Способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации

Способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике, и может быть использовано в травматологии и ортопедии.

Использование устройств внешней фиксации в восстановлении повреждений опорно-двигательного аппарата позволяет радикально изменять принципы лечения разных сегментов скелета, в том числе и позвоночника (Девятов, А.А. Чрескостный остеосинтез [Текст] / А.А.Девятов // - Кишинев: Штиница, 1990. - 320 с., Шевцов, В.И. Метод чрескостного остеосинтеза в лечении больных хроническим остеомиелитом [Текст] / В.И.Шевцов, А.И.Лапынин, Н.М.Клюшкин. - Курган: Периодика, 2001. - 150 с.). При использовании данной технологии, как и при восстановлении повреждений костной ткани в целом, встречаются осложнения, приводящие к увеличению сроков стационарного лечения больных. К их числу относится замедленная консолидация костной ткани, которая регистрируется, по данным разных авторов, в 5-35% случаев (Корнилов, Н.В. Повреждения позвоночника. Тактика хирургического лечения [Текст] / Н.В.Корнилов, В.Д.Усиков. - СПб., 2000. - 280 с.). Установлено, что одной из причин, ее вызывающих, становится изменение иммунологической реактивности организма, что обосновывает возможность использования иммунологических показателей в оценке и прогнозировании возникновения замедленного формирования костного блока при оперативном лечении повреждений позвоночника в лечении устройствами внешней фиксации (Левин, Ю.Г. Иммунология в ортопедо-вертебрологии: Между Сциллой и Харибдой [Текст] / Ю.Г.Левин // Бюл. ВСНЦ СО РАМП. - Иркутск: ИГО НЦРВХ ВСНЦ СО РАМН, 1999. - №1 (9). - Т.2. - С.142-146).

Используемые в настоящее время для оценки характера остеогенеза рентгенологические и морфологические методы не позволяют прогнозировать качество формирования костного блока в лечении повреждений позвоночника (Рейнберг С.А. Рентгендиагностика заболеваний костей и суставов [Текст] / С.А.Рейнберг. - М.: Медгиз, 1955. - 306 с.). Клинико-лабораторные исследования (общий анализ крови, биохимические показатели) используются для контроля сопутствующей патологии внутренних органов. Вместе с тем показано, что среди большого количества лабораторных показателей наиболее информативными являются иммунологические тесты, которые могут быть использованы также в оценке характера консолидации костной ткани при использовании устройств внешней фиксации.

Известен способ оценки регенерации костной ткани при удлинении костей (А.с. №1800364, МПК G01N 33/48, Мамаев, В.И. Способ оценки регенерации костной ткани при удлинении костей [Текст] / В.И.Мамаев, С.В.Гюльназарова, С.И.Гольдберг // Бюл. изобретений. - 1993. - №9), согласно которому в периферической крови больного определяют количество моноцитов и лимфоцитов до операции и перед началом дистракции, сравнивают эти показатели и при снижении и повышении первого и второго показателей относительно исходного уровня оценивают регенерацию нарушенной, а при разнонаправленном изменении этих показателей относительно друг друга или одного из показателей при сохранении другого на уровне исходного оценивают регенерацию не нарушенной.

Достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (95% случаев можно прогнозировать правильно);

- возможность малоинвазивного вмешательства (взятие капиллярной крови из пальца);

недостатками данного способа являются:

- информацию о предполагаемой замедленной консолидации можно получить лишь в послеоперационном периоде, после проведения второго исследования, что не позволяет, в случае неблагоприятного прогноза, изменить тактику лечения больного или провести предоперационную подготовку больного;

- необходимость неоднократного исследования крови, что является травмирующим для пациента и повышает риск заражения компонентами крови для исследователя;

- прогнозирование замедленной консолидации только при дистракционном остеогенезе, тогда как в ряде случаев лечение проводится также и в условиях стабильного остеосинтеза.

