Способ диагностики синовита тазобедренного и коленного суставов с определением количества жидкости в них
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к медицине и предназначено для диагностики синовита тазобедренного и коленного суставов с определением количества жидкости в них. Обследуют пациента на магнитно-резонансном томографе. Исследуют тазобедренный или коленный сустав в корональной, аксиальной и косо-сагиттальной плоскостях. Находят на томограммах участки в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Из найденных участков выбирают участок наибольшей площади, измеряют оптическую плотность на этом участке и находят точки-пиксели с минимальным и максимальным значением оптической плотности. Принимают эти значения за границы диапазона плотности жидкости данного пациента. Маркируют пиксели всех участков, имеющие плотность в этом диапазоне. На всех срезах отсканированной серии суммируют маркированные пиксели в срезах Ncp. Определяют количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве. Суммируют виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс. Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза и объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс. межср. Затем определяют объем жидкости в суставе Vобщ. При объеме жидкости в полости сустава Vобщ более 1,3 мл диагностируют синовит сустава. Предлагаемый способ позволяет определить количество жидкости в суставе. 13 ил., 6 табл.
Реферат
Изобретение относится к медицине, а именно к магнитно-резонансной томографии, и может быть использовано для диагностики количества жидкости в миллилитрах в полостях крупных суставов в ортопедической и хирургической практике.
Актуальность проблемы в определении количества жидкости в миллилитрах в полостях крупных суставов при различных заболеваниях и травмах является необходимым условием для выбора дальнейшего вида лечения.
Известны способы исследования крупных суставов методом классической рентгенографии, КТ и пневмоартрографии и УЗИ.
Рентгенография до настоящего времени является основным методом в диагностике крупных суставов, которая позволяет оценить костную структуру эпиметафизов костей и их взаимоотношения (Рейнберг С.А. Рентгенодиагностика заболеваний костей и суставов. Т.2, - М.: Медицина, 1964. - 372 с., Садофьева В.И. Тазобедренный сустав // Рентгено-функциональная диагностика заболеваний опорно-двигательного аппарата у детей. - Л., 1986. - С.220-228).
Методом компьютерной томографии возможно оценить на более высоком уровне структуру костных образований тазобедренного сустава и других крупных суставов и взаимоотношения в них (Компьютерно-томографическое исследование тазобедренных суставов при болезни Пертеса у детей. / Х.З.Гафаров., И.Ф.Ахтямов., А.Я.Дудина. И.В.Рябов. // Лечение и реабилитация детей инвалидов с ортопедической и ортопедо-неврологической патологией на этапах медицинской помощи. - С.Петербург, 1997. - С.133; Моисеев С.И. Диагностика болезни Легга-Кальве-Пертеса с использованием компьютерной томографии. / С.И.Моисеев П.Г.Левин. // Актуальные вопросы лечения заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата у детей. - С.-Петербург, 1994. - С.166-168).
В 1986 году Кузиной И.Р. и соавторами была предложена методика пневмоартрографии тазобедренного сустава при врожденном вывихе бедра. На пневмоартрограммах изучают мягкотканые компоненты и костные образования, производят измерения тазобедренных суставов по схеме Хильгеньрейнера у детей до 1 года и схеме Рейнберга у детей старшего возраста (Информативность пневмоартрографии тазобедренного сустава при врожденном вывихе бедра. / И.Р.Кузина, Е.Д.Фастыковская, И.А.Витюгов, В.И.Лимарь, Ф.С.Зубаиров. // Вестник рентгенологии и радиологии, Москва, Медицина - 1986. - № 3 - С.8-12).
Пневмоартрография, обзорная рентгенография и КТ связаны с воздействием на детей ионизирующего излучения, которое негативно влияет на репродуктивную функцию ребенка, кроме того, пневмоартрография - это инвазивный метод, поэтому широкого применения в диагностике заболеваний тазобедренного сустава не нашел.
Для диагностики изменений в тазобедренном суставе также применяется и ультразвуковое исследование (УЗИ). УЗИ проводят в В-режиме с линейным датчиком частотой 7 МГц. Этот метод, в первую очередь, обеспечивает выявление выпота в суставе по увеличению расстояния шейка-капсула. Кроме того, можно определить инфильтрацию (утолщение) суставной капсулы, прилежащих мышц и межмышечных промежутков, пролиферацию синовиальной оболочки. Однако методом УЗИ можно только косвенно судить о количестве жидкости в полости сустава, а определить ее количество в миллилитрах невозможно (Вашкевич Д.Б. Ультразвуковая диагностика болезни Пертеса у детей на дорентгенологической фазе. / Д.Б.Вашкевич, М.В.Пермяков. // Актуальные вопросы лечения заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата у детей. - С. - Пб., 1997. - С.166).
