CC BY
50
УДК 616.71-073.48-053.2
ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ У ДЕТЕЙ ПО ДАННЫМ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ УЛЬТРАСОНОМЕТРИИ Крутикова Н.Ю.
ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, 28. krutnad@,mail. ru - Крутикова Надежда Юрьевна
Резюме: В статье представлены данные комплексной оценки состояния здоровья детей дошкольного возраста. В результате исследования установлена высокая частота встречаемости сниженной костной прочности у детей в периоде полуростового скачка. Выявлены антенатальные и внешнесредовые факторы, которые оказывают негативное влияние на качество кости ребенка. Кроме того, установлено, что дети 6 лет с недоношенностью в анамнезе, имеют достоверно более низкие показатели прочности лучевой и большеберцовой костей, и именно они формируют группу риска по развитию нарушения минерализации скелета, переломам трубчатых костей и формированию в дальнейшем ортопедической патологии. Настоящее исследование показало необходимость динамического контроля за состоянием костной системы у детей дошкольного возраста и возможность использования для этих целей в амбулаторных условиях количественной ультрасонометрии.
Ключевые слова: дети дошкольного возраста, количественное ультразвуковое исследование, костная прочность, факторы риска
FEATURES DEFINITIONS OF BONE STRENGTH IN CHILDREN ACCORDING TO QUANTITATIVE ULTRASONOMETRY
Krutikova N. Y.
FGBOU VO "Smolensk State Medical University" of Ministry of Health of the Russian Federation, Russia, 214019, Smolensk, st. Krupskaya, 28. krutnad@mail.ru - Krutikova N.Y.
Summary: The article presents the comprehensive assessment of the health status of preschool children. The study established the high incidence of reduced bone strength in children during the period of Waist High jump. Identified antenatal and environmental factors that have a negative impact on the quality of the child's bones. Furthermore, it was found that children 6 years with a history of preterm birth, have significantly lower levels of radiation and tibia bone strength, and
they form a risk for developing skeletal mineralization disorders, fractures of tubular bones, and further forming an orthopedic pathologies. The present study showed the need to dynamically control the state of the bone system in children ofpreschool age and the possibility of using for this purpose in an outpatient setting quantitative ultrasonometrii. Keywords: preschool children, quantitative ultrasound, bone strength, risk factors
Введение
Состояние костной системы рассматривается в качестве показателя, отражающего качество общего развития детей, их функциональный статус, а также уровень общего здоровья [1]. В процессе постнатального развития опорные структуры скелета проходят ряд последовательных этапов формирования, сопровождающихся изменениями микроструктуры и степени минерализации костного матрикса. В результате формируется пиковая костная масса. Накопление пиковой костной массы в детском возрасте является результатом взаимодействия многих факторов. Один из них - внутриутробное и постнатальное накопление кальция в костях скелета в качестве необходимого условия для адекватного фосфорно-кальциевого обмена [2-4]. В настоящее время хорошо изучены и другие факторы, оказывающие влияние на формирование кости у детей: генетические, гормональные, внешнесредовые (стиль жизни, особенности питания, употребление лекарственных препаратов и т.д.) [5,6]. Некоторые зарубежные авторы установили взаимосвязь потребления уровня кальция с пищей и показателями скорости ультразвука в кости (SOS) [7]. Значения SOS у детей с более высоким уровнем потребления кальция (более 1000 мг/сут) были значительно выше, чем значения SOS у детей, которые потребляли меньше кальция с продуктами питания [8, 9].
Недостаточное обеспечение ребенка кальцием на фоне высокой потребности сопровождается снижением толщины кортикального слоя, что ведет к снижению прочности кости [10,11]. До недавнего времени о прочности кости судили по наличию или отсутствию переломов, по темпам роста ребенка и на основании рентгенологического метода обследования [5]. В настоящее время в России активно внедряется количественное ультразвуковое исследование костей скелета, основанное на скорости прохождении ультразвуковой волны (speed of sound - SOS) вдоль кортикального слоя трубчатых костей. Показатель SOS характеризует прочность кости, которая зависит от толщины кортикального слоя, где и происходит активный обмен кальция, особенно у детей.
