показників та строків появи точок скостеніння і синостозування апофізів тіл хребців за Садоф’євою В.А. (1990).

3. Проведено математичне моделювання процесу взаємодії рентгенівського випромінювання з запропонованою фізичною моделлю п’ясткової кістки, яка являє собою трубчасту гетерогенну структуру, де моделлю медулярної порожнини є внутрішній однорідний циліндр, а моделлю кортикального шару є зовнішній циліндр, які оточені третім (плоским) шаром

м’яких тканин. Запропонована фізична модель п’ясткової кістки адекватно відображає її макроморфологічну структуру. Результатом взаємодії рентгенівського випромінювання з об’єктом є утворений за ним променевий рельєф, який фізично описується у вигляді розподілу інтенсивності (І) рентгенівського випромінювання у площині детектору (рентгенівської плівки). Величина інтенсивності випромінювання за об’єктом (IУ(х)) пов’язана з інтенсивністю випромінювання джерела І0, яке проходить крізь досліджуваний об’єкт у напрямку Y. Розподіл інтенсивності IУ(х) відображає закономірність ослаблення рентгенівського випромінювання багатошаровим об'єктом у відповідності з його структурою та фізичними властивостями кожного з його шарів (Рис.1). На основі морфоденситометричного аналізу рентгенограми знайдено спосіб розрахунку коефіцієнтів ослаблення випромінювання та побудови денситограм для кожного окремого шару тканин діафізу довгих кісток.

Наявність об’єктивних ознак розмежування шарів тканин на денситограмі рентгенівського знімку дає можливість визначити рентгеноморфометричні розміри певних морфологічних структур. У відповідності до обраної моделі об’єкта однозначно визначаються зовнішній розмір п’ясткової кістки та розмір її медулярної порожнини.

Рис.1 Проходження рентгенівського випромінювання через досліджуваний об’єкт з одержанням його рентгенівського зображення

1 – модель досліджуваного об’єкта, де r- радіус кістково-мозкової порожнини, R – радіус кістки;

2 – денситограма об’єкта;

3 – рентгенівське зображення об’єкта.

Це дає можливість значно точніше розрахувати відомі діагностичні показники, наприклад, індекс Barnett-Nordin. Крім цього, після проведеного математичного аналізу нами отримано новий індекс визначення остеопорозу для довгих трубчастих кісток:

, (1)

який відображає відношення різниці максимальної товщини кортикального шару кістки у напрямку діючого випромінювання та його істинної товщини (R-r) до цієї товщини, на який отриманий патент.

4. Визначення рентгенограмометричних показників (IN, IG) та мінеральної щільності кісток кистей методом комп’ютерної денситометрії, яке автоматизовано за допомогою розроблених комп’ютерних програм, проведено у 87 дітей (44 основної і 43 контрольної групи).

Стандартом денситометричних значень був тест-об’єкт із 9 сходинок, кожна з яких відрізняється від наступної по висоті на 1 мм. Тест-об’єкт виготовлений із сплаву алюмінію, у вигляді букви “Л” або “П” (заявка №2003098342 на оформлення корисної моделі від 10.09.2003, на яку отримано позитивне рішення). Розміри його стандартизовані: кожна сходинка 5х5 мм, мінімальна висота сходинки – 2 мм, максимальна – 10 мм, довжина – 20 мм.

Використані плівкові рентгенограми 87 пацієнтів були перетворені у цифрові шляхом сканування рентгенівського зображення за допомогою сканеру AGFA Arcus II (слайдовий режим, апаратне розрізнення 600 dpi) у комплексі з комп’ютером IBM (процесор Pentium ІV, об’єм оперативної пам’яті 1 Gb). Плівкові рентгенограми аналізувались візуально, а відповідні їм цифрові - за допомогою спеціалізованих програмних засобів “Х-Rays V.3” та „OsteoGraf”. Щільність губчастої тканини розраховували за допомогою алгоритму, запропонованого Жуковським М.А. і Бухманом А.І. (1980).

5. Ультразвукова денситометрія кісткової тканини за допомогою приладу „Achilles+” проведена у 85 дітей з переломами (29 дівчаток і 56 хлопчиків) і у 28 дітей з забоями м’яких тканин віком від 5 до 16 років. Для контрольних показників ультразвукової денситометрії використовували результати дослідження 295 дітей, обстежених при профілактичному огляді в школі (у 106 школярів показники вивчені в динаміці через рік). Вивчені наступні ультразвукові параметри: 1)швидкість поширення ультразвуку (ШПУ, м/с), яка являє собою швидкість проходження ультразвуку крізь кістку. 2)Широкосмугове ослаблення ультразвуку (ШОУ, дБ/МГц) – показник, що характеризує втрату інтенсивності ультразвуку в середовищі його поширення. 3)Індекс міцності кісткової тканини (ІМ, %), який розраховується автоматично за допомогою комп’ютера на основі показників ШПУ и ШОУ.

Результати досліджень були оброблені статистично за допомогою персонального комп’ютера із використанням програм "Microsoft Excel" та рекомендацій по обробці медичної інформації [Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н., 2000; Пилипенко М.І., Радзішевська Є.Б., Книгавко В.Г., 2001].

Результати дослідження та їх обговорення.

За нашими даними, у дітей віком до 6 років переломи (як і кількість звернень) зустрічались приблизно з однаковою частотою у хлопчиків і дівчаток, в період з 7 до 11 років з переломами в 2 рази частіше звертались хлопчики, а у віці старше 11 років – практично в 3-5 разів частіше. Встановлено, що частота переломів поступово збільшувалась з віком, однак після 9 років у дівчаток, і після 10 - у хлопчиків відмічалося різке збільшення кількості переломів. Але якщо у дівчаток після 12 років частота травм значно зменшувалася, то у хлопчиків продовжувався її ріст до 13-14 років. Тобто, за отриманими даними максимальний пік травматизму у хлопчиків приходиться на 12-14 років, у дівчаток - на 10-12 років. Відмітимо, що у дівчаток до 12 років питома вага травм вище, ніж у хлопчиків і тільки після 12 років виникала зворотна тенденція. Питома вага переломів у дівчаток до 5 років складала 21,6%, від 6 до 9 років – 29,5%, 10-12 років – 34,9%, 13-15 років – 15%. У хлопчиків – 10,1%; 21,2%; 34%; 34,7% відповідно. Таким чином, у дівчаток ризик виникнення переломів до 10 років був вище, ніж у хлопчиків, після 12 років – навпаки. Таку ситуацію імовірно можна пояснити тим, що після 12 років дівчатка не тільки рідше травмуються, але й кісткова структура у них практично повністю сформована, тобто міцніша.

Аналіз частоти різних видів травматизму у дітей виявив, що перше місце за частотою займає вуличний травматизм (55,3%), потім побутовий (21,6%), шкільний (12%), спортивний (10,6%) і дорожньо-транспортний (0,5%). Причому частота вуличних і шкільних травми не залежала від статі. Побутові травми вірогідно частіше відмічені у дівчаток (28,4% проти 17,8%), спортивні – у хлопчиків (12,8% проти 6,5%). Спортивний і транспортний травматизм пов’язані зі значними по силі дії травмуючими факторами, при побутовому, вуличному та шкільному, навпаки, в більшості випадків (79,5%) зареєстрована „мала” травма – падіння з висоти росту пацієнта без значного прискорення, наштовхування на нерухомі предмети та інші, тобто приблизно у половини дітей основної групи (переломи визначені тільки у 47,1% дітей, які звернулися) кісткові травми могли і не трапитися, якщо б не було ще яких-небудь факторів ризику їх виникнення. Значна кількість переломів у дітей, невідповідність ступеня травматичних пошкоджень силі дії травмуючого фактору, завжди наводять на думку про неповноцінність кісткової тканини, тобто про зміни її структурно-функціонального стану.

