Прогнозирование нарушений консолидации переломов

Оптическая плотность (ОП) видеоизображения зависит, в первую очередь, от плотности тканей, через которые проходит рентгеновский луч. Известно, что черно-белое изображение по оптической плотности (R) раскладывается на 255 тонов, в зависимости от интенсивности окраски пикселов (1 точка видеоизображения). Так, точка «0» соответствует абсолютно черному цвету, соответственно точка «255» - абсолютно белому.

Таким образом, на рентгеновском видеоизображении, после его оцифровки, с помощью гистографического исследования можно определить оптическую плотность любого пиксела выделенной площади или всей рентгенограммы. Известно, что чем через более плотную ткань проходит рентгеновский луч, тем более светлое изображение получается на негативе и, напротив, чем меньше плотность исследуемой ткани, тем темнее изображение. Так, кортикальный слой длинной трубчатой кости выглядит на рентгенограмме практически белым, а изображение мягких тканей конечности - темным.

Исходя из этого, очевидно, что оптическая плотность места перелома (ОПМП) на рентгенограмме идентична оптической плотности мягких тканей. По мере срастания перелома ОПМП будет приближаться к оптической плотности кортикального слоя (ОПКС). Таким образом, исследуя оптическую плотность места перелома в динамике, можно проследить процесс консолидации и выразить его в цифровом виде. Однако, из-за различных качественных характеристик рентгенограмм достаточно трудно сравнивать получаемые гистограммы и корректно интерпретировать результаты. Для объективизации метода нами предложено оценивать разницу в оптической плотности (РОП) места перелома и кортикального слоя кости, с учетом того, что в динамике в процессе консолидации ОПМП приближается к оптической плотности кортикального слоя. Соответственно, чем меньше будет показатель РОП места перелома (МП) и кортикального слоя (КС) исследуемой кости, тем о более завершенном процессе консолидации можно говорить.

Исходя из вышеизложенного, мы провели исследование оптической плотности рентгенограмм у 48 пациентов с переломами костей конечностей, которые были разделены на 2 группы. В 1-й (n=24) выполняли чрескостный остеосинтез и цифровую обработку видеоинформации с последующим компьютерным моделированием остеосинтеза (ВЧКДО + ЦОВИ), во 2-й группе (n=24) выполняли чрескостный остеосинтез без цифровой обработки видеоинформации и компьютерного моделирования остеосинтеза (ВЧКДО). Снятие параметров с рентгенограмм проводили трижды: на 1-е, 30-е сутки после травмы и на момент демонтажа аппарата внешней фиксации (р < 0,5).

На момент травмы (1-е сутки) РОП места перелома и кортикального слоя составляла в пределах 4,21±0,82 - 4,30±0,85 в обеих группах. Однако уже через 30 суток РОП в исследуемых группах достоверно различалась. Так, при применении цифровой обработки видеоинформации и компьютерного моделирования операции (1-я группа) она составляла 1,51±0,32, тогда как без цифровой обработки видеоинформации и компьютерного моделирования операции (2-я группа) - 2,35±0,41. Таким образом, через 30 суток РОП в 1-й группе была меньше, чем во 2-й группе в 1,56 раза. К моменту демонтажа аппарата РОП составила в 1-й группе 1,05±0,19, тогда как во 2-й группе - 1,70±0,36. Таким образом, к сроку консолидации перелома, прогнозируемого по клиническим, рентгенологическим и функциональным критериям, ОПМП в 1-й группе достоверно не отличалась от ОПКС, тогда как во 2-й группе этот показатель был выше, чем в 1 группе, в 1,62 раза.

Исходя из проведенных выше оптических свойств костной ткани, в частности, ОПМП, ОПКС и РОП, мы предлагаем классификацию степени консолидации переломов костей конечностей в зависимости от разницы оптической плотности кортикального слоя и места перелома: 1) завершенная - 1,0-1,20; 2) достаточная - 1,21 - 1,80; 3) недостаточная - 1,81-2,0; 4) отсутствие - более 2,00.

Таким образом, исследование оптической плотности рентгенограмм с помощью оцифровки и анализа гистограмм области перелома и области кортикального слоя позволяет объективизировать качество консолидации перелома на количественном (цифровом) уровне и прогнозировать возможные нарушения остеорепаративных процессов.


Слободской А.Б., Попов А.Ю., Кирсанов В.А.
НИИТО, г. Саратов