Все изменения в пораженном суставе оцениваются в сравнении с контралатеральным суставом. Неинвазивность УЗИ позволяет повторять исследование в динамике без негативного воздействия на организм человека.
Существующие методы исследования тазобедренного сустава, такие как классическая рентгенография, пневмоартрография, УЗИ, не позволяют определять количество жидкости в полости сустава в миллилитрах.
Наиболее близким способом определения наличия суставной жидкости является стандартное магнитно-резонансное томографическое исследование суставов в корональной, аксиальной и сагиттальной плоскостях. На МР-томограммах жидкость идентифицируется специфичностью сигнала: на Т1 ВИ в ИП SE дает гипоинтесивный сигнал, на Т2 ВИ в ИП GRE - гиперинтенсивный сигнал. Количество жидкости определяется косвенно в виде нормального или повышенного ее содержания. Повышенным количеством жидкости являются симптом: растяжение суставной капсулы, затекание жидкости в синовиальные сумки. (О применении магнитно-резонансной томографии в травматологии и ортопедии. / Е.А.Мазуркевич, В.Б.Коземирский, Н.В.Корнилов, А.В.Войтович, А.В.Холин. // Материалы конгресса травматологов - ортопедов России с международным участием (Ярославль, 2-5 июня 1999 г) - Ярославль, 1999. - С.227-228).
Однако и методом МРТ определить количество жидкости в миллилитрах невозможно.
Задача настоящего изобретения состоит в повышении точности диагностики заболеваний суставов и контроля эффективности проводимого лечения за счет точного определения количества жидкости в полости тазобедренного и коленного суставов с помощью МРТ.
Поставленная задача достигается тем, что для диагностики синовита тазобедренного и коленного суставов с определением количества жидкости в них, при обследовании пациента на магнитно-резонансном томографе проводят исследование тазобедренного или коленного сустава в корональной, аксиальной и косо-сагиттальной плоскостях в последовательностях Т1 ВИ в ИП SE и Т2 ВИ в ИП GRE. Находят на томограммах участки в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Из найденных участков выбирают участок наибольшей площади. Измеряют оптическую плотность на этом участке и находят точки-пиксели с минимальным и максимальным значением оптической плотности и принимают эти значения за границы диапазона плотности жидкости данного пациента. Маркируют пиксели всех участков, имеющие плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии суммируют маркированные пиксели в срезах Ncp. Определяют количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных пикселей в соседних срезах, суммируют виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс.
Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза по формуле:
Vвокс. среза=SH×SV×ST,
где SH - размер пикселя по горизонтали, мм;
SV - размер пикселя по вертикали, мм;
ST - толщина среза, мм.
Рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс.межср. по формуле:
Vвокс. межср.=SH×SV×Sms,
где SH - размер пикселя по горизонтали, мм;
SV - размер пикселя по вертикали, мм;
Sms - расстояние между срезами, мм.
Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
где Vвокс. среза - объем одного воксела в срезе, мм3;
Ncp - количество маркированных пикселей в срезах, ед.;
Vвокс. межср. - объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве, мм3;
Nмс - количество виртуальных маркированных пикселей в межсрезовых пространствах, ед.;
и при объеме жидкости в полости сустава Vобщ более 1,3 мл -диагностируют синовит сустава.
Новизна способа:
- Находят на томограммах участки в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Это необходимо для того, чтобы идентифицировать участки жидкости и убедиться, что интенсивность МР-сигнала на этих участках однородная.
- Из найденных участков выбирают участок наибольшей площади для уменьшения погрешности измерений. Измеряют интенсивность МР-сигнала всех точек на этом участке и определяют значения с минимальным и максимальным значением интенсивности МР-сигнала. Принимают эти значения за границы диапазона измерений. Это необходимо, чтобы отличить жидкость от других анатомических структур. Причем определяется оптическая плотность жидкости именно для данного пациента.
- Маркируют точки-пиксели всех участков, имеющие плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии, суммируют маркированные точки-пиксели в срезах Ncp, которые и будут использоваться в дальнейших расчетах.