В связи с вышеизложенным, проведено скрининговое обследование костной системы здоровых детей дошкольного возраста с использованием количественной ультрасонометрии (КУС).
Пациенты и методы
Всего обследовано 343 ребенка в возрасте от 3 до 6 лет (средний возраст 4,7 ± 1,81 года) без хронических болезней, которые могли бы нарушить фосфорно-кальциевый обмен, а также оказать отрицательное влияние на формирование костей скелета. Дети не получали специфическую терапию препаратами кальция на момент осмотра. Распределение обследованных детей по полу и возрасту приведено в таблице 1. Все дети посещали дошкольные общеобразовательные учреждения (ДОУ), получали примерно одинаковый набор продуктов питания по содержанию белка, жира, углеводов и калорийности, рассчитанный медицинским персоналом ДОУ, и проживали в семьях с примерно одинаковым средним достатком. Большинство (298 или 86,9%) детей родились доношенными, остальные (45 или 13,1%) - недоношенными. Обследование детей проводилось по единому протоколу. Изучена медицинская документация детей (формы № 026/у и № 112/у), проведено анкетирование родителей для уточнения анамнеза и выяснения условий жизни ребенка. В ходе исследования уточнялось наличие анте- и постнатальных факторов риска недостаточной обеспеченности кальцием детей, особенности питания ребенка, занятия физкультурой в секциях, диспансерный учет по поводу ортопедической патологии.
Потребление кальция с пищей оценивалось на основе пятидневного рациона питания (специализированная анкета для родителей с целью учета питания дома и фактического питания ребенка в детском дошкольном учреждении). Расчет поступивших с питанием микроэлементов в организм ребенка проводился при помощи разработанной компьютерной программы. Поступление кальция на уровне 50-70% от нормы рассматривалось как умеренный дефицит, менее 50% - как выраженный дефицит.
Физическое развитие оценивалось по абсолютным значениям роста и массы тела. Массу ребенка измеряли на напольных весах «SOEHNLE RIVA SILVER (фирмы Soehnle), с точностью до 100 гр. Рост на вертикальном ростомере TANITA HR-001, с точностью до 1 мм. Полученные данные сравнивали с существующими регионарными нормативами [12].
Костная прочность оценивалась методом количественного ультразвукового исследования на аппарате Omnisense 7000S ("Sunlight Medical Ltd", Израиль). Оценивали скорость прохождения ультразвуковой волны (SOS) в м/с и интегральный показатель Z-score, который выражается в единицах стандартного отклонения (SD) по отношению к средневозрастной норме детей того же пола и возраста. Костную прочность диагностировали в дистальном отделе лучевой кости не доминирующей верхней конечности и середине диафиза левой большеберцовой кости. Исследование костной прочности проводили в соответствии с требованиями инструкции, прилагаемой к прибору. У детей применяли
специальный датчик и педиатрическую программу. Продолжительность измерения одного участка скелета составляла не менее 1 мин. Ежедневно перед началом работы осуществляли калибровку прибора с фантомом. Полученные данные сравнивали с разработанными в России возрастными нормативами и перцентельными таблицами для данного прибора соответствующих возрастов [13]. Снижение костной прочности диагностировали при снижении SOS ниже 10 перцентиля (Z-score < -1 SD).