У 2000 році порівняно з 1991 та 1996 роками вірогідно змінювалася тільки частота переломів хребта, з інших локалізацій поділ переломів був попередній. Найбільш часто в 2000 р. переломи відмічались в дистальному відділі кісток передпліччя - 30,9%, в кістках кистей - 22,6%, дистальному відділі гомілки – 10,8%, хребті – 9,4%, в кістках, які утворюють ліктьовий суглоб – 6,6%, кістках стопи - 5,9%, ключиці – 5,3%, в решті кісток - в поодиноких випадках. Із отриманих даних з’ясовано, що переломи кисті і дистального відділу передпліччя склали більше половини всіх ушкоджень – 53,5%, а всі переломи верхньої кінцівки - 67,1%, що значно переважає інші локалізації. Серед переломів верхньої кінцівки в 2000 році найчастіше мали місце ушкодження дистального відділу променевої кістки: в 37,8% у хлопчиків і 42,8% у дівчаток. П’ясткові кістки вірогідно частіше ламали хлопчики (16,7%), ніж у дівчатка (3,1%), серед ушкоджень фаланг суттєвої різниці не відмічено. Типовими за частотою, локалізацією, виду і зміщенням зараз є переломи V п’ясткової кістки, а також переломи проксимальної фаланги п’ятого пальця.

Виникнення переломів на протязі року як у хлопчиків, так і у дівчаток було нерівномірним, але досить синхронним. Найбільш травмонебезпечними місяцями для дітей були квітень (11,9% у хлопчиків і 12,5% у дівчаток), травень (11,4% і 11,9% відповідно), вересень (9,7% і 10,8% відповідно), а також жовтень (9,7%) у хлопчиків. На відміну від дорослих зимові місяці для дітей були більш „спокійні”, травмобезпечні.

Загальний кістковий вік дітей у нормі та при травматичних пошкодженнях.

При вивченні рентгенологічного кісткового віку (КВ) у дітей м. Харкова з переломами (І - основна група – 838 пацієнтів) і без них (ІІ - контрольна група – 753 чол.) за 2000 рік нами встановлено, що середнім значенням строків скостеніння таблиці Перепуст Л.А. (1975) у дітей контрольної групи відповідали тільки 42,1% дівчаток і 45,3% хлопчиків, в основній групі – 47,4% та 42,9% відповідно. Прискорення скостеніння відмічено у 44,9% дівчаток контрольної групи і 27,1% основної; відставання – у 13,0% і 25,5% відповідно (p<0,01). У хлопчиків прискорення скостеніння спостерігалося у 36,8% випадків в контрольній групі і 22,2% в основній, відставання – 17,9% і 34,9% відповідно (p<0,01). Тобто середнім значенням вказаних таблиць дорівнювали менше 50% досліджуваних, що не відповідає вимогам статистичних стандартів.

Зміни темпів скостеніння виявилися нерівномірними. Найбільш виражена різниця (в бік прискорення формування кісткової тканини) отримана в показниках дівчаток 7-8 та 13-15 років (від 60 до 94%) ІІ-ої групи, аналогічні дані отримані і в І-ій групі, але менш виражені (від 22 до 81%). Сповільнення темпів скостеніння у дівчаток ІІ-ої групи відмічено в 2-4 роки (від 33,3% до 55,6%), в І-ій групі в 1-6 років (від 33% до 52%) і в 13 років (47,8%).

У хлопчиків найбільше прискорення темпів скостеніння спостерігалося в контрольній групі в 9-12 і 14-15 років (від 39% до 70%), в основній – в 9-11 років (від 28% до 59%); сповільнення скостеніння в обох групах відмічалося в 3-7 років (від 35% до 83%) і в 13 і 15 років (від 20 до 57%). Середнім значенням взагалі не відповідало 864 пацієнта (54,3%) обох груп, з них 41,5% дівчаток і 58,5% хлопчиків, причому практично у всіх пацієнтів дефіцит скостеніння переважав нормальне припустиме значення в 1 рік. Найменший дефіцит скостеніння відмічений у віці від 1 до 5 років (від 1,04±0,52 до 1,27±0,63 року), найбільший у віці від 11 до 15 років (від 1,97±0,53 до 2,4±0,93 року), де він в 2,5-3,5 рази переважав допустимий, що свідчить про значну затримку або прискорення темпів скостеніння.