- Определяют количество виртуальных маркированных точек-пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных точек-пикселей в соседних срезах, суммируют виртуальные маркированные точки-пиксели в межсрезовых пространствах Nмс. При расчете это даст объем, неучтенный в срезах, тем самым повысится точность измерений.
- Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза, рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс. межср. по предложенным формулам, так как параметры: поле обзора, толщина среза, расстояние между срезами и размеры матрицы изображения различаются в разных исследованиях.
- Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
где Vвокс. среза - объем одного воксела в срезе, мм3;
Ncp - количество маркированных пикселей в срезах, ед.;
Vвокс. межср. - объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве, мм3;
Nмс - количество виртуальных маркированных пикселей в межсрезовых пространствах, ед.
Данная формула позволяет более точно учесть объем жидкости в суставе, так как учитывает объемы срезов и виртуальных межсрезовых пространств.
При объеме жидкости в полости сустава Vобщ более 1,3 мл диагностируют синовит сустава.
Предложенный способ позволяет получить новый технический результат в виде более точного определения жидкости в суставе. Это дает возможность повысить качество диагностики состояния суставов после лечения, когда отсутствуют клинические проявления заболевания, а количество жидкости в суставе, несмотря на проведенное лечение, остается повышенным. Такой контроль позволяет своевременно принять меры и скорректировать лечебные мероприятия для больного.
Для пояснения изобретения даны изображения схем, иллюстрирующих расчет объема воксела в срезе и воксела в межсрезовом пространстве - Фиг.1-2 и изображения МР томограмм суставов - Фиг.3-13.
Способ осуществляется следующим образом.
Сначала проводят исследование пациента на магнитно-резонансном томографе Vectra-2 фирмы GE с сверхпроводящим магнитом и индукцией магнитного поля 0,5 Tc. Для исследования суставов использовались приемно-передающие катушки, которые позволяли выбрать малое поле зрения без артефактов или пространственного искажения и давали возможность увеличения коэффициента сигнал/шум. Это достигалось фокусировкой «зоны видимости» приемно-передающей катушки на исследуемой зоне, что позволяло максимально исключить шум от анатомический зон, не включенный в объем исследования.
МРТ суставов проводилась в корональной, аксиальной и сагиттальной плоскостях с получением Т1 и Т2 - взвешенных изображений (Т1 ВИ и Т2 ВИ) в импульсных последовательностях (ИП) спин-эхо (SE) и GRE с шагом томографа 5 мм. При необходимости, например, для детей раннего возраста, заданные параметры для томографа могут быть изменены, уменьшен шаг и расширено поле обзора.
Технические характеристики для исследования тазобедренного и коленного суставов на МРТ представлены в таблице 1, 2.
На деку стола магнитно-резонансного томографа устанавливается квадратурная приемно-передающая катушка. Пациент укладывается на спину так, чтобы суставы помещались в центре катушки. Пациент фиксируется к деке стола для обеспечения полной неподвижности. Затем стол с пациентом завозится в тоннель магнита. На пульте управления набираются технические параметры для получения суставов в корональной, аксиальной и косо-сагиттальной плоскостях в последовательностях Т1 и Т2 ВИ в ИП SE и GRE.
Таблица 1 | ||||||||
Технические характеристики для исследования тазобедренного сустава на МРТ | ||||||||
Наименование последовательности | Тип последовательности | TR | ТЕ | Flip | Echo | FOV | NEX | Матрица |
Т1 | SE | 280 | 20 | - | 1 | 350 | 1 | 192×256 |
Т2 | GRE | 500 | 20 | 30 | 1 | 350 | 1 | 192×256 |
Таблица 2Технические характеристики для исследования коленного сустава на МРТ | ||||||||
Наименование последовательности | Тип последовательности | TR | TE | Flip | Echo | FOV | NEX | матрица |
Т1 | SE | 500 | 25 | - | 1 | 200 | 1 | 192×256 |
Т2 | GRE | 600 | 25 | 25 | 1 | 200 | 1 | 192×256 |
Измерение объема жидкости сустава производится программой, разработанной в отделении лучевой диагностики больницы, где работают авторы изобретения. Программа производит измерение объема любого интересующего объекта, имеющего четкие границы и отличного по плотности от соседних анатомических структур. Описание расчета пикселей и объема векселей со ссылкой на схемы на Фиг.1 и 2:
- Находят на томограммах участки в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости (для наглядности на Фиг.1-13 они помечены белым цветом). Это необходимо для того, чтобы идентифицировать участки жидкости и убедиться, что интенсивность МР-сигнала на этих участках однородная.
