В последние годы отмечается рост детского травматизма в нашей стране. Это связано с увеличением ДТП, с уходом детей в профессиональные и экстремальные виды спорта. Среди разнообразных травматических повреждений опорно-двигательного аппарата у детей одно из лидирующих мест занимают переломы длинных трубчатых костей [12,13]. На современном этапе развития детской травматологии и ортопедии основными методами диагностики травматических повреждений опорно-двигательного аппарата являются классические рентгенологические методы исследования, а в ряде случаев PКТ и МРТ. В то же время использование PКТ и МРТ в практической медицине ограничено из–за: высокой стоимости исследований, незначительной их распространенности в клиниках, а также сложности проведения у пациентов детского возраста (т.е. необходимости специальной подготовки) [14,15,21].
В настоящее время рентгенография остается ведущим методом диагностики при переломах длинных трубчатых костей у детей и контроле за их репарацией. На сегодняшний день подробно изучена рентгенологическая картина консолидации переломов длинных трубчатых костей. Однако данный метод недостаточно информативен и не позволяет оценить структуру повреждения мягких тканей, процесс формирования первичной (соединительнотканной) рентгенонегативной мозоли, а самое главное, оценить состояние кровеносного русла в зоне травматического повреждения и васкуляризацию регенерата, от которого зависит проблема прогнозирования нормального течения репаративного остеогенеза у детей [3,8,11,16,18,19,20].
Учитывая, все вышесказанное, мы пришли к выводу, что на сегодняшний день рентгенологический метод исследования необходимо дополнить комплексным ультразвуковым методом исследования. Этот метод широко используют для диагностики травматических повреждений и воспалительных заболеваний костей и суставов, остеохондропатий, а также для оценки объемных образований опорно-двигательного аппарата. Основными достоинствами ультразвуковой диагностики по сравнению с другими лучевыми методами являются ее безопасность, неинвазивность, высокая информативность, широкая доступность, возможность многократного динамического выполнения, а также эта методика не требует специальной подготовки пациента к исследованию опорно-двигательного аппарата. Благодаря появлению новых высокочастотных линейных датчиков (с частотой сканирования 7-17 Мгц) и УЗ допплерографии, УЗ метод позволяет полипозиционно оценить рентгенонегативные и рентгенопозитивные структуры: хрящ, сухожилия, связки, мышцы, синовиальные сумки, сосуды, нервы, подкожно – жировой слой, кожу, надкостницу, структуру регенерата; поверхность кости, кортикальный слой кости, а также кровоснабжение в интересующей нас области. Однако внутреннюю структуру неповрежденной костной ткани (компактное и губчатое вещество кости) оценить при УЗИ не представляется возможным из-за высокого отражения УЗ сигнала от поверхности кости [1,2,5,6,7,11,21,27]. Из отечественных и зарубежных литературных источников мы выяснили, что по данной проблеме имеются единичные публикации, которые проводились преимущественно у взрослых [4,9,22,25,26]. Поэтому данная проблема побудила нас провести это исследование у детей.