Після статистичної обробки отриманих результатів дітей контрольної групи за 2000 рік розроблена нова таблиця визначення строків скостеніння кісток кистей та дистального відділу передпліч, яка характеризує теперішній стан розвитку кісткової системи дітей м. Харкова (таблиця 3). Стандартне відхилення від середніх строків скостеніння та синостозування, за нашими даними, в основному складає 6-8 місяців.

Таблиця 3.

Строки скостеніння кісток кистей та дистального відділу передпліч у дітей

м. Харкова (2000 р.)

Точки скостеніння і синостози | Хлопчики | Дівчатка

М | у | М | у

Головчаста і гачкувата кістки | до 1 р. | - | До 1 р. | -

Дистальний епіфіз променевої кістки | до 1 р. | - | До 1 р. | -

Епіфізи основних фаланг і п’ясткових кісток | 1 р. | 5 м. | До 1 р. | -

Епіфізи середніх і кінцевих фаланг | 1 р. 6 м. | 6 м. | До 1 р. | -

Проксимальний епіфіз 1 пальця | 2 р. 7 м. | 8 м. | 1 р. 3 м. | 6 м.

Тригранна кістка | 2 р. 9 м. | 9 м. | 1 р. 10 м. | 6 м.

Півмісяцева кістка | 4 р. 2 м. | 7 м. | 3 р. 1 м. | 4 м.

Трапецієподібна кістка | 5 р. 7 м. | 8 м. | 4 р. 6 м. | 6 м.

Човноподібна кістка | 5 р. 10 м. | 1 р. | 5 р. | 6 м.

Дистальний епіфіз ліктьової кістки | 7 р. | 6 м. | 5 р. 9 м. | 4 м.

Шилоподібний відросток ліктьової кістки | 9 р. 10 м. | 9 м. | 6 р. 10 м. | 6 м.

Горохоподібна кістка | 10 р. 6 м. | 6 м. | 8 р. | 7 м.

Сесамоподібні кістки | 12 р. 6 м. | 8 м. | 9 р. 9 м. | 10 м.

Синостоз 1 п’ястковій кістці | 14 р. 7 м. | 8 м. | 12 р. 6 м. | 8 м.

Синостози в дистальних фалангах | 14 р. 8 м. | 8 м. | 12 р. 8 м. | 8 м.

Синостози в проксимальних фалангах | 14 р.8 м. | 8 м. | 13 р. | 6 м.

Синостози в середніх фалангах | 14 р.10 м. | 8 м. | 13 р. 3 м. | 6 м.

Синостози в 2-5 п’ясткових кістках | 14р.10м | 8 м. | 13 р. 6 м. | 6 м.

Синостоз дистального епіфіза ліктьової кістки | 16 р. 3 м. | 8 м. | 15 р. | 6 м.

Синостоз дистального епіфіза променевої кістки | 16 р. 3 м. | 8 м. | 15 р.6 м. | 5 м.

Примітка: М- середнє значення, ? – стандартне відхилення

Отримані дані значно відрізняються від крайніх строків скостеніння, які були визначені раніше і дозволяють використовувати рекомендації ВООЗ, згідно яким різницю між паспортним і кістковим віком менше ніж на 2 стандартних відхилення вважають за норму, більше – за патологію. Враховуючи дані таблиці, можна чітко визначати і „дефіцит скостеніння”, значення якого в нормі не переважає 1 року у дівчаток і 1,5 року у хлопчиків, тобто не більше 2-ох стандартних відхилень, що погоджується з рекомендаціями ВООЗ. У здорових дітей кістковий вік відповідає паспортному.

Встановлено, що зараз відмічається збільшення інтенсивності росту при зменшення середньої тривалості окремих фаз скостеніння в порівнянні з даними 70-х років. Порядок появи точок скостеніння і синостозування залишилися тими ж, але спостерігається нерівномірне прискорення темпу скостеніння на 0,5-2 роки в різні вікові періоди: до 7 років у хлопчиків і до 6 років у дівчаток прискорення не спостерігалося, а появу горохоподібної і сесамоподібних кісток відмічено на рік раніше, як у дівчаток, так і у хлопчиків. Тривалість фаз скостеніння до синостозування у хлопчиків – 14 р. 7 міс., у дівчаток – 12,5 років. Диференціювання кісток кистей та дистального відділу передпліччя закінчується в середньому у хлопців в 16,3 роки, у дівчат – в 15,6 роки, що на 1,5-2 роки раніше, ніж за попередніми даними.

При визначенні кісткового віку за розробленою таблицею середнім значенням відповідали 68,9% дівчаток основної і 75,8% контрольної групи, прискорення відмічалося у 6,5% і 9,9%, сповільнення – 24,3% і 14,3% відповідно (p<0,01). У хлопчиків середнім значенням дорівнювали 60,8% пацієнтів основної групи і 76,4% контрольної, прискорення – 4,3% і 5,6%; сповільнення – 34,9% і 18,0% відповідно (p<0,01).

Структурно-функціональний стан кісток у дітей з травматичними пошкодженнями кистей та дистального відділу передпліч

Для більш детального аналізу були вибрані дві кістки – ІІ п’ясткова (на якій рекомендується визначати остеопоротичні індекси у дорослих) і V п’ясткова, яка у дітей найчастіше ламається (? серед всіх переломів кистей).

На основі проведеного аналізу вимірів другої п’ясткової кістки у дітей контрольної групи встановлено, що довжина її збільшувалась з віком від 1 до 14 років у дівчаток з 29,1 до 67,8 мм і до 17 років у хлопчиків – з 28,3 до 72 мм зі стандартним відхиленням від 2 до 5 мм. Товщина діафізу з віком збільшувалась у дівчаток від 4,5 до 7,9 мм (?±0,2-0,8), у хлопчиків від 5 до 9,5 мм (?±0,3-0,8). Кістково-мозкова порожнина (КМП) II п’ясткової кістки варіювала у хлопчиків від 3,3 до 3,8 мм (?±0,4-0,9), у дівчаток від 3,1 до 3,3-2,8 мм (?±0,2-0,7), що свідчить про активні процеси як периостального, так і ендостального кісткоутворення, і мала тенденцію до збільшення у дітей основної групи.

Довжина п’ятої п’ясткової кістки збільшувалась у дівчаток від 22 до 52,3 мм, у хлопчиків від 20,5 до 56 мм (? ±1,3-3 мм). Ширина V п’ясткової кістки збільшувалась у дівчаток від 4,9 до 7 мм (?±0,2-0,8), у хлопчиків – від 5,6 до 8,5 мм (?±0,4-0,7), вірогідних відмінностей між контрольною і основною групою не відмічено. КМП змінювалась у дівчаток від 3,77 до 4,6–3,5 мм (?±0,2-0,8), у хлопчиків від 4,5 до 4,9-4,2 мм (?±0,5-1), і мала чітку тенденцію до збільшення у дітей основної групи, а також вірогідно відрізнялася від ширини КМП II п’ясткової кістки у бік збільшення. Тобто кортикальний шар був значно тонше на V п’ястковій кістці, ніж на II-ій, навіть в контрольній групі. Оскільки кортикальний шар V п’ясткової кістки формувався пізніше, ніж другої, то така затримка його формування і була однією з причин її частих переломів.

Довжина і ширина кісток зап’ястка у дівчаток і хлопчиків контрольної групи виявилися на 1-3 мм менше, ніж в 70-ті роки, крім горохоподібної і сесамоподібних кісток, розміри яких не змінилися. В основній групі у дівчаток і хлопчиків розміри кісток були менші, ніж в контрольній групі, але не вірогідно.

На основі отриманих морфометричних розмірів п’ясткових кісток проведено визначення периферичного ІN другої п’ясткової кістки для кожної вікової групи. Встановлено, що індекс повністю корелює з віком (r=0,97 в контрольній групі і 0,95 – в основній, незалежно від статі) і має статистично різні значення, як для різних вікових груп однієї статі, так і між дівчатками та хлопчиками. У дівчаток контрольної групи індекс поступово зростав від 30,2% до 61% (?±2,7 – 5,9%), у хлопчиків - від 25% до 59% (? ± 4,1–6,4%); в основній групі – від 24,6 до 56,7% (?±3-6,4%) та від 23,8 до 58,9% (?±3,3-6,3%) відповідно. Причому у дівчаток вже в 8 років, у хлопчиків в 11 років середні значення ІN