Определение наступления костной консолидации является достаточно сложным вопросом. До сих пор не сформулировано четких морфологических стадий заживления переломов и образования костной мозоли [1-3]. Взгляды специалистов различных отраслей медицины на них разные, иногда противоречащие друг другу. Учитывая, что сроки переломов и степень их заживления по рентгенограммам определяются приблизительно, опираясь на описательные методы, а также тот факт, что рентгенологические признаки заживления костного регенерата запаздывают от клинических признаков, что порой может привести к неправильной оценке формирования костной мозоли и увеличению срока иммобилизации поврежденных конечностей [4-5], актуальной задачей является объективизация оценки костного сращения при переломах костей с помощью цифровых технологий.
Цель:
Целью данной работы являлось изучение методов объективизация оценки костного сращения при переломах костей с помощью цифровой рентгенографии.
Задачи:
• Изучить современные представления о репаративной регенерации костей;
• Изучить современные методы оценки костного сращения при переломах костей;
• Проанализировать данные литературы на предмет изменения минеральной плотности костной ткани при сращении переломов;
• Изучить возможности рентгенографической денситометрии
в объективизации оценки костного сращения при переломах костей;
В настоящее время не существует четко стандартизированных методов оценки заживления переломов. Обычная рентгенография не позволяет определить сращение с достаточной точностью и ненадежна для определения стадии репарации перелома, особенно на ранних этапах. Более современные методики в виде цифровых технологий, в частности расчет показателей PVR (pixel value ratio) и MGV (mean gray value), предоставляет новые возможности для получения количественной информации по результатам рентгенографии и, таким образом, - для объективизации оценки костного сращения.
1. Bigham-Sadegh A., Oryan A. Basic concepts regarding fracture healing and the current options and future directions in managing bone fractures //International wound journal. - 2015. - Т. 12. - №. 3. - С. 238-247.
2. Eastaugh-Waring S. J. et al. Quantification of fracture healing from radiographs using the maximum callus index //Clinical Orthopaedics and Related Research®. - 2009. - Т. 467. - С. 1986-1991.
3. Lin M. C. et al. Smart bone plates can monitor fracture healing //Scientific Reports. - 2019. - Т. 9. - №. 1. - С. 1-15.
4. Чулихина Н. А., Шестопалов К. К., Плаксин В. О. Комплексная оценка давности переломов при локальном повреждении диафизарных отделов длинных трубчатых костей с использованием рентгенологического метода диагностики //Проблемы экспертизы в медицине. - 2001. - Т. 1. - №. 4-04. - С. 3-6.
5. Тухбатуллин М. Г. и др. Новые возможности лучевых методов в контроле за регенерацией костной ткани при переломах //Медицинская визуализация. - 2021. - Т. 25. - №. 3. - С. 140-149.
6. Hutchinson D. J. et al. Highly Customizable Bone Fracture Fixation through the Marriage of Composites and Screws //Advanced Functional Materials. - 2021.
- Т. 31. - №. 41. - С. 2105187.
7. Bigham-Sadegh A., Oryan A. Basic concepts regarding fracture healing and the current options and future directions in managing bone fractures //International wound journal. - 2015. - Т. 12. - №. 3. - С. 238-247.
8. Ховасова Н. О. и др. Влияние костно-анаболической терапии на параметры костного ремоделирования и плотность кости у гериатрических пациентов с остеопорозом и синдромом падений //Проблемы эндокринологии. - 2022. - Т. 68. - №. 3. - С. 67-75.
9. Sheen J. R., Garla V. V. Fracture healing overview //StatPearls [Internet]. - StatPearls Publishing, 2022.
10. Шерешовец А. А. Остеосинтез новым металлофиксатором со сквозной пористостью при локальной остеопении (экспериментальное исследование) : дис. - Самарский государственный медицинский университет, 2017.
11. Arvidson K. et al. Bone regeneration and stem cells //Journal of cellular and molecular medicine. - 2011. - Т. 15. - №. 4. - С. 718-746.
12. Уразгильдеев Р. З. и др. Патогенетическое обоснование комплексного лечения ложных суставов длинных костей конечностей //КМКВ (Кремлёвская медицина. Клинический вестник). - 2015. - №. 4. - С. 71-77.
13. Шульженко А. Ю. и др. Новые подходы к направленной регенерации костной ткани челюстей. - 2005.
14. Dimitriou R., Tsiridis E., Giannoudis P. V. Current concepts of molecular aspects of bone healing //Injury. - 2005. - Т. 36. - №. 12. - С. 1392-1404.
15. Kushchayeva Y. et al. Advancement in the Treatment of Osteoporosis and the Effects on Bone Healing //Journal of Clinical Medicine. - 2022. - Т. 11. - №.
24. - С. 7477.
16. Шевцов В. И. и др. Количественная оценка репаративного костеобразования по данным КТ в эксперименте //Травматология и ортопедия России. - 2006. - №. 3. - С. 56-61.
17. Штейнле А. В. Посттравматическая регенерация костной ткани (часть
1) //Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. - 2009.
- Т. 24. - №. 4-1. - С. 101-108.
18. Morshed S. Current options for determining fracture union //Advances in medicine. - 2014. - Т. 2014.
19. Sharmazanova O., Moseliani K. Анализ репаративного остеогенеза при диафизарных переломах костей голени по данным рентгенографии //ScienceRise: Medical Science. - 2017. - №. 8 (16). - С. 51-53.
20. Ahmad Zainol Had A., Azmi L., Abdullah A. R. The Annals of Biomedical Engineering on Critical Size Bone Defect: A Review //Malaysian Journal of Science Health & Technology. - 2020.
21. Дьячкова Г. В. и др. Анализ репаративного костеобразования при лечении больных с переломами длинных трубчатых костей по данным компьютерной томографии и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии //Вестник новых медицинских технологий. - 2006. - Т. 3. - С. 74-78.
22. Кормилина А. Р., Тухбатуллин М. Г. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ЭЛАСТОГРАФИЯ СДВИГОВОЙ ВОЛНЫ В ОЦЕНКЕ ЖЁСТКОСТИ КОСТНОЙ МОЗОЛИ //Российский электронный журнал лучевой диагностики. - 2020. - Т. 10. - №. 2. - С. 122-128.
23. Field J. R., Ruthenbeck G. R. Qualitative and quantitative radiological measures of fracture healing //Veterinary and Comparative Orthopaedics and Traumatology. - 2018. - Т. 31. - №. 01. - С. 001-009.
24. Grigoryan M. et al. Quantitative and qualitative assessment of closed fracture healing using computed tomography and conventional radiography1 //Academic radiology. - 2003. - Т. 10. - №. 11. - С. 1267-1273.
25. Schwarzenberg P. et al. Imaging modalities to assess fracture healing //Current osteoporosis reports. - 2020. - Т. 18. - С. 169-179.
26. Пекшева М. С., Ранков М. М., Петрова И. В. Трудности лучевой диагностики дисрегенерации при переломах длинных трубчатых костей на примере клинических случаев //Медицинская визуализация. - 2021. - Т. 25. - №. 1. - С. 164-176.
27. Рожковская В. В. и др. Лучевое исследование костно-суставного аппарата. - 2015.
28. Степанов Р. В. Комплексная лучевая диагностика в оценке репаративного процесса при лечении больных с закрытыми диафизарными переломами костей голени : дис. - Российский научный центр рентгенорадиологии Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2011.
29. Голка Г. Г., Белостоцкий А. И. Биомеханическое обоснование способа выбора хирургической тактики лечения нарушений консолидации переломов дистального отдела бедренной кости. - 2016.
30. KS E. Methods of assessing new bone formation during limb lengthening. Ultrasonography, dual energy X-ray absorptiometry and radiography compared //J Bone Joint Surg Br. - 1993. - Т. 75. - С. 358-364.
31. Kuhlman J. E. et al. Fracture nonunion: CT assessment with multiplanar reconstruction //Radiology. - 1988. - Т. 167. - №. 2. - С. 483-488.
32. Nicholson J. A. et al. Monitoring of fracture healing. Update on current and future imaging modalities to predict union //Injury. - 2021. - Т. 52. - С. S29-S34.
33. Bhattacharyya T. et al. The accuracy of computed tomography for the diagnosis of tibial nonunion //JBJS. - 2006. - Т. 88. - №. 4. - С. 692-697.
34. Blokhuis T. J. et al. The reliability of plain radiography in experimental fracture healing //Skeletal radiology. - 2001. - Т. 30. - С. 151-156.
35. Panjabi M. M. et al. Correlations of radiographic analysis of healing fractures with strength: a statistical analysis of experimental osteotomies //Journal of orthopaedic research. - 1985. - Т. 3. - №. 2. - С. 212-218.
36. Di Ianni M. et al. Efficacy of high resolution computed tomography for detection of early healing in scaphoid fractures. - 2012.
37. Pache G. et al. Dual-energy CT virtual noncalcium technique: detecting posttraumatic bone marrow lesions—feasibility study //Radiology. - 2010. - Т. 256. - №. 2. - С. 617-624.
38. Клюшкин И. В. и др. Ультрасонография патологических состояний костно-мышечной системы //Казанский медицинский журнал. - 2001. - Т. 82.
- №. 4. - С. 260-265.
39. Chun K. A., Cho K. H. Postoperative ultrasonography of the musculoskeletal system //Ultrasonography. - 2015. - Т. 34. - №. 3. - С. 195.
40. Marshburn T. H. et al. Goal-directed ultrasound in the detection of long- bone fractures //Journal of Trauma and Acute Care Surgery. - 2004. - Т. 57. - №.
2. - С. 329-332.
41. Protopappas V. C. et al. Ultrasonic monitoring of bone fracture healing //ieee transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. - 2008. - Т. 55. - №. 6. - С. 1243-1255.
42. Cocco G. et al. Ultrasound imaging of bone fractures //Insights into Imaging.
- 2022. - Т. 13. - №. 1. - С. 1-12.
43. Blokhuis T. J. et al. Evaluation of strength of healing fractures with dual energy Xray absorptiometry //Clinical Orthopaedics and Related Research®. - 2000. - Т. 380. - С. 260-268.
44. Bansal G. J. Digital radiography. A comparison with modern conventional imaging //Postgraduate medical journal. - 2006. - Т. 82. - №. 969. - С. 425-428.
45. Tafti A., Byerly D. W. X-ray image acquisition //StatPearls [Internet]. - StatPearls Publishing, 2022.
46. Martin C. J. Optimisation in general radiography //Biomedical imaging and intervention journal. - 2007. - Т. 3. - №. 2.
47. Perlepe V. et al. Can we assess healing of surgically treated long bone fractures on radiograph? //Diagnostic and interventional imaging. - 2018. - Т. 99.
- №. 6. - С. 381-386.
48. Pedrotti L., Bertani B., Mora R. Assessment of fracture healing //Nonunion of the Long Bones: Diagnosis and treatment with compression-distraction techniques. - 2006. - С. 15-23.
49. Пиголкин Ю. И. и др. Диагностика механизма перелома костей по результатам рентгенологических исследований при транспортной травме //Вестник Авиценны. - 2015. - №. 4 (65). - С. 115-118.
50. McAdams H. P. et al. Recent advances in chest radiography //Radiology. - 2006. - Т. 241. - №. 3. - С. 663-683.
51. Williams M. B. et al. Digital radiography image quality: image acquisition //Journal of the American College of Radiology. - 2007. - Т. 4. - №. 6. - С. 371-388.
52. Uffmann M., Schaefer-Prokop C. Digital radiography: the balance between image quality and required radiation dose //European journal of radiology. - 2009.
- Т. 72. - №. 2. - С. 202-208.
53. Лебедев М. Б., Сидуленко О. А., Удод В. А. Анализ современного состояния и развития систем цифровой рентгенографии //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2008. - Т. 312. - №. 2S. - С. 47-55.
