DOI https://doi.org/10.23648/UMBJ.2018.30.14049

УДК 611.018.3

 

СОЗДАНИЕ КