CC BY
49
УДК 616.71-073.48-053.3
КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ УЛЬТРАСОНОМЕТРИИ В ОЦЕНКЕ КОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА
© Крутикова Н.Ю., Рябухин Ю.В., Румянцев А.Г.
Кафедра поликлинической педиатрии Смоленской государственной медицинской академии, Смоленск;
Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии, Москва
E-mail: krutnad@mail.ru
В первые месяцы и годы жизни ребенка кость не только наиболее интенсивно растет, но и подвергается многократной структурной перестройке, что определяет данный период как критический. В статье представлены данные обследования трубчатых костей детей в периоде новорожденности и детей раннего возраста. В исследование включено 2316 доношенных детей. Для характеристики прочности кости применяли неинвазивный метод оценки качества кости - количественное ультразвуковое исследование (КУЗ) трубчатых костей (кости голени). В результате исследования установлено, что прочность кости у детей на первом году снижается к 4 месяцу жизни. В дальнейшем происходит увеличение костной прочности к 3 годам жизни ребенка. Кроме того, в данной статье представлены разработанные нами регионарные перцентильные таблицы распределения скорости ультразвуковой волны в костях голени новорожденных детей и детей раннего возраста.
Ключевые слова: костная прочность, дети раннего возраста, ультразвуковая ультрасонометрия.
CLINICAL SIGNIFICANCE OF QUANTITATIVE ULTRASOUND FOR BONE STRENGTH ASSESSMENT
IN EARLY CHILDHOOD
Krutikova N. Yu., Ryabukhin Yu. V., Rumyantsev A. G.
Polyclinical Pediatry Department of the Smolensk State Medical Academy, Smolensk;
Federal Scientific Clinical Center of Child Hematology, Oncology and Immunology, Moscow
During the first months and years of life, bone tissue not only grows intensively, but also undergoes a continuous structural remodeling, therefore, this lifetime period is considered critical. This paper provides the results of bone examination performed during the neonatal period and early childhood. A total of 2316 term children were included in the study. Bone strength assessment was performed using the non-invasive method, i.e. quantitative ultrasound (QUS) examination of cortical bones (specifically, shin bones). Results of this study showed that the bone strength is decreased by the 4th month in the first year in infants. Further, bone strength increases by 3 years of age. In addition, our region-specific percentile tables for ultrasonic wave rate in leg bones in infants and toddlers are presented in this paper.
Keywords: bone strength, early childhood, ultrasound bone densitometry.
Во всех странах мира происходит неуклонный рост заболеваний, обусловленных нарушением кальций-фосфорного обмена. В первую очередь это касается патологии костно-мышечной системы. 2000-2010 годы были объявлены ВОЗ «декадой борьбы с заболеваниями костей и суставов» [1]. Эпидемиологические исследования практически здоровых детей в возрасте 5-16 лет показали, что снижение минеральной плотности костной ткани в зависимости от возраста имеют до 30% обследованных детей [5].
За последние годы отмечен рост переломов трубчатых костей у практически здоровых детей даже при, казалось бы, адекватной нагрузке на нее [2, 8]. Недостаточное обеспечение растущего организма ребенка кальцием на фоне высокой его потребности сопровождается снижением толщины кортикального слоя, что ведет к снижению качества кости [3, 4, 7]. Для оценки качества кости активно внедряются методы количественного ультразвукового исследования, основанные на
регистрации скорости прохождения ультразвуковой волны вдоль кортикального слоя трубчатых костей. Количественное ультразвуковое исследование ^^) нашло широкое применение в западных странах для скрининга прочности кости у взрослых [6]. Данный метод отличается простотой проведения исследования, чувствительностью, специфичностью, безопасностью, а также отсутствием субъективной интрепритации результатов. В последние годы QUS стали применять в педиатрической практике. Некоторые ультразвуковые денситометры содержат детскую программу и рефферентную базу возрастных показателей скорости прохождения ультразвука. Детские программы позволяют проводить исследования, начиная с периода новорожденности и до 20 лет. Референтные базы ультразвуковых денситометров созданы на основе исследования детского населения стран - производителей этой аппаратуры. В то же время отмечается, что точность результатов исследования на любом прибо-
ре требует использования национальных референтных баз. Отсутствие национальных референтных баз во многом затрудняет широкое применение этих приборов. Медленное внедрение ультразвуковых денситометров также связано с отсутствием данных о возрастных особенностях костной прочности у детей и пороговых значений скорости звука кости. Проведенные исследования у детей подросткового возраста показали, что использование референтной базы прибора существенно завышает частоту снижения костной прочности у детей [3]. Учитывая, что наиболее интенсивный рост ребенка приходится на первые годы жизни и особенностью жизнедеятельности костной ткани является преобладание процессов костеобразования над резорбцией, результатом чего является рост скелета, целесообразно именно в этот период жизни обеспечить контроль за состоянием развития костной системы. Кроме того, одновременно происходит формирование внутренней архитектоники всех элементов, входящих в состав костной ткани, и в настоящее время имеется возможность оценивать и наблюдать в динамике за развитием кости у детей раннего возраста при помощи ультразвукового остеоденситометра.