54. Korner M. et al. Advances in digital radiography: physical principles and system overview //Radiographics. - 2007. - Т. 27. - №. 3. - С. 675-686.
55. Van Der Stelt P. F. Better imaging: the advantages of digital radiography //The Journal of the American Dental Association. - 2008. - Т. 139. - С. S7-S13.
56. Багаев К. А. Цифровая радиография, обзор технологий и зарубежных стандартов //Экспозиция Нефть Газ. - 2012. - №. 7 (25). - С. 11-13.
57. Knight S. P. Contemporary research in digital radiography //Journal of Medical Radiation Sciences. - 2020. - Т. 67. - №. 4. - С. 254-256.
58. Bansal G. J. Digital radiography. A comparison with modern conventional imaging //Postgraduate medical journal. - 2006. - Т. 82. - №. 969. - С. 425-428.
59. Oborska-Kumaszynska D., Wisniewska-Kubka S. Analog and digital systems of imaging in roentgenodiagnostics //Polish journal of radiology. - 2010. - Т. 75. - №. 2. - С. 73.
60. Seeram E. Digital Radiography: Physical Principles and Quality Control. - Springer, 2019.
61. Gorter E. A. et al. The role of vitamin D in human fracture healing: a systematic review of the literature //Bone. - 2014. - Т. 64. - С. 288-297.
62. Awad A. et al. P97 CAN RECOVERY OF BONE MINERAL DENSITY AT THE FRACTURE SITE IN THE DISTAL RADIUS BE USED AS A MEASURE OF FRACTURE HEALING? //Orthopaedic Proceedings. - The British Editorial Society of Bone & Joint Surgery, 2008. - Т. 90. - №. SUPP_II. - С. 390-390.
63. Millett P. J. et al. Bone mineral density changes during fracture healing: a densitometric study in rats. - 2003.
64. Madeley N. J. et al. Changes in scaphoid bone density after acute fracture //Journal of Hand Surgery. - 2006. - Т. 31. - №. 4. - С. 368-370.
65. Eyres K. S., Kanis J. A. Bone loss after tibial fracture. Evaluated by dual-energy X-ray absorptiometry //The Journal of Bone and Joint Surgery. British Volume. - 1995. - Т. 77. - №. 3. - С. 473-478.
66. Свешников А. А. Основные закономерности в изменении минеральной плотности костей скелета после травм и уравнивания длины конечностей //Фундаментальные исследования. - 2011. - №. 11-1. - С. 126-130.
67. Claes L. E., Cunningham J. L. Monitoring the mechanical properties of healing bone //Clinical Orthopaedics and Related Research®. - 2009. - Т. 467. - С. 1964-1971.
68. Liu Q. et al. The progress in quantitative evaluation of callus during distraction osteogenesis //BMC Musculoskeletal Disorders. - 2022. - Т. 23. - №.
1. - С. 490.
69. Wahner H. W. The evaluation of osteoporosis //Dual Energy X-ray Absorptiometry in Clinical Practice. - 1994.
70. Banks LM. Dual energy X-ray absorptiometry (DXA). In Grainger RG, Allison DJ (eds) Diagnostic Radiology - a Textbook for Radiologists, 3rd ed. London: Churchill Livingstone 1997; 125-36.
71. Whiley S. P. Evaluating fracture healing using digital x-ray image analysis: fracture healing is not easily monitored using currently available techniques //Continuing Medical Education. - 2011. - Т. 29. - №. 3.
72. Chun K. J. Bone densitometry //Seminars in nuclear medicine. - WB Saunders, 2011. - Т. 41. - №. 3. - С. 220-228.
73. Ларионова Т. А., Сазонова Н. В., Овчинников Е. Н. Рентгеновская абсорбциометрия в анализе минеральной плотности костной ткани у ортопедотравматологических больных //Гений ортопедии. - 2009. - №. 3. - С. 98-102.
74. Messina C. et al. Body composition with dual energy X-ray absorptiometry: from basics to new tools //Quantitative imaging in medicine and surgery. - 2020. - Т. 10. - №. 8. - С. 1687.