Исследования проводились на базе ДГКБ им Н.Ф. Филатова в отделении ультразвуковой диагностики КДЦ на современных ультразвуковых аппаратах Vivid 3, Vivid 7 и Logiq P5 (GE HE, США). Наша методика включала в себя проведение комплексного УЗ-исследования: это сканирование в В-режиме для оценки структуры мягких параоссальных тканей, поверхности кости, надкостницы и регенерата, а в режимах УЗ ангиографии: цветовом картировании и спектральной допплерометрии оценивался кровоток в зоне повреждения. Было обследовано 72 пациента (43 мальчика (60%) и 29 девочек (40%)) в возрасте от 2 до 16 лет с переломами длинных трубчатых костей различной локализации, после проведения консервативного лечения (закрытой репозиции и иммобилизации конечности гипсовой лонгетой), а также после хирургического лечения – металлоостеосинтеза: с фиксацией костных отломков металлоконструкциями (спицами, пластинами, винтами, аппаратом Илизарова). УЗД проводилась на разных сроках репаративного процесса (начиная с 1 суток от момента репозиции и заканчивая сроком в 1-3 мес.) в режиме реального времени с использованием широкополосных линейных датчиков с частотой сканирования 5-13.5 Мгц через специально сделанный доступ –«окно» в гипсовой лонгете. После снятия гипса исследование зоны перелома осуществлялось полипозиционно (по всей окружности сегмента конечности). При анализе результатов исследования 72 детей с переломами верхних и нижних конечностей со смещением, все пациенты были распределены по возрасту и локализации перелома (Таблица 1)
В норме в В-режиме: при УЗИ неповрежденной конечности мягкие параоссальные ткани хорошо дифференцированы, средней эхогенности, однородные [1,2,5,6,7,11,23,24]. Кожа выглядела в виде гиперэхогенной гомогенной линейной структуры (тяжа). Толщина кожи варьировала в зависимости от локализации. Подкожно-жировой слой преимущественно имел пониженную эхогенность и неоднородную структуру, с чередующимися гиперэхогенными тонкими волокнами. Однако эхогенность и толщина подкожно-жировой клетчатки также вариабельны и зависели от возраста ребенка, чем ребенок старше, тем толще подкожно-жировой слой. Мышечная ткань: гипоэхогенная, разделена множеством гиперэхогенных соединительнотканных прослоек и имела перистую структуру. Прослойки постепенно переходили в сухожильную часть мышцы. Мышцы всегда имели меньшую эхогенность, чем подкожно-жировая клетчатка и сухожилия. При ЦДК и ИД в мышцах определялись единичные локусы кровотока. Сухожилия у мышц конечностей длинные и узкие; при продольном ультразвуковом сканировании имели линейную структуру и повышенную эхогенность. Некоторые сухожилия имеют синовиальную оболочку. Синовиальные влагалища визуализировались как тонкие, толщиной 1-3мм, гипо- или анэхогенные полоски по периферии сухожилия. При ЦДК и ИД кровоток в них не определялся, за исключением участка «брыжейки сухожилия», которое содержит сосудисто-нервный пучок, снабжающий сухожилие. Связки по эхоструктуре схожи с сухожилиями. Внесуставные связки выглядели как гиперэхогенные линейные фибриллярные структуры, а внутрисуставные визуализировались как гипоэхогенные линейные структуры. Кровоток в норме не фиксировался. Надкостница не визуализируется. Поверхность кости (кортикальный слой) определяется в виде яркой непрерывной гиперэхогенной линейной четкой структуры, дающей за собой дистальную акустическую тень. Кортикальный слой имел четкие и ровные наружный и внутренний контуры. Толщина его в норме от 0,5 до 1,5 мм. Компактное вещество кости не визуализируется (рис.1). На границе метаэпифизарных отделов длинных костей у детей определяются эпифизарные ростковые зоны, которые представлены хрящевой тканью. При УЗИ в норме зоны роста определяются в виде гипоэхогенной однородной структуры, заключенной в гиперэхогенные контуры (рис.2). Гипоэхогенный компонент представлен неминерализованной частью суставного хряща. Наружный гиперэхогенный контур суставного хряща представляет собой место контакта с синовиальной жидкостью. Внутренний гиперэхогенный контур суставного хряща расположен на границе с субхондральной костью, представляет собой область соединения минерализованной части глубокой зоны суставного хряща и субхондральной кости.
Рис. 2. Ребенок 13 лет. Продольное УЗИ метаэпифизарного отдела правой плечевой кости в в./т, зоны росткового хряща, мягких тканей и метаэпифизарных сосудов в норме, в В-режиме и режиме цветового картирования. В В-режиме поверхность метафиза и эпифиза определяется в виде непрерывного гиперэхогенного линейного контура, который прерывается в ростковой зоне. Ростковая зона хряща представлена гипоэхогенной однородной структурой, расположенной между эпифизом и метафизом. В режиме ЦДК определяются метафизарные сосуды.
