Ультразвуковые особенности репаративного остеогенеза у больных ахондроплазией в возрасте 6-9 лет

Больные ахондроплазией являются уникальной биологической моделью по изучению процессов роста костной и мягких тканей в условиях, когда имеются нарушения в зоне хрящевой пролиферации и естественный рост практически отсутствует, а увеличение длины конечностей осуществляется с помощью метода чрескостного дистракционного остеосинтеза [1]. Эффект «напряжения растяжения» в костной и мягких тканях, поддерживаемый с помощью аппарата Илизарова, позволяет получить продольное увеличение сегмента конечности при использовании методик моно- и билокального остеосинтеза. При создании с помощью чрескостного дистракционного остеосинтеза «зоны роста», наряду с общностью процессов генеза тканей, характерных для естественного роста в онтогенезе [3], имеется и ряд особенностей. Так, качество формирующегося дистракционного регенерата во многом определяет темпы дистракции, величину удлинения, необходимость увеличения или уменьшения нагрузки на удлиняемую конечность, проведения дополнительных реабилитационных мероприятий, а также сроки лече- ния [4]. В настоящее время в клинике используются методики би- и монолокального удлинения сегментов конечностей, последовательность удлинения бедра и голени согласовывается с пациентом. Наряду с методом рентгенографии для оценки костного регенерата все большее предпочтение отдается методу ультразвукового исследования, который является неинвазивным и не несет лучевой нагрузки [4, 5, 6, 7]. В последнее время в клинику РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова для увеличения роста поступают больные ахондроплазией различного возраста, в том числе и дети 6-9 лет. Дети дошкольного и младшего школьного возраста нуждаются в особенно тщательном наблюдении за структурным состоянием удлиняемой кости. Именно метод ультразвуковой диагностики позволяет комплексно в динамике оценить течение репаративного остеогенеза.

Целью данного исследования является определение особенностей репаративного остеогенеза у больных ахондроплазией в возрасте 6-9 лет в процессе дистракции большеберцовой кости.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на ультразвуковом аппарате Voluson-730PRO (Австрия) с помощью линейного и секторного датчиков с частотой 7,5 мГц. Для иссле- дования дистракционного регенерата датчик устанавливали над областью, соответствующей остеотомии, определяли соногеометрические параметры зоны уд- линения; с помощью стандартной программы строили гистограммы и оценивали показатель эхоплотности (ПЭХ), отражающий акустические свойства костного регенерата. Контролем служил участок метафиза большеберцовой кости (ПЭХ=210±10 усл. ед.). В режиме цветного допплеровского картирования (ЦДК) и энергетического допплера (ЭД) оценивали наличие сосудов в зоне удлинения, измеряли их спектральные и скоростные характеристики. В режиме 3D-реконструкции оценивали объем кистоподобных участков, зон активного остеогенеза, васкуляризацию регенерата.

В процессе дистракции обследовано 25 больных с ахондроплазией в возрасте от 6 до 9 лет. Удлинение сегментов конечностей проводили с помощью аппарата Илизарова, применяли методики моно- и билокаль-ного удлинения нижних конечностей, величина удлинения голени равнялась 9,6±0,8 см. Ультразвуковые исследования дистракционного регенерата у больных ахондроплазией осуществляли через 10, 20, 30, 60 дней от начала дистракции. Период дистракции составил 60±5 дней, период фиксации – 62±5 дней.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При ультразвуковом исследовании через 7-10 дней от начала дистракции на продольном скане проксимальный и дистальный концы материнской кости определялись в виде линейной непрерывной гиперэхогенной структуры, интермедиарная зона регенерата была заполнена неорганизованными структурами различной эхоплотности и являлась акустически благоприятной средой. Ширина эхопозитивной зоны регенерата через 10 дней дистракции с темпом 1/4×4 раза в день соответствовала достигнутой величине удлинения – 1,0±0,02 см (р<0,05), глубина проникновения ультразвука равнялась 0,15±0,04 см (р<0,05). На рисунке 1 представлена схема основных этапов формирования дистракционного регенерата большеберцовой кости (с учетом диастаза, сформированного во время остеотомии между проксимальным и дистальным концами материнской кости, рис. 1, а) в процессе дистракции по данным УЗИ (визуализация при проведении продольного сканирования).