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программ Statgraphics plus, версия 2.2. Количественные показатели представлены средней арифметической и ее стандартной ошибкой (М ± m), их сравнения проводили с помощью t-критерия Стьюдента при нормальном распределении, при распределении, отличном от нормального, - с помощью критерия Манна-Уитни. Различия между сравниваемыми параметрами считали статистически значимыми при p < 0,05. Для установления вклада ряда факторов в возникновение неблагоприятного изменения изучаемого признака рассчитывался атрибутивный риск (AR). Результаты исследования и их обсуждение
При анализе документации у большинства обследованных детей (219 или 63,8%) выявлены несколько факторов риска (2 и более) нарушения минерализации скелета в антенатальном и раннем постнатальном периодах. Так, осложненное течение беременности наблюдалось у 298 (86,9%) женщин (гестоз у 54 или 15,7%; анемия у 158 или 46,1%; угроза прерывания беременности у 95 или 27,7%; плацентарная недостаточность у 16 или 4,7%, хроническая внутриутробная гипоксия плода у 124 или 36,2%; обострение хронических заболеваний беременной у 78 или 22,7%). Алиментарно-зависимые болезни (анемия, рахит, дистрофия) в первые месяцы жизни были диагностированы у 178 (51,9%) детей; повторные респираторные инфекции у 147 (42,9%) детей (чаще в группе детей в возрасте 3-4 года).
При анализе питания установлено, что 267 (77,8%) обследованных детей ежедневно употребляли молоко или молочные продукты, но в недостаточном количестве для их возраста. У Уз (110 или 32,1%) детей, со слов матерей, отмечалась пищевая аллергия к белкам коровьего молока, в связи, с чем эти дети не употребляли молочные продукты в достаточном количестве. В пищевом рационе у 284 (82,8%) детей отмечено преобладание мучных и мясных продуктов. При анкетировании родителей также установлено, что 164 (47,8%) ребенка не любят молоко и молочные продукты, которые являются главным источником кальция, а продукты, содержащие витамин D (рыба, икра, яичный желток), дети употребляют не чаще 1 раза в неделю в недостаточном количестве для обеспечения ребенка витамином D. Таким образом, анамнестические данные свидетельствовали об отсутствии условий для накопления оптимальной костной массы у обследованных детей.
Оценка физического развития показала, что рост и масса тела обследованных детей не отличались от средневозрастных показателей общей популяции детей аналогичного возраста
(таблица 1).
Таблица 1.
Физическое развитие обследованных детей
Возраст, лет n Мальчики, n = 176 Девочки, n = 167
Рост, см Масса тела, кг Рост, см Масса тела, кг
3 64 95,3 ± 3,7 14,5 ± 3,6 93,6 ± 4,5 13,7 ± 3,9
4 70 101,8 ± 1,8 16,1 ± 2,0 100,5 ± 0,7 15,1 ± 2,5
5 87 105,9 ± 2,3 17,8 ± 1,6 104,7 ± 1,8 18,9 ± 1,3
6 122 115,8 ± 1,5 20,2 ± 1,5 114,6 ± 1,9 21,5 ± 1,8
Из числа обследованных детей, рост и масса тела которых укладывались в интервал 25-75 перцентиля, гармоничное развитие выявлено у 250 (72,9%). У 93 (27,1%) обследованных детей развитие было дисгармоничным, у 25 (7,3%) детей рост был более 97 перцентиля, а у 30 (8,7%) детей - менее 10-го перцентиля.
По результатам КУС установлено, что средние значения SOS по лучевой и большеберцовой костям в различных возрастных группах практически одинаковы (p > 0,05). Анализ средневозрастных показателей SOS по предплечью и голени показал, что показатели SOS увеличиваются с возрастом, как у мальчиков, так и у девочек, различия по полу статистически незначимы (таблица 2).
Таблица 2.
Показатели SOS у детей в зависимости от пола и возраста
Возраст, лет n SOS, м/с
Мальчики, n = 176 Девочки, n = 167
лучевая кость большеберцовая кость лучевая кость большеберцовая кость
3 64 3480 ± 30 3460±25 3420 ± 20 3425±20
4 70 3532±23 3536±43 3530±25 3532 ±43
5 87 3556±32 3543±23 3534±25 3548±20
6 122 3660±25 3680 ± 30 3665±25 3660 ± 30
В группе детей 3-летнего возраста (n = 64) снижение SOS в лучевой кости ниже 10-го перцентиля отмечалось у 13 (20,3%) детей, ниже 3-го перцентиля - у 3 (4,7%) детей (табл. 3). Среднее значение SOS по лучевой кости составило 3480 ± 30 м/с, по большеберцовой кости -3460 ± 25 м/с.