- Из найденных участков выбирают участок наибольшей площади для уменьшения погрешности измерений. Измеряют интенсивность МР-сигнала всех точек на этом участке и определяют значения с минимальным и максимальным значением оптической плотности. Принимают эти значения за границы диапазона измерений оптической плотности жидкости конкретного пациента. Это необходимо, чтобы отличить жидкость от других анатомических структур.
- Маркируют точки-пиксели всех участков, имеющие оптическую плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии, суммируют маркированные точки-пиксели в срезах Ncp, которые и будут использоваться в дальнейших расчетах.
- Определяют количество виртуальных маркированных точек-пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных точек-пикселей в соседних срезах, суммируют виртуальные маркированные точки-пиксели в межсрезовых пространствах Nмс. При расчете это даст объем, неучтенный в срезах, тем самым повысится точность измерений.
- Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза, рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс. межср. по предложенным формулам, так как параметры: поле обзора, толщина среза, расстояние между срезами и размеры матрицы изображения различаются в разных исследованиях.
- Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
где Vвокс. среза - объем одного воксела Фиг.1 в срезе, мм3;
Ncp - количество маркированных пикселей в срезах, ед.;
Vвокс. межср - объем одного виртуального воксела Фиг.2 в межсрезовом пространстве, мм3;
Nмс - количество виртуальных маркированных пикселей в межсрезовых пространствах, ед.
Данная формула позволяет более точно учесть объем жидкости в суставе, так как учитывает объемы срезов и виртуальных межсрезовых пространств.
При объеме жидкости в полости сустава Vобщ более 1,3 мл диагностируют синовит сустава.
Обоснование достоверности результатов. Обследован 121 ребенок - синовит выявлен у 81 ребенка. Количество выявляемой жидкости у 35 было до 4 мл, 29 - 7 мл, у 17-10 мл, в то время как у здоровых детей количество жидкости было менее 1,3 мл.
Пример 1. Девочка 6 лет. Болезнь Пертеса головки левой бедренной кости.
На Фиг.3, 4, в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE находим участки 1 с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Из найденных участков выбираем участок наибольшей площади - участок 2 на Фиг.3. Измеряем интенсивность МР-сигнала на этом участке 2 и находим пиксели с минимальным - 350 и максимальным значением интенсивности МР-сигнала 700 и принимаем эти значения за границы диапазона плотности жидкости у этой пациентки.
Размер пикселей определяем с учетом заданного разрешения аппарата. Рассчитываем размеры пикселя по горизонтали:
SH = FOVH/NH,
где FOVH - поле обзора по горизонтали,
NH - разрешение (количество - пикселей в изображении) по горизонтали.
SH=350/256=1,367 мм для тазобедренного сустава.
Рассчитываем размеры пикселя по вертикали:
SV=FOVV/NV,
где FOVV - поле обзора по вертикали,
NV - разрешение (количество пикселей в изображении) по вертикали.
SV=350/192=1,822 мм для тазобедренного сустава
Маркируем точки-пиксели всех участков, обозначенных цифрой 3, имеющие оптическую плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии, Фиг.5, 6, маркированные пиксели показаны белым цветом.
Суммируем маркированные, пиксели в срезах Ncp (таблица 3), количество пикселей 735 для тазобедренного сустава с патологией.
Таблица 3.Пример расчета объема жидкости в тазобедренном суставе с патологией | |||
№ среза | Пикселей в срезе | № промежутка | Пикселей в промежутке |
1 | 54 | ||
1 | 78 | ||
2 | 102 | ||
2 | 128 | ||
3 | 154 | ||
4 | 169 | ||
4 | 182 | ||
5 | 138 | ||
5 | 94 | ||
6 | 75 | ||
6 | 56 | ||
7 | 51 | ||
7 | 45 | ||
8 | 36 | ||
8 | 27 | ||
9 | 23 | ||
9 | 21 | ||
ИТОГО: | 735 | 697 |
Определяем количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных пикселей в соседних срезах (Таблица 3). Суммируем виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс.=697 для тазобедренного сустава с патологией.
Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза по формуле:
Vвокс. среза=1,367×1,822×4=9,96 мм для тазобедренного сустава.
Рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс.межср. по формуле:
Vвокс. межср=1,367×1,822×1=2,49 мм3 для тазобедренного сустава.
Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
для тазобедренного сустава с патологией.