В норме при проведении УЗ ангиографии (ИД, ЦДК и ЭД) кровоток в области мягких параоссальных тканей и вдоль поверхности кости не регистрировался (т.е. был не изменен) на уровне диафизарных отделов костей. На уровне метаэпифизарных отделов длинных трубчатых костей фиксировался кровоток в проекции ростковых зон, в гиалиновом хряще и в мягких тканях; преимущественно фиксировались артериальные сосуды мышечного типа и единичные вены (рис.3). При исследовании магистральных сосудов конечностей в артериях регистрировался кровоток с высоким индексом периферического сопротивления, характерный для сосудов магистрального типа строения. В венах тип кровотока преимущественно был монофазный или двухфазный [9,10,22,25].
На 1-2 сутки: При продольном и поперечном ультразвуковом исследовании зоны перелома у всех детей отмечалась прерывистость гиперэхогенного кортикального слоя кости различного размера, смещение костных отломков (чаще боковое). Изменение структуры мягких параоссальных тканей в виде их утолщения и неоднородности (отечность, гематома, инфильтрат). Надкостница не определялась. Толщина кортикального слоя оставалась в пределах нормы. Межотломковая зона (зона диастаза) определялась в виде гипоэхогенного линейного участка, а в некоторых случаях в ней определялись мелкие свободно лежащие костные фрагменты в виде гиперэхогенных или повышенной эхогенности включений разного размера и формы (рис.4). Наличие дополнительных металлоконструкций, установленных в зоне повреждения на поверхности кости (накостные пластины) или внутри костномозгового канала (спицы, тены, шурупы, аппарат Илизарова) при УЗИ визуализировались соответственно месту расположения металлофиксатора в виде яркой гиперэхогенной структуры линейной (пластины, тены, спицы) или полукруглой (шурупы, гвозди) формы, с четкими ровными контурами, толщиной от 1 до 2 мм, дающие за собой дистальную акустическую тень. В режимах цветовой ангиографии кровоток в области интереса не фиксировался (рис.5).
На 3-6 сутки: в В-режиме сохраняется зона дефекта поверхности кости и выраженные изменения со стороны мягких параоссальных тканей в виде гематомы или инфильтата, и отека. Однако к этому периоду происходит появление периостальной реакции в виде гипоэхогенной однородной структуры, линейной формы, различной протяженностью, с четкими неровными контурами, толщиной от 1.5 до 4 мм, прилежащей к кортикальному слою костных отломков и перекрывающей межотломковую щель (рис.6). Выраженность данной реакции будет зависеть от локализации, вида перелома, положения костных отломков и метода лечения. При ЦДК происходит появление кровотока в проекции периоста и в мягких параоссальных тканях. При ИД фиксировались единичные венозные сосуды со скоростью 3-15 см/с, а также мелкие артериальные сосуды, преимущественно мышечного типа с индексом периферического от 0,55 до 0,7 и максимальной скоростью кровотока от 9 до 30 см/с (рис. 7).
На 7-14 сутки при сканировании в В - режиме сохранялись изменения в мягких тканях: постепенно уменьшалась их толщина (уменьшался отек), однако сохранялась неоднородная структура в виде инфильтрата или гематомы. При диафизарных и метадиафизарных переломах преимущественно периостально определялось формирование первичной соединительно-тканной мозоли: вначале в виде гипоэхогенной структуры с неровными четкими контурами толщиной от 2 до 4—5 мм, однородной, которая располагалась над костными фрагментами и межотломковой щелью (рис.8). Постепенно к 14 суткам эхогенность первичного регенерата повышалась, и регенерат становился изоэхогенным и неоднородным. При метаэпифизеолизах и эпифизеолизах формирование первичного регенерата преимущественно определялось эндостально под зоной перелома (при метаэпифизеолизах) или по ходу зоны роста (при эпифизеолизах). в виде участка неправильной овальной формы, различного размера, гипо- или изоэхогенного с единичными мелкими гиперэхогенными включениями размером до 1 мм, а к 14 суткам в этой области количество мелких гиперэхогенных включений увеличивалось. При наличии накостных пластин периостальный мягкотканый регенерат формировался над и под пластиной и был значительно толще до 10-13 мм. При наличии внутрикостных спиц, тенов преобладало формирование эндостального регенерата, тогда как периостальный регенерат был выражен недостаточно толщиной до 5 мм. В режиме цветовой и спектральной допплерометрии отмечалось локальное усиление кровотока в зоне интереса с появлением мелких артериальных сосудов с низким периферическим сопротивлением 0,43-0,55 и мелких венозных сосудов со скоростью кровотока 5-8 см/с (рис.9).
На 15-27 сутки происходило постепенное восстановление нормальной эхоструктуры мягких тканей (организация гематомы, уменьшение размеров инфильтрата и отека). Зона диастаза между отломками постепенно уменьшалась в размере и становилась выражено неоднородной. Края костных фрагментов приобретали нечеткие, неровные контуры. В этот период продолжалось формирование первичного регенерата с переходом во вторичную костную мозоль. При диафизарных и метадиафизарных переломах периостально структура первичного регенерата приобрела повышенную или высокую эхогенность, линейную форму, неровные контуры, стала неоднородной. Таким образом, формирующаяся костная мозоль определялась в виде линейных гиперэхогенных структур разного размера, частично соединяющихся между собой и перекрывающих зону перелома. Толщина мозоли варьировала (рис.10). При метаэпифизарных переломах первичная эндостальная мозоль стала повышенной эхогенности и выраженно неоднородной по структуре за счет наличия множественных мелких гиперэхогенных включений размером от 2 до 3мм, близко расположенных друг к другу. Щель между костными фрагментами также была заполнена гиперэхогенными включениями, которые соединяли края костных отломков, что свидетельствовало о формировании вторичной интермедиарной костной мозоли (рис. 11). При эпифизеолизах формирование первичной эндостальной мозоли происходило по ходу ростковой зоны хряща или непосредственно по ходу эпифизарной пластинки в виде увеличения и неоднородности ростковой зоны, за счет наличия мелких множественных гиперэхогенных включений, уплотнения и утолщения эпифизарной пластинки. Интенсивность кровотока в области интереса постепенно уменьшалась, сосуды определялись в виде единичных пикселей, а показатели периферического сопротивления постепенно повышались (0,58-0,7) (рис. 12).
К 28 суткам и далее происходило полное сращение зоны перелома за счет сформированной костной мозоли. При метадиафизарных и диафизарных переломах периостальный костный регенерат полностью перекрывал зону дефекта кости и определялся как гиперэхогенная линейная непрерывная дугообразная структура, с четкими неровными контурами, толщиной до 2.0 мм, соответствующая кортикальному слою кости (рис.13). При метаэпифизарных переломах эндостальная мозоль не визуализировалась, а наружный кортикальный слой кости приобрел четкие, волнистые контуры. При эпифизарных переломах зона росткового хряща вновь стала гипоэхогенной, однородной (как в норме), размеры этой зоны нормализовались, а эпифизарная пластинка приобрела неровный, гиперэхогенный контур. Зона дефекта исчезла. Поверхность кости в месте перелома стала неровной. Структура параоссальных мягких тканей восстановилась. При ЦДК и ИД режимах на 28е сутки произошло ослабление кровотока и его полное исчезновение в проекции сформированной костной мозоли и в мягких параоссальных тканях (кровоток в области интереса не фиксировался; что соответствовало исследованию кровотока на здоровой конечности).
При ультразвуковом исследовании пациентов с закрытыми переломами длинных трубчатых костей со смещением, учитывалась: локализация перелома, вид перелома, наличие смещения костных фрагментов, срок лечения и метод лечения, а также средние сроки сращения сломанной кости, зависящие от возраста ребенка и локализации перелома [3,4,8,15,16,18,19]. На основании полученных данных, мы выявили определенные особенности УЗ-картины репаративного процесса у детей с переломами длинных костей, которые позволили выделить следующие стадии течения остеорепарации у детей с переломами костей предплечья [17] (Таблица 2)