Из статьи Базарного В.В. Лабораторный мониторинг дистракционного костеобразования [Текст] / В.В.Базарный // Клиническая лабораторная диагностика. - №6. - С.16-17, известен способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного регенерата, основанный на определении:

1. концентрации Ig А, когда при величине более 3,5 г/л прогнозируется замедленная консолидация, а при значениях 3,5 и менее - нормальная консолидация костной ткани (диагностическая ошибка составляет 5%);

достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (95% случаев можно прогнозировать правильно);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования;

- необходимость автоматического определения концентрации Ig А (с использованием наборов реагентов и специального иммунологического или биохимического анализатора);

- длительность процедуры определения концентрации (не меньше 2-х часов);

- прогнозирование замедленной консолидации только при дистракционном остеогенезе, тогда как в ряде случаев лечение проводится также и в условиях стабильного остеосинтеза.

2. количества Е-РОК* (субпопуляции лимфоцитов), когда при величине менее 0,5×10⁹/л прогнозируется замедленная консолидация, а при значениях 0,5×10⁹/л и более - нормальная консолидация костной ткани (диагностическая ошибка составляет 5%);

достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (95% случаев можно прогнозировать правильно);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования (до 5 мл);

- необходимость очень трудоемкого ручного определения количества клеток с применением дополнительного оборудования (центрифуги, микроскоп и др.);

* - использование устаревшего метода (о чем упоминается в публикации: «редакционная коллегия журнала считает более современным использование в работе не данных РОК, а маркерных характеристик, выраженных в показателях CD (кластера дифференцировки)»;

- длительность процедуры определения концентрации (не меньше 4-х часов);

- прогнозирование замедленной консолидации только при дистракционном остеогенезе, тогда как в ряде случаев лечение проводится также и в условиях стабильного остеосинтеза.

Из статьи Бердюгиной О.В. Иммунологический мониторинг нарушений регенерации костной ткани [Текст] / О.В.Бердюгина // Травматология и ортопедия России. - 2006. - №3(41). - С.62-67, известен способ прогнозирования замедленной консолидации в лечении повреждений позвоночника, включающий определение до операции:

1. количества моноцитов и при их количестве 0,51-0,90×10⁹/л прогнозируется нормальное течение остеогенеза, а при величине менее 0,4×10⁹/л - осложненное течение (чувствительность теста - 80%, специфичность - 92,1%, ожидаемая ценность использования - 82,4%);

достоинствами способа являются:

- скорость определения показателя (менее 1 минуты);

- возможность малоинвазивного вмешательства (взятие капиллярной крови, объем 50 мкл);

недостатками данного способа являются:

- наличие «серой» зоны в диагностическом интервале 0,40-0,51×10⁹/л, когда при получении данных непонятно, к какой категории прогноза отнести индивидуума;

- недостаточно высокая степень прогноза (82,4% случаев можно прогнозировать правильно);

2. С-реактивного белка и при уровне протеина в сыворотке 6-17 мг/л прогнозируется нормальное течение остеогенеза, а при концентрации ниже 5 мг/л прогнозируется замедленная консолидация (чувствительность теста - 79,2%, специфичность - 81,2%, ожидаемая ценность использования - 83,2%);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования;

- необходимость автоматического определения концентрации (с использованием наборов реагентов и специального иммунологического или биохимического анализатора), т.к. «ручное» определение концентрации полуколичественным методом значительно снижает точность исследования;

- недостаточно высокая степень прогноза (83,2% случаев можно прогнозировать правильно);

3. определении Ig M, когда при величине 0,9-2,3 г/л прогнозируется нормальная консолидация, а при уровне выше 2,4 г/л прогнозируется замедленная консолидация (чувствительность теста - 85,4%, специфичность - 94,6%, ожидаемая ценность использования - 87,3%);

достоинствами способа являются:

- высокая степень прогноза (87,3% случаев можно прогнозировать правильно);

недостатками данного способа являются:

- необходимость взятия венозной крови для исследования;

- необходимость автоматического определения концентрации (с использованием наборов реагентов и специального иммунологического или биохимического анализатора);

- длительность процедуры определения концентрации (не меньше 2-х часов).

Наиболее близким к предлагаемому является следующий способ. Из статьи Бердюгиной О.В. Иммунологический мониторинг замедленного остеогенеза [Текст] / О.В.Бердюгина // Медицинская иммунология. - 2008. - Т.10. - №4-5. - С.371-378, известен способ прогнозирования замедленной консолидации в лечении повреждений нижней челюсти, включающий определение до операции количества лимфоцитов и при значениях 1,89±0,09×10⁹/л прогнозируется нормальная регенерация, а при величине 2,09±0,20×10⁹/л - замедленная регенерация нижней челюсти.

Достоинствами способа являются:

- скорость определения показателя (менее 1 минуты);

- возможность малоинвазивного вмешательства (взятие капиллярной крови);

недостатками данного способа являются:

- использование для прогнозирования замедленной консолидации нижней челюсти, а не позвоночника;

- неизвестная точность прогнозирования;

- перекрывающиеся диапазоны значений для прогнозирования замедленной и нормальной консолидации костной ткани (1,89-1,98×10⁹/л - при установлении значения из данного диапазона невозможно прогнозировать возникновение осложнения).

Технический результат - дооперационное прогнозирование замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации с минимальной травматизацией пациента, высокой скоростью получения результата и повышением точности прогнозирования достигается следующим образом.

Перед планируемой операцией остеосинтеза устройством внешней фиксации исследуют кровь больного и определяют количество лимфоцитов (10⁹/л), при значениях количества лимфоцитов 2,4×10⁹/л и более прогнозируют замедленную консолидацию костной ткани в послеоперационном периоде, а при значениях 1,2-2,3×10⁹/л прогнозируют нормальное течение остеогенеза.

Прогностический критерий авторами установлен на основании теории Байеса. Исследования были проведены у 111 больных с переломами позвоночника в ходе остеосинтеза аппаратом внешней фиксации (из них замедленная консолидация отмечалась у 16 больных). Рассчитанный коэффициент детерминации на обучающей выборке составил 81,7%, точность распознавания на тестовой выборке - 85,7% (высокая степень прогноза, >85%).

В сравнении с прототипом предлагаемый способ позволяет прогнозировать замедленное формирование костного блока при восстановлении целостности костной ткани устройством внешней фиксации именно позвоночного столба, точность прогнозирования при этом возрастает и становится выше 85%, также предлагаемый способ устанавливает четкие границы для дифференцирования прогностических диапазонов осложненного и нормального формирования костного блока в лечении устройством внешней фиксации.

Методики иммунологического исследования крови апробированы в реанимационном и нейрохирургическом отделении Государственного областного учреждения здравоохранения «Свердловский областной клинический психоневрологический госпиталь для ветеранов войн» в лечении больных с повреждениями и заболеваниями позвоночника.

Способ осуществляется следующим образом. Кровь у больного берут из пальца 50 мкл и на любом гематологическом анализаторе (например, Cell Dyn 1700) определяют количество лимфоцитов.

Таблица
СРАВНЕНИЕ ПРОГНОЗА ПО ПРОТОТИПУ И ПРЕДЛАГАЕМОМУ СПОСОБУ
№ истории болезни	Лабораторные данные	Прогноз по прототипу	Прогноз по предлагаемом у способу	Экспертное заключение
Больная А. (ИБ №99749)Ds: перелом L 2 позвонка	до операции лимфоциты - 1,92×109/л	1,89-1,98×109/л («серая» зона) прогноз неизвестен	нормальное	нормальное
Сращение наступило через 2,5 месяца после остеосинтеза
Больной А. (ИБ №92893)Ds: оскольчатый перелом L 4 позвонка	до операции лимфоциты - 2,8×109/л	замедленное	замедленное	замедленное
Сращение наступило через 8 месяцев после остеосинтеза
Больной Г. (ИБ №97925)Ds: перелом L 4 позвонка	до операции лимфоциты - 2,30×109/л	замедленное	нормальное	нормальное
Сращение наступило через 3 месяца после остеосинтеза

Совпадение прогноза и результата: по прототипу - 79,2%, по способу 85,7%. Как видно из таблицы, увеличивается надежность прогнозирования.

Способ дооперационного прогнозирования замедленного формирования костного блока при остеосинтезе позвоночника устройством внешней фиксации, включающий лабораторное исследование крови с определением количества лимфоцитов, отличающийся тем, что при количестве этих клеток 2,4·10⁹/л и более прогнозируют замедленное формирование костного блока в позвоночном двигательном сегменте, а при значении 1,2-2,3·10⁹/л прогнозируют нормальное формирование костного блока.