Таким образом, клинические проявления заболевания тазобедренного сустава обусловлены наличием избыточного количества синовиальной жидкости в полости сустава.
Пример 2. Та же девочка 6 лет, исследование правого здорового тазобедренного сустава.
На Фиг.3, 4 в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE находим участок 4 с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Участок с жидкостью один. Измеряем интенсивность МР-сигнала на этом участке 4 и находим пиксели с минимальным - 350 и максимальным значением оптической плотности МР-сигнала 700 и принимаем эти значения за границы диапазона оптической плотности жидкости.
Размер пикселей определяют с учетом заданного разрешения аппарата. Рассчитываем размеры пикселя по горизонтали SH=350/256=1,367 мм для тазобедренного сустава.
Рассчитываем размеры пикселя по вертикали:
Sv=350/192=1,822 мм для тазобедренного сустава
Маркируем точки-пиксели, имеющие оптическую плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии, Фиг.3, 4, маркированные пиксели показаны белым цветом (один участок 4).
Суммируют маркированные пиксели в срезах Ncp, например (таблица 4), количество пикселей 82 для здорового тазобедренного сустава.
Таблица 4Пример расчета объема жидкости в здоровом тазобедренном суставе | ||
№ среза | Пикселей в срезе | Пикселей в промежутке |
1 | 8 | |
10 | ||
2 | 12 | |
14 | ||
3 | 16 | |
18 | ||
4 | 20 | |
15 | ||
5 | 10 | |
8 | ||
6 | 6 | |
5 | ||
7 | 4 | |
4 | ||
8 | 4 | |
3 | ||
9 | 2 | |
ИТОГО: | 82 | 77 |
Определяем количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных пикселей в соседних срезах (Таблица 4). Суммируем виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс.=77 для здорового тазобедренного сустава.
Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза по формуле:
Vвокс. среза=1,367×1,822×4=9,96 мм3 для тазобедренного сустава.
Рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс.межср. по формуле:
Vвокс. межср.=1,367×1,822×1=2,49 мм3 для тазобедренного сустава.
Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
для здорового тазобедренного сустава.
Пример 3. Мальчик 10 лет. Синовит левого коленного сустава.
На Фиг.7, 8, в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE находим участки 5 с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Из найденных участков выбираем участок наибольшей площади - участок 6 на Фиг.8. Измеряем интенсивность МР-сигнала на этом участке 6 и находим пиксели с минимальным - 386 и максимальным значением оптической плотности МР-сигнала 1000 и принимаем эти значения за границы диапазона оптической плотности жидкости для данного пациента.
Размер пикселей определяют с учетом заданного разрешения аппарата. Рассчитывают размеры пикселя по горизонтали:
SH=200/256=0,781 мм для коленного сустава.
Рассчитывают размеры пикселя по вертикали:
SV=200/192=1,04 мм для коленного сустава.
Маркируют точки-пиксели всех участков 7, имеющие оптическую плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии, Фиг.9, 10, маркированные пиксели показаны белым цветом.
Суммируют маркированные, пиксели в срезах Ncp (таблица 5), количество пикселей 3122 для коленного сустава с патологией.
Определяют количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных пикселей в соседних срезах (Таблица 5). Суммируют виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс.=2960 для коленного сустава с патологией.
Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза по формуле:
Vвокс. среза=0,781×1,04×4=3,24 мм3 для коленного сустава.
Рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс.межср. по формуле:
Vвокс. межср.=0,781×1,04×1=0,81 мм3 для коленного сустава.
Таблица 5.Пример расчета объема жидкости в коленном суставе с патологией | ||
№ среза | Пикселей в срезе | Пикселей в промежутке |
1 | 231 | |
331 | ||
2 | 432 | |
543 | ||
3 | 655 | |
714 | ||
4 | 775 | |
587 | ||
5 | 400 | |
317 | ||
6 | 236 | |
215 | ||
7 | 193 | |
153 | ||
8 | 112 | |
100 | ||
9 | 85 | |
ИТОГО: | 3122 | 2960 |
Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
для коленного сустава с патологией. Количество жидкости в суставе значительно больше 1 мл, что является причиной заболевания левого тазобедренного сустава.
Пример 4. Тот же больной мальчик 10 лет. Здоровый правый коленный сустав.