75. Njeh C. F. et al. Radiation exposure in bone mineral density assessment //Applied Radiation and Isotopes. - 1999. - Т. 50. - №. 1. - С. 215-236.
76. Cadarette S. M. et al. Access to osteoporosis treatment is critically linked to access to dual-energy x-ray absorptiometry testing //Medical care. - 2007. - С. 896-901.
77. Saran N., Hamdy R. C. DEXA as a predictor of fixator removal in distraction osteogenesis //Clinical orthopaedics and related research. - 2008. - Т. 466. - С. 2955-2961.
78. Karunanithi R. et al. Assessment of bone mineral density by DXA and the trabecular microarchitecture of the calcaneum by texture analysis in pre-and postmenopausal women in the evaluation of osteoporosis //Journal of Medical Physics/Association of Medical Physicists of India. - 2007. - Т. 32. - №. 4. - С. 161.
79. El Maghraoui A. et al. Bone mineral density of the spine and femur in healthy Moroccan women //Journal of Clinical Densitometry. - 2006. - Т. 9. - №. 4. - С. 454-460.
80. Lewiecki E. M. et al. International Society for Clinical Densitometry 2007 adult and pediatric official positions //Bone. - 2008. - Т. 43. - №. 6. - С. 1115¬1121.
81. Qin L. et al. (ed.). Advanced bioimaging technologies in assessment of the quality of bone and scaffold materials: techniques and applications. - Springer Science & Business Media, 2007.
82. Babatunde O. M., Fragomen A. T., Rozbruch S. R. Noninvasive quantitative assessment of bone healing after distraction osteogenesis //HSS Journal®. - 2010.
- Т. 6. - №. 1. - С. 71-78.
83. Vaccaro C. et al. Accuracy and precision of computer-assisted analysis of bone density via conventional and digital radiography in relation to dual-energy x- ray absorptiometry //American journal of veterinary research. - 2012. - Т. 73. - №. 3. - С. 381-384.
84. Bafor A., Duncan M. E., lobst C. A. Evaluating the utility of the pixel value ratio in the determination of time to full weight-bearing in patients undergoing intramedullary limb lengthening //Strategies in Trauma and Limb Reconstruction.
- 2020. - Т. 15. - №. 2. - С. 74.
85. Hazra S. et al. Quantitative assessment of mineralization in distraction osteogenesis //Skeletal radiology. - 2008. - Т. 37. - С. 843-847.
86. Song S. H. et al. Serial bone mineral density ratio measurement for fixator removal in tibia distraction osteogenesis and need of a supportive method using the pixel value ratio //Journal of Pediatric Orthopaedics B. - 2012. - Т. 21. - №. 2. - С. 137-145.
87. Vulcano E. et al. Assessment of bone healing during antegrade intramedullary rod femur lengthening using radiographic pixel density //JAAOS- Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. - 2018. - Т. 26. - №. 18. - С. e388-e394.
88. Zhao L. et al. Objective guidelines for removing an external fixator after tibial lengthening using pixel value ratio: a pilot study //Clinical Orthopaedics and Related Research®. - 2009. - Т. 467. - №. 12. - С. 3321-3326.
89. Elsheikh A. A. et al. Use of the Pixel Value Ratio Following Intramedullary Limb Lengthening: Uncomplicated Full Weight-bearing at Lower Threshold Values //Strategies in Trauma and Limb Reconstruction. - 2022. - Т. 17. - №. 1. - С. 14.
90. Singh S. et al. Analysis of callus pattern of tibia lengthening in achondroplasia and a novel method of regeneration assessment using pixel values //Skeletal radiology. - 2010. - Т. 39. - С. 261-266.
91. Shim J. S. et al. Clinical Implications of Pixel Values in PACS (Picture Archiving and Communications System): A comparison with Dual Energy X-ray Absorptiometry - 1997. - Т. 32. №. 6. - С. 1450-1457.
92. Liu Q. et al. Early Pixel Value Ratios to Assess Bone Healing during Distraction Osteogenesis //Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. - 2022.
- Т. 10.