CC BY-ND
18
НОЯбРЬ №11 (224)
25
ОБЪЕКТИВИЗАЦИЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МЕЖПОЗВОНКОВЫХ ДИСКОВ
Н.Е. Комлева, В.Ф. Спирин, В.В. Бакуткин, В.О. Скворцов, С.К. Дауров
OBJECTIFICATION OF THE ASSESSMENT OF THE STATUS OF INTERVERTEBRAL DISCS
N.E. Komleva, V.F. Spirin, V.V. Bakutkin., V.O. Skvortsov, S.K. Daurov
ФБУН «Саратовский НИИ сельской гигиены Роспотребнадзора», Саратовский Государственный технический университет, ФГУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» МЗСР
В статье рассматривается применение разработанного авторами способа оценки состояния межпозвонкового диска на основе компьютерного анализа цифровых МРТ-изображений поясничного отдела позвоночника в целях повышения эффективности диагностики деструктивных изменений межпозвонкового диска.
Ключевые слова: межпозвонковый диск, компьютерный анализ медицинских изображений, магнитно-резонансная томография, деструктивные изменения межпозвонковых дисков.
This article discusses the use of methods developed by the authors assess the status of the intervertebral disc based on computer analysis of digital MRI-images of the lumbar spine in order to improve diagnosis of degeneration of the intervertebral disc.
Keywords: intervertebral disc, computer analysis of medical images, magnetic resonance imaging, degeneration of intervertebral discs.
На сегодняшний день проблема диагностики и лечения хронических заболеваний позвоночника, осложненных болевым синдромом и поражением периферической нервной системы, — одна из актуальных для современной медицинской науки [1]. Значительная распространенность этой патологии среди населения, по мнению Г.Н. Лагутиной (НИИ Медицины труда РАМН), «может быть связана с неспецифическими неустановленными воздействиями, что создает трудности при выявлении ее связи с профессиональной деятельностью» [2]. Одной из причин развития стойкого болевого синдрома и поражения периферической нервной системы при заболеваниях позвоночника являются деструктивные изменения межпозвонковых дисков (МПД). Характер и выраженность этих изменений зависят как от течения естественных инволютивных процессов, наличия вредных привычек (курение, повышенная масса тела), так и воздействия различных факторов окружающей среды: физического перенапряжения (тяжести трудового процесса), значительных статико-динамических нагрузок, длительного пребывания в физиологически нерациональных позах, общей вибрации, недостаточной физической активности, неблагоприятных микроклиматических условий, токсических агентов [2].
В настоящее время для исследования МПД наиболее информативным методом является магнитно-резонансная томография (МРТ). Существующие в настоящее время классификации деструктивных изменений в МПД
основаны на качественном описании определенных признаков, таких как интенсивность сигнала, высота диска, различия между изображением пульпозного ядра и фиброзного кольца [3; 4; 5].
Анализ результатов МРТ в силу преимущественно качественной оценки является недостаточно объективным, что связано с рядом причин, наиболее важной из которых является высокая степень субъективизма при формировании врачебных заключений, зависящая как от клинического опыта врача, так и степени его врачебной квалификации, что может служить причиной разночтений выявленных изменений в заключениях независимых врачей-радиологов и, как следствие, приводить к различной тактике лечебно-профилактических мероприятий, а также к сложностям в учете и сравнительном анализе выявленных изменений.
Развитие новых медицинских и информационных технологий (телемедицина, клеточная терапия, малоинвазивная хирургия позвоночника и др.) увеличивает потребность в объективизации диагностических методов.
С целью повышения объективизации оценки состояния межпозвонковых дисков был разработан способ, позволяющий проводить идентификацию изучаемых структур и анализ, основанный на количественных параметрах, по МРТ-изображениям поясничного отдела позвоночника (заявка на патент № 2011109815/20 от 15.03.2011).