На Фиг.11, 12, 13, в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE находим участки 8 с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости. Из найденных участков выбираем участок наибольшей площади - это участок 9 на Фиг.11. Измеряем интенсивность МР-сигнала на этом участке 9 и находим пиксели с минимальным - 386 и максимальным значением интенсивность МР-сигнала 1000 и принимаем эти значения за границы диапазона оптической плотности жидкости данного пациента.
Размер пикселей определяют с учетом заданного разрешения аппарата. Рассчитывают размеры пикселя по горизонтали:
SH=200/256=0,781 мм для коленного сустава.
Рассчитывают размеры пикселя по вертикали:
SV=200/192=1,04 мм для коленного сустава.
Маркируют точки-пиксели всех участков, имеющие оптическую плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии.
Суммируют маркированные пиксели в срезах Ncp (таблица 6), количество пикселей 317 для коленного сустава с патологией.
Определяют количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных пикселей в соседних срезах (Таблица 6). Суммируют виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс.=305 для здорового коленного сустава.
Рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза по формуле:
Vвокс. среза=0,781×1,04×4=3,24 мм для коленного сустава.
Рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс.межср. по формуле:
Vвокс. межср=0,781×1,04×1=0,81 мм3 для коленного сустава.
Определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле:
для здорового коленного сустава.
Таблица 6.Пример расчета объема жидкости в здоровом коленном суставе | ||
№ среза | Пикселей в срезе | Пикселей в промежутке |
1 | 19 | |
20 | ||
2 | 21 | |
28 | ||
3 | 35 | |
41 | ||
4 | 47 | |
51 | ||
5 | 55 | |
52 | ||
6 | 49 | |
43 | ||
7 | 37 | |
31 | ||
8 | 25 | |
20 | ||
9 | 15 | |
12 | ||
10 | 9 | |
6 | ||
11 | 3 | |
1 | ||
12 | 2 | |
ИТОГО: | 317 | 305 |
Разработанный способ позволил определить количество жидкости в полости суставов в миллилитрах. Это позволило повысить точность диагностики заболеваний суставов и контроля эффективности проводимого лечения за счет точного определения количества жидкости в полости тазобедренного и коленного суставов с помощью МРТ. Кроме того, по этому показателю можно выявлять скрытое течение различных заболеваний, связанных с выпотом жидкости в полость суставов, когда еще отсутствуют клинические проявления. При контроле за эффективностью проводимого лечения можно своевременно провести этот контроль и при выявлении отсутствия положительной динамики скорректировать лечение.
Способ диагностики синовита тазобедренного и коленного суставов с определением количества жидкости в них при обследовании пациента на магнитно-резонансном томографе, включающий исследование тазобедренного или коленного суставов в корональной, аксиальной и кососагиттальной плоскостях в последовательностях Т1 ВИ в ИП SE и Т2 ВИ в ИП ORE, отличающийся тем, что находят на томограммах участки в последовательности Т2 ВИ в ИП GRE с гиперинтенсивным сигналом, соответствующим жидкости, из найденных участков выбирают участок наибольшей площади, измеряют оптическую плотность на этом участке и находят точки-пиксели с минимальным и максимальным значениями оптической плотности и принимают эти значения за границы диапазона плотности жидкости данного пациента, маркируют пиксели всех участков, имеющие плотность в этом диапазоне, на всех срезах отсканированной серии, суммируют маркированные пиксели в срезах Ncp; определяют количество виртуальных маркированных пикселей в одном межсрезовом пространстве как среднеарифметическое от количества маркированных пикселей в соседних срезах, суммируют виртуальные маркированные пиксели в межсрезовых пространствах Nмс; рассчитывают объем одного воксела в срезе Vвокс. среза по формуле
Vвокс. среза = SH×SV×ST,
где SH - размер пикселя по горизонтали, мм;
SV - размер пикселя по вертикали, мм;
ST - толщина среза, мм,
рассчитывают объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве Vвокс. межср. по формуле
Vвокс. межср. = SH×SV×Sms,
где SH - размер пикселя по горизонтали, мм;
SV - размер пикселя по вертикали, мм;
Sms - расстояние между срезами, мм,
определяют объем жидкости в суставе Vобщ. по формуле
где Vвокс. среза - объем одного воксела в срезе, мм3;
Ncp - количество маркированных пикселей в срезах, ед;
Vвокс. межср. - объем одного виртуального воксела в межсрезовом пространстве, мм3;
Nмс - количество виртуальных маркированных пикселей в межсрезовых пространствах, ед,
и при объеме жидкости в полости сустава Vобщ более 1,3 мл диагностируют синовит сустава.