В группе детей в возрасте 4 лет (n = 70) SOS в лучевой кости варьировала от 3350 м/с до 3860 м/с, снижение данного показателя на данной поверхности кости ниже 10-го перцентиля диагностировано у 17 (24,3%) детей, ниже 3 перцентиля - у 8 (11,4%) детей (см. табл. 3). Средняя SOS по лучевой кости составила 3532 ± 23 м/с, по большеберцовой кости -3586 ± 43 м/с.
В группе детей в возрасте 5 лет (n = 87) SOS по лучевой кости варьировала от 3325 до 3765 м/с и в среднем составила 3556 ± 32 м/с, аналогичные показатели по большеберцовой кости составили - от 3245 до 3754 м/с и 3543 ± 23 м/с. У 14 (16,1%) детей этой группы выявлено снижение показателей костной прочности ниже 10-го перцентиля, у 7 (8%) детей -ниже 3-го перцентиля (таблица 3).
Таблица 3.
Количество детей с низкими показателями SOS в зависимости от пола и возраста
Возраст, лет n Мальчики Девочки
SOS < 10-го перцентиля SOS < 3-го перцентиля SOS < 10-го перцентиля SOS < 3-го перцентиля
абс. % абс. % абс. % абс. %
3 64 7 10,9 2 3,1 6 9,3 1 1,6
4 70 7 10,0 5 7,1 10 14,3 3 4,2
5 87 8 9,2 4 4,6 6 6,9 3 3,4
6 122 18 14,7 6 4,9 24 19,7 4 3,3
При обследовании детей 6-летнего возраста (n = 122) обнаружено, что снижение показателей костной прочности менее 10-го перцентиля наблюдалось у 42 (34,4%) детей. У 10 (8,2%) детей показатели SOS оказались ниже 3-го перцентиля. Средние значения SOS по лучевой кости составила 3660 ± 25 м/с, по большеберцовой кости - 3680 ± 30 м/с.
Таким образом, установлено, что среди 343 обследованных детей значение SOS находится ниже 10-го перцентиля у 86 (25,1%) детей, у 28 (8,2%) детей выявлена очень низкая скорость ультразвуковой волны в трубчатой кости (менее 3 -го перцентиля). В группе детей, имеющих низкие показатели скорости ультразвуковой волны в кости ниже 3 перцентиля (n=28). Для контроля, методом случайной выборки, была выделена группы детей с нормальными показателями скорости ультразвуковой волны. Данные дети были представлены по типу «копия-пара» по возрасту и половой принадлежности (n=28). При более детальном обследовании основной группы детей, установлено, что 12 (42,9%) детей родились недоношенными. Достоверно чаще (p<0,05) в данной группе встречалось неблагоприятное течение беременности у матерей (в 100% случаев): гестоз, фетоплацентарная недостаточность, анемия, угроза прерывания, предлежание плаценты. В
группе контроля у 8 (28,6%) детей имела место данная патология в антенатальном периоде. Таким образом, установлено, что неблагоприятное течение беременности повышает риск снижения костной прочности на 37% (ЛЯ 37%, р<0,05; ЯЯ-3,8 при ДИ 2,09-14,32).
При анализе медицинской документации у детей основной группы выявлено, что 18 детей (64,3%) перенесли рахит в грудном возрасте. Рахит 2 степени имели 12 (42,9%) детей, остальные - рахит 1 степени. При сравнении с контрольной группой, оказалось, что лишь 2 (7,1%) ребенка перенесли рахит 1 степени на первом году жизни, что достоверно ниже (р<0,01), чем в основной группе. Перенесенный рахит на первом году жизни повышает риск нарушения формирования кости на 58% (ЛЯ 58%, р<0,01; ЯЯ-1,8 при ДИ 2,09-4,12). Установлено, что 18 (64,3%) детей основной группы состоят на диспансерном учете по поводу разнообразной ортопедической патологии: асимметричная осанка, искривление позвоночника, уплощение свода стопы, плосковальгусные стопы, вальгусная или варусная деформация нижних конечностей, что достоверно выше (р<0,05), чем в группе контроля (3 или 10,7%).
Анализ фактического питания детей выявил, что необходимое количество кальция (800мг/сут) не получал ни один ребенок как в группе контроля, так и в основной группе. В основной группе более 50% кальция от суточной нормы получали ежедневно 3 (10,7%) ребенка. Остальные 25 (89,3%) детей ежедневно с рационом питания получали не более 50% суточной нормы кальция с пищей. В группе контроля поступление кальция с пищей было также невелико. Так, 21 (75,0%) ребенок испытывал умеренный дефицит кальция, а 7 (25,0%) детей ежедневно недополучали около 400 мг кальция.
В ходе исследования отдельно рассматривалась группа детей, родившихся недоношенными (п=45). В процессе исследования установлено, что в данной группе дети имели по несколько факторов риска: гестоз - 45,7%, анемия - 56,0%, угроза прерывания беременности - 67,7%, плацентарная недостаточность - 85,6%, хроническая внутриутробная гипоксия плода - 100%, обострение хронической патологии матери во время беременности -33,7%. Алиментарно-зависимые болезни у этих детей (анемия, рахит, дистрофия) в первые месяцы жизни диагностировались в 88,0%; повторные респираторные инфекции у 53,0%, что достоверно ниже, чем у доношенных (р<0,05).
Несмотря на то, что средние показатели роста и веса детей не отличались по сравнению с доношенными детьми, заслуживает внимания тот факт, что отмечена тенденция к более низкому весу в группе недоношенных детей. При анализе показателей индекса массы тела выявлено, что он был достоверно ниже у детей 5 лет с недоношенностью в анамнезе, чем у сверстников без недоношенности (15 (60,0%) и 17 (34,0%) соответственно, р<0,05).
Показатели КУС обследованных нами детей, представлены в таблице 4.
Таблица 4.
Показатели скорости звука по данным КУС у детей 5-6 лет (SOS м/с)
SOS, м/с Доношенные дети С недоношенностью в анамнезе
^±SD) 5 лет б лет 5 лет б лет
(n=26) (n=24) (n=12) (n=13)
Лучевая кость 37Q4,5±S9,76 3655±95,3 3613±74,75 366Q±79,6S
Большеберцовая кость 3665±143,85 36Q1,5±9S,79 3663±1Q4,67 3646±1Q7,39
* - достоверно различаются, р < 0,05
Достоверных различий скорости звука у детей с недоношенностью в анамнезе и без нее, как среди пяти-, так и среди шестилетних, получено не было, имелась только тенденция. Однако, при объединении детей с недоношенностью в анамнезе в единую группу, включавшую и пяти-, и шестилетних, было выявлено достоверное отличие показателей SOS лучевой кости от группы доношенных детей, что может свидетельствовать о нарушении костной прочности именно в популяции детей с отягощенным анамнезом (таблица 5).
Таблица 5.
Показатели SOS (м/с) по данным КУС у детей 5-6 лет
Группы (число детей) Лучевая кость Большеберцовая кость
Ме Min Max Ме Min Max
Недоношенные (n=45) 3626,5* 3461 379Q 3651 34SS 3784
Доношенные (n=5Q) 3691 344Q 3859 3675,5 3543 3935
* - достоверно различаются, р < 0,05
При проведении КУС дистального отдела лучевой кости установлено, что в группе недоношенных (n=45) снижение прочности кости ниже 10% перцентиля (Z score < -1) имело место у 7 детей (28,0%), из них у 3 (12,0%) ниже 3% перцентиля (Z score < -2). Показатели SOS в лучевой кости находились в пределах от 3461 м/с до 3790 м/с, с медианой 3626,5 м/с, показатели большеберцовой кости имели медиану 3651 м/с при минимальном 3488 м/с и максимальном 3784 м/с.
Вместе с тем, при изучении медицинской документации (форма № 026/у, форма № 112/у) недоношенных детей, достоверно чаще (p<0,05) встречаются нарушения формирования костной системы: искривления позвоночника во фронтальной плоскости (27,4%), уплощение свода стопы и продольное плоскостопие (35,1 и 29,4% соответственно) и
в два раза больше детей страдают компенсированным и субкомпенсированным кариесом
(46,4% и 28,7% соответственно).
Заключение
Проведенное исследование выявило высокую частоту встречаемости снижения костной прочности у детей дошкольного возраста. Наибольшее количество детей с низкими показателями скорости ультразвуковой волны в трубчатой кости отмечено в шестилетнем возрасте. Установлено, что 25,1% детей дошкольного возраста имеют значения SOS ниже 10-го перцентиля.
Доказано, что неблагоприятное течение беременности повышает риск снижения костной прочности на 37%, перенесенный рахит на первом году жизни повышает риск нарушения формирования кости на 58%, неадекватное поступление кальция к ребенку с пищей, также оказывает негативное влияние на формирование кости.
Установлено, что около 40% детей дошкольного возраста уже имеют нарушения костной системы (различные формы плоскостопия, деформации и искривления позвоночника), сопровождающихся низкой прочностью кости. Кроме того, как видно из представленных показателей, дети 6 лет с недоношенностью в анамнезе, имеют достоверно более низкие показатели скорости звука в лучевой и большеберцовой костях, и именно они формируют группу риска по развитию нарушений минерализации скелета, переломам трубчатых костей и ортопедической патологии.
Проведение неинвазивного метода исследования - количественной ультрасонометрии, с целью определения состояния прочности костной ткани у детей, позволит определить нарушение костеобразования, спрогнозировать ортопедическую патологию и принять своевременно лечебно-профилактические мероприятия. Настоящее исследование показало необходимость динамического контроля за состоянием костной системы и возможность использования в амбулаторных условиях количественной ультрасонометрии у детей дошкольного возраста.
Литература
1. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю., Марченко Т.К. Значение кальция и возможность коррекции его дефицита у детей. Вопросы детской диетологии, 2005; 1: 2-5.
2. Архипова Н.Н. Фосфатно-кальциевый гомеостаз у детей в критические периоды роста, его нарушения, пути коррекции. Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. Н.Новгород; 2006.
3. Пинелис В.Г., Тихомиров Е.Е., Щеплягина Л.А. и соавт. Молекулярные и генетические механизмы формирования остеопороза у детей. Российский педиатрический журнал, 2005; 3:37-45
4. Шилин Д.Е. Эпидемиология переломов в детском возрасте: обоснование фармакологической коррекции дефицита кальция и витамина D. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского 2007; 3: 70-9.
5. Научно-практическая программа «Дефицит кальция и остеопенические состояния у детей: диагностика, лечение, профилактика» Международного фонда охраны здоровья матери и ребенка. Под ред. Н.А. Коровиной и В.А. Петерковой. М.: Международный фонд охраны матери и ребенка, 2006, 48с.
6. Goulding A., Rockell J.E., Black R.E., et al. Children who avoid drinking cow's milk are at increased risk for prepubertal bone fractures. J Am Diet Assoc 2004; 5: 250-3.
7. Heaney R.P. et al. Perspectives: there should be a dietary guideline for calcium. Am JClin Nutrit 2000; 71(1):658-61
8. Weiss M, Ben Sholmo A, Hagag P. Assessment oproximal hip fracture risk by quantitative ultrasound measurement at the radius. Osteoporosis Int 2000; 11:411-6
9. Hans D., Farpour-Lambert N. Bone mass measurement in children - QUS: Pros and cons. J Bone 2005, V 6: 117-21.
10. Щеплягина Л.А., Круглова И.В. Костная денситометрия в педиатрической практике. Российский педиатрический журнал 2002; 2: 57-61.
11. Косенкова Т.В., Шестакова В.Н., Авдеева Т.Г. Физическое развитие детей и способы его оценки. Учебное пособие. Смоленск 2002; 59.