При следующем контроле через 20 дней дистракции между проксимальным и дистальным концами материнской кости четко определялась цепочка из гиперэхогенных глыбок, а по контуру эндостального регенерата – тонкие гиперэхогенные наслоения. Визуализируемые гиперэхогеные структуры соответствовали вновь образованным грубоволокнистым костным трабекулам. Ширина эхопозитивной зоны регенерата соответствовала достигнутой величине удлинения – 2,0±0,03 см. Визуализируемые качественные эхоприз-наки свидетельствовали о бурном течении остеогенеза. Для количественной интерпретации остеогенеза использовали оценку акустических свойств регенерата. Показатель эхоплотности вновь образованных костных трабекул составлял 78,0±5,0 % (р<0,05) от плот- ности материнской кости; ПЭХ регенерата составлял 51,5±4,5 % от исходного значения ПЭХ кости.

Через 30 дней дистракции (рис. 1, б) ширина эхопозитивной зоны регенерата равнялась 3,0±0,04 см, однако у проксимального и дистального концов материнской кости имелись гиперэхогенные наслоения, ПЭХ которых практически соответствовала ПЭХ материнской кости. Данный эхопризнак свидетельствовал о начале сужения эхопозитивной зоны регенерата. В интермедиарной зоне регенерата также преобладали гиперэхогенные структуры, малодифференцированная соединительная ткань была представлена небольшими гипоэхогенными островками (рис. 2, а). ПЭХ регенерата составлял 68±4,60 % (р<0,05) от плотности материнской кости. Звукопроводимость регенерата авнялась 1,14±0,4 см (р<0,05).

Основной проблемой такого «бурного» течения остеогенеза является возможность преждевременной консолидации кортикальной пластинки, до того как будет достигнута запланированная величина удлинения сегмента.

Через 59±5 дней (р<0,05) (рис. 1, в) дистракции, как правило, достигалась величина удлинения, равная 6,0±0,04 см (р<0,05). Отмечалось значительное сужение эхопозитивной зоны регенерата до 33±5,8 % (р<0,05) от достигнутой величины удлинения, так как апикальные участки регенерата, представленные линейными гиперэхогенными наслоениями, по эхоплот-ности были сопоставимы с эхоплотностью материнской кости. Регенерат визуализировался в форме трапеции. Звукопроводимость в зоне удлинения уменьшалась до 0,9±0,12 см (рис. 2, б). При поперечном сканировании регенерат имел округлую форму с прерывистым контуром из гиперэхогенных структур, что соответствовало перестраивающимся отделам регенерата.

Рис. 1. Схема основных этапов формирования дистракционного регенерата большеберцовой кости в процессе дистракции по данным УЗИ (продольное сканирование): а – после остеотомии; б – первый месяц дистракции; в – второй месяц дистракции. Обозначения: 1 – диастаз между проксимальным и дистальным концами материнской кости; 2 – эндостальная реакция; 3 – вновь образованные костные трабекулы; 4 – проксимальный и дистальный концы материнской кости; 5 – вновь образованные фрагменты кортикальной пластинки; Н1 и Н2 – ширина верхнего и нижнего оснований «трапеции»; Н3 – высота «трапеции»

Рис. 2. Сонограммы дистракционного регенерата большеберцовой кости больной З., 7 лет. Диагноз: ахондроплазия, низкий рост: а – период дистракции 30 дней; б – период дистракции 60 дней; в – период дистракции 60 дней, режим трехмерной реконструкции + ЭД

На протяжении всего периода дистракции в регенерате визуализировались эхоплотные структуры, превышающие общую эхоплотность регенерата на 45,6±5,3 % (р<0,05). Максимальная эхоплотность вновь образованных костных трабекул относительно регенерата выявлена через 30 дней от начала дистракции. С увеличением эхоплотности дистракционного регенерата разница между ПЭХ структур и всего регенерата уменьшалась до 35 % (рис. 3).

Рис. 3. Динамика показателя эхоплотности (М±m) дистракционного регенерата большеберцовой кости и вновь образованных эхоплотных структур в процессе дистракции, фиксации и в ближайшие сроки после снятия аппарата (в %) относительно эхоплотности интактной кости

Наряду с исследованием структурного состояния дистракционного регенерата оценивали его васкуляризацию. При оценке васкуляризации зоны удлинения установлено, что в первые дни дистракции визуализируются мелкие сосуды в мягких тканях, окружающих регенерат, и непосредственно над областью отломков материнской кости.

По мере дистракции появлялись единичные сосуды в области, соответствующей периостальной реакции, веточки, отходящие от передней большеберцовой артерии. Пульсаторный индекс (PI) и индекс резистив-ности (RI) через 20-30 дней дистракции равнялись соответственно 1,0±0,22 и 0,68±0,13 (р<0,05).

Через 50-60 дней дистракции в области регенерата происходило увеличение количества визуализируемых сосудов, их диаметра (от 0,10±0,03 см), повышались показатели пульсаторного индекса и индекс резистив-ности до 2,25±0,32 и 0,82±0,16 (р<0,05) соответственно, что свидетельствовало об увеличении зрелости сосудов и регенерата в целом. Наличие крупных гиперэхогенных структур и ускоренное образование кортикальной пластинки не позволяли полностью визуализировать сосуды в конце периода дистракции. Использование режимов ЦДК и ЭД позволили выявить, что на различных этапах дистракции в васкуляризации регенерата принимают участие веточки передней большеберцовой артерии, прорастающие из мягких тканей, эпифизарные артерии, артерии периостальной области и медуллярные артерии. По мере созревания регенерата визуализировалось увеличение количества сосудистых веточек и значения их периферических индексов (табл. 1). Однако ускоренное формирование костных трабекул, формирование их в цепочки и крупные фрагменты, наличие гиперэхогенных наслоений у концов материнской кости способствовало формированию эхонегативных зон регенерата, в результате визуализации были доступны лишь часть сосудов. Необходимо также отметить, что значительное прорастание артерий из окружающих мягких тканей, наличие анастомозов, затрудняет дифференцировку сосудов в процессе дистракции.

Таблица 1

Динамика индексов PI и RI в процессе дистракции и фиксации у больных ахондроплазией в возрасте 6-10 лет (M±m)

Этапы лечения	PI	RI	n
Дистракция 30 дней	1,0±0,22*	0,68±0,13*	15
Дистракция 60 дней	2,25±0,32*	0,82±0,16*	14
Фиксация 30 дней	4,9±1,051*	1×0,46*	14

Примечание: * – р≤0,05.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным качественным критерием при ускоренном заполнении регенерата является формирование цепочки из гиперэхогенных фрагментов между проксимальным и дистальным концами материнской кости уже через 20 дней дистракции. Через 30 дней дистрак -ции в зоне удлинения преобладают гиперэхогенные наслоения из вновь образованных костных трабекул, участки соединительнотканной прослойки, которые гистологически соответствуют зоне роста регенерата [2] и визуализируются в виде небольших островков.

Таким образом, на протяжении всего периода дистракции происходит бурное формирование костных трабекул в зоне удлинения и замещение ими соединительнотканной прослойки. Формирование гиперэхогенных наслоений в области периостального и эндостального регенератов приводило к появлению эхонегативных участков в регенерате. К концу второго месяца дистракции отмечалось выраженное сужение эхопозитивной зоны регенерата, в результате, визуализации доступно не более 30 % от величины удлинения.

Использование метода УЗИ уже на ранних сроках дистракции позволяло выявлять начальные признаки высокого уровня репаративного остеогенеза и корректировать темп дистракции, увеличивая его до 1/4×5 раз в день с целью предотвращения преждевременной консолидации костных отломков.

Использование допплеровского датчика позволило оценивать взаимосвязь процессов остео- и ангиогенеза. Высокая активность остеогенеза в ряде случаев свидетельствовала о благоприятном течении метаболических процессов в организме и высоком техническом уровне проведенной операции. Имеющийся у детей с ахондроплазией в возрасте 6-9 лет высокий потенциал адаптационно-регенераторных возможностей в процессе удлинения костей голени выражался эхопризна-ками ускоренного заполнения зоны удлинения.

Проведенные исследования показали, что у детей в возрасте 6-9 лет необходимо проводить ультразвуковой мониторинг дистракционного регенерата через каждые 10 дней в первый месяц дистракции, что позволяет своевременно выявить «бурную» репаративную активность удлиняемой кости и внести коррективы в режим дистракции для получения запланированной величины удлинения.

ВЫВОДЫ

Таким образом, метод УЗИ у больных ахондро- периода дистракции и вносить коррекцию в тактику плазией в возрасте 6-9 лет позволяет своевременно лечения, что способствует благоприятному течению выявлять качественные и количественные эхоприз- остеогенеза и получению запланированной величи-наки «бурного» остеогенеза на протяжении всего ны удлинения.