Цель исследования: дать характеристику возрастных показателей костной прочности у детей раннего возраста по данным ультразвукового исследования, начиная с периода новорожденности, и разработать перцентильные таблицы для национальной референтной базы для ультразвукового остеоденситометра.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
При поперечном исследовании обследовано 2316 детей. Все дети имели 1 или 2 группы здоровья и проживали в г. Смоленске и Смоленской области.
Исследование проведено на базах муниципального лечебно-профилактического учреждения «Перинатальный центр» и детских поликлиник МЛПУ «Детская клиническая больница» г. Смоленска.
В группу исследования были включены дети от одноплодной беременности, без грубых нарушений в состоянии здоровья, способных влиять на состояние костного метаболизма. Критериями исключения из исследования служили: недоношенная беременность, парентеральное питание, тяжелая асфиксия в родах, гемолитическая и геморрагическая болезнь новорожденного, соматическая патология ребенка, врожденные пороки органов и систем, нежелание матери участвовать в исследовании. Дети обследовались по разработанному единому протоколу. Для характеристики
прочности кости у здоровых детей применяли метод оценки качества кости - количественное ультразвуковое исследование (QUS). Костную прочность оценивали с помощью ультразвукового денситометра «Omnisense 7000S» (Sunlight Medical Ltd, Израиль), оснащенном компьютерной «детской» программой. Исследование костной прочности проводилось в соответствии с требованиями инструкции, прилагаемой к прибору. У детей применяли специальный «детский» датчик. При этом оценивали скорость прохождения ультразвуковой волны вдоль кортикального слоя большеберцовых костей (Speed of Sound - SOS) в абсолютных значениях (SOS, м/сек) или в виде интегрального показателя (SOS, Z-score). Z-score - величина, характеризующая отклонение фактических значений костной прочности у ребенка от средних величин для конкретной возрастной группы, выражается в единицах стандартного отклонения. Снижение костной прочности диагностировали при скорости звука ниже 10 перцентиля (Z-score ниже -1 SD). Снижение скорости звука менее 5 перцентиля (Z-score ниже -2 SD), расценивается как патология. Продолжительность измерения одного участка скелета составляла 1 минуту. Ежедневно перед началом работы осуществлялась калибровка прибора с фантомом.
Статистический анализ полученных данных проводился с помощью пакета программ Stat-graphics plus, версия 2.2. Различия между сравниваемыми параметрами считали статистически значимыми при p<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Показатели скорости звука большеберцовой кости детей первого года жизни отличались незначительной вариабельностью в зависимости от пола (коэффициент вариабельность 2-4%). При анализе данных, рассчитанных с учетом пола, средневозрастных показателей скорости звука большеберцовой кости, установлено, что снижение показателей SOS голени происходило от 1 месяца к 4 месяцам максимально и в дальнейшем увеличивалось к трем годам, как у мальчиков, так и у девочек (табл. 1).
Установлено, что довольно быстрое увеличение прочности кости происходит на 2 году жизни (процент накопления костной прочности составил 8%). Так, если в периоде новорожденности средневозрастные значения скорости звука большеберцовой кости составляли 3065±124 м/с, к 12 месяцам показатели скорости звука большеберцовой кости в среднем составляли 3157±125 м/с, то уже к второму году жизни - 3430±110 м/с, и в
Таблица 1
Средневозрастные значения скорости звука большеберцовой кости у детей раннего возраста в зависимости от пола и возраста
Возраст, мес. Мальчики Девочки
п (абс.) SOS (М±т, м/с) п (абс.) SOS (М±т, м/с)
0-7 дней 156 3072±124 189 3060±140
1 мес 46 2882±126 52 2980±75
2 мес 43 2874±97 39 2956±148
3 мес 39 2880±123 46 2920±112
4 мес 53 2802±107 56 2873±79
5 мес 47 2946±108 52 2978±124
6 мес 67 3036±95 79 3070±72
7 мес 79 3037±84 85 3075±80
8 мес 92 3038±74 82 3055±74
9 мес 46 3021±78 65 3034±73
10 мес 36 3116±113 42 3112±124
11 мес 48 3120±78 43 3104±79
12 мес 78 3159±111 98 3152±109
1 г 3 мес 47 3227±75 42 3223±77
1 г 6 мес 55 3322±91 64 3318±109
1 г 9 мес 38 3431±196 46 3345±147
2 года 45 3453±138 47 3410±191
2 г 6 мес 53 3530±106 57 3520±90
3 года 31 3538±123 33 3506±130
течение следующего года остаются практически без изменений (3 года - 3528±98 м/с).
Рассчитанный тренд (накопление костной прочности, выраженное в процентах) за год составил: 3% за первый год жизни, 8% - за второй и 2% - за третий год.
При использовании референтной базы прибора установлено, что среди практически здоровых детей имеет высокая частота снижения костной прочности. В среднем 65 (18,8%) доношенных новорожденных детей имели показатели прочности кости ниже референтных значений, из них ниже 10 перцентиля (-1 SD) - 54 ребенка (83,1%), а 11 детей (16,9%) имели снижение прочности кости ниже 3 перцентиля (-2 SD). У здоровых детей первого года жизни показатели прочности кости ниже нормы имели 34 (19,3%) ребенка, из них ниже 10 перцентиля у 27 (79,4%) и ниже 3 перцентиля у 7 (20,6%). На 2 году жизни 19 (20,7%) детей имели низкие показатели прочности кости, из них 17 (89,5%) детей ниже 10% и 2 (10,5%) ребенка ниже 3%. В группе детей 3-летнего возраста снижение SOS кости отмечалось у 13 (20,3%) детей, из них ниже 10 перцентиля у 10 (76,9%) детей, ниже 3 перцентиля у 3 (23,1%) детей. Полученные данные о высокой частоте пониженных значений костной прочности у практически здоровых детей, по-видимому, обусловлены использованием неадекватной референтной базы, что согласуется с мнением зару-
бежных исследователей [9]. Учитывая опыт разработки средневозрастных нормативов для детей подросткового возраста для остеоденситометра, нами разработаны перцентильные таблицы скорости прохождения ультразвука для костей голени в зависимости от возраста и пола (табл. 2, 3).
При сопоставлении средневозрастных и индивидуальных показателей скорости ультразвука кости обследованных детей с соответствующими величинами референтной базы прибора и разработанными нами перцентильными таблицами, выявлены значительные различия. Так, у новорожденных детей показатели прочности кости ниже референтных значений отмечались в 9,8% случаев, детей первого года жизни - 10,2%, второго года жизни - 10,8%, и у трехлетних детей в 12,5% случаев (рис.).
Таким образом, в результате исследования установлено, что при рождении до 10% доношенных новорожденных детей имеют показатели прочности кости ниже 10 перцентиля (-1SD), а около 1% детей имеют снижение прочности кости ниже 3 перцентиля (-2SD). Костная прочность уменьшается к 4 месяцу жизни, что является критическим возрастом для детей первого года. В дальнейшем происходит увеличение показателей скорости звука кости к 1 году.
Определено, что более интенсивное увеличение прочности кости происходит в возрасте от 1 до 2 лет, что диктует необходимость особого
Таблица 2
Перцентильное распределение скорости звука большеберцовой кости у мальчиков (м/с)
Возраст, мес. Пе рцентили, %
1 5 10 25 50 75 90 95 99
0 мес. 2822 2892 2917 2988 3065 3156 3234 3312 3339
1 мес 2965 2702 2744 2800 2897 2975 2998 3102 3110
2 мес 2500 2580 2695 2800 2919 2945 2966 2975 2980
3 мес 2680 2696 2752 2783 2876 3029 3051 3087 3100
4 мес 2767 2768 2772 2780 2880 2956 3010 3118 320
5 мес 2770 2779 2845 2880 2929 3003 3132 3158 3198
6 мес 2760 2860 2935 2964 3029 3102 3141 3172 3205
7 мес 2904 2912 2931 2957 3037 3095 3153 3174 3314
8 мес 2937 2954 2959 2977 3018 3102 3133 3172 3369
9 мес 2880 2913 2923 2988 3020 3049 3119 3170 3217
10 мес 2910 2923 2993 3081 3102 3181 3222 3292 3529
11 мес 2994 2996 3016 3041 3112 3184 3202 3256 3358
12 мес 2911 2980 3010 3093 3144 3235 3306 3332 3432
1 г 3 мес 3120 3122 3126 3146 3202 3321 3325 3328 3450
1 г 6 мес 3188 3219 3223 3279 3316 3351 3421 3445 3507
1 г 9 мес 3120 3125 3256 3331 3454 3568 3606 3677 3680
2 года 3161 3204 3233 3354 3473 3526 3638 3674 3722
2 г 6 мес 3220 3330 3419 3450 3511 3598 3652 3766 3800
3 года 3180 3288 3371 3500 3558 3632 3675 3677 3700
Таблица 3
Перцентильное распределение скорости звука большеберцовой кости у девочек (м/с)
Возраст, мес. Пе зцентили, %
1 5 10 25 50 75 90 95 99
0 мес. 2811 2887 2924 2987 3040 3120 3200 3270 3397
1 мес 2800 2881 2908 2935 2951 3042 3092 3121 3128
2 мес 2700 2752 2792 2848 2888 3029 3211 3218 3222
3 мес 2685 2705 2743 2826 2917 3020 3051 3120 3180
4 мес 2666 2767 2776 2788 2884 2928 2957 3010 3118
5 мес 2757 2779 2850 2887 2940 3059 3158 3199 3200
6 мес 2938 2964 2978 3020 3060 3122 3169 3232 3256
7 мес 2865 2899 2913 2947 3014 3061 3113 3169 3228
8 мес 2937 2965 2974 3003 3049 3102 3121 3134 3369
9 мес 2880 2891 2923 3005 3035 3055 3121 3187 3217
10 мес 2910 2923 3007 3022 3096 3181 3211 3222 3389
11 мес 2904 2994 2996 3041 3112 3184 3202 3220 3256
12 мес 2911 2971 3016 3084 3136 3247 3301 3332 3432
1 г 3 мес 3122 3125 3127 3144 3202 3321 3325 3340 3435
1 г 6 мес 3150 3183 3223 3283 3316 3354 3432 3440 3507
1 г 9 мес 2970 3050 3115 3279 3288 3486 3510 3530 3566
2 года 2974 3203 3235 3315 3388 3477 3562 3587 3691
2 г 6 мес 3280 3390 3415 3439 3509 3590 3607 3652 3724
3 года 3157 3227 3371 3430 3506 3604 3656 3690 3780
25,0%
20,0%
15,0%
10,0%
5,0%
0,0%
18,80%
19,30%
20,70%
20,30%
9,80%
10,20%
10,80%
12,50%
□ рефферентная база прибора
перцентильное рапределение до нашим данным
новрожденные
1 год
2 года
3 года
Рис. Частота снижения прочности большеберцовой кости в зависимости от способа интерпретации (% от числа обследованных).
внимания за состоянием скелета у детей в данном возрастном периоде.
Установлено, что при использовании референтных баз прибора частота снижения прочности кости выше, чем при использовании для оценки прочности кости разработанных нами таблиц.
Рекомендуется для скринингового исследования развития скелета у детей раннего возраста включить количественное ультразвуковое исследование костей голени в стандарты диспансерного наблюдения в амбулаторных условиях у детей раннего возраста. Считать целесообразным использование для оценки костной прочности методом QUS разработанные нами средневозрастные показатели скорости звуковой волны в кости и перцентильные таблицы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Риггз Б.Л., Мелтон Л.Дж. Остеопороз: этиология, диагностика, лечение. Пер. с англ. - СПб.: Невский диалект, 2000. - 554 с.
2. Шилин Д.Е. Эпидемиология переломов в детском возрасте: обоснование фармакологической коррекции дефицита кальция и витамина D // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. - 2007. -№ 3. - С. 70-79.
3. Щеплягина Л.А., Круглова И.В. Костная денситометрия в педиатрической практике // Российский педиатрический журнал. - 2002. - № 2. - С. 57-61.
4. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. Кальций и кость: профилактика и коррекция нарушений минерализации костной ткани // Consilium medicum. -2003. - Т. 5, № 6. - С. 29-32.
5. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. Проблемы остео-пороза в педиатрии: научные и практические задачи // Российский педиатрический журнал. - 2004. -№ 1. - С. 4-10.
6. Bock O., Beidermann T., Oldenburg A et al. Quantitative Ultrasonometry at Radius and Tibia Shows Different Age and Puberty. Changes in Girls and Boys // J. Bone Miner Res. - 2001. - Vol. 1, Suppl 1.
7. Fuchs R.K., Snow C.M. Gains in hip bone mass from high impact training are maintained: a randomized controlled trial in children // J Pediatr. - 2002. -N 4. - P. 357-362.
8. Saggese G., Baroncelli G.I., Bertelloni S. Osteoporosis in children and adolescents: diagnosis, risk factors and prevention // J Pediatr Endocrinol Metab. -2001. - N 14. - P. 833-859.
9. Weiss M., Ben Shiomo A., Hagag P., Rapoport M. Normative Database for Bone Speed of Sound Measurement by a Novel Quantitative Multi-site Ultrasound Device", abstract presented at the ASBMR 21st Annual Meeting in St. Louis, MI, September 1999. Also: Osteoporosis Int.