Было проведено продольное исследование цифровых МРТ-изображений пояснич-
26
ЗНиСО НОЯбРЬ №11 (224)
Таблица 1. Сравнительные данные по количественному анализу микроизображений на примере L3/L4 МПД трех пациентов разных возрастных групп
Возраст обследуемых
25 лет
37 лет
49 лет
Цифровое
микроизображение МПД
Средний уровень яркости
94
66
39
Среднеквадратичное отклонение
74
53
16
Высота диска
28
26
20
Форма диска
13
Кривизна верхней дуги
1,8
2,7
Кривизна нижней дуги
4,6
2,1
-7,9
8
8
2
ного отдела позвоночника 150 пациентов. МРТ проводилась на базе отделения лучевой диагностики ФГУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» МЗСР РФ на магнитном томографе APERTO HITACHI с уровнем магнитного поля 0,4 Тл. Из исследования, по данным заключений врачей-радиологов, были исключены МРТ-изображения с признаками онкологических, воспалительных заболеваний позвоночника.
В отличие от существующих методов, разработанный нами способ оценки состояния МПД включал: анализ цифровых МРТ-изображений поясничного отдела позвоночника, выделение из общего изображения поясничного отдела позвоночника микроизображений межпозвонковых дисков, вычисление характеристик каждого выделенного диска: среднего уровня яркости, среднеквадратичного отклонения от среднего, кривизны верхней и нижней поверхностей диска, высоты и формы межпозвонкового диска, а также вычисление интегрального показателя оценки деструктивных изменений межпозвонкового диска. В процессе компьютерного анализа цифровых МРТ-изображений позвоночника были вычислены вышеуказанные количественные показатели (табл. 1).
Проведенный анализ цифровых МРТ позвоночника показал, что оценка состояния межпозвонковых дисков предлагаемым способом позволяет выявить дегенеративные изменения в них, в т. ч. и на ранних стадиях. Таким образом, использование предлагаемого способа оценки состояния межпозвонкового диска на основе компьютерного анализа цифровых МРТ-изображений позвоночника позволяет повысить эффективность диагностической
оценки состояния межпозвонкового диска за счет применения вычисляемых количественных показателей, что было подтверждено в исследовании.
Результаты компьютерного анализа цифровых изображений МРТ позвоночника могут быть использованы для обоснования врачебного заключения данного метода диагностики, для формирования баз данных, референтных значений оптических характеристик микроизображений МПД в возрастном аспекте и патологии, а также создания информационных экспертных систем.
Созданная компьютерная программа анализа МРТ-изображений может быть использована в целях дистанционных консультаций в рамках телемедицины, для интеграции в систему медицинских осмотров и мониторинга состояния здоровья работающего населения, что позволит оптимизировать лечебно-профилактические мероприятия для той категории работников, чей труд связан с воздействием неблагоприятных и вредных факторов внешней среды на костно-мышечную систему.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Подчуфарова Е.В. Хронические боли в спине: патогенез, диагностика, лечение //Русский медицинский журнал. 2003. Том 11. № 25. С. 1395—1402.
2. Лагутина Г.Н. Факторы риска развития болезней спины //Сборник материалов выездного заседания секции «Профпатология» Проблемной комиссии «Научные основы медицины труда» РАМН. Актуальные вопросы профпатологии. 2002. Ростов-на-Дону. С. 29—33.
3. Лихачевская М.А., Здоровец Л.А., Зюзькова И.В., Шиленок С.П. МРТ диагностика дегенеративных изменений позвоночника //Новости лучевой диагностики. 1998. № 4. С. 24—25.
4. Михайлов А.Н. Выбор метода визуализации при дегенеративно-дистрофических поражениях по-
НОЯбРЬ №11 (224)
27
5.
звоночника //Материалы научно-практической конференции «Новые технологии в медицине: диагностика, лечение, реабилитация». 2002. С. 34—42.
Fardon D.F., Milette P.C. Nomenclature and Classification of Lumbar disc pathology //Spine. 2001. № 5. Р. 93—113.
Контактная информация:
Скворцов Вячеслав Олегович, тел.: 8 (8452) 901-528
Contact information:
Skvortsov Vyachеslav Olegovich, phone: 8 (8452) 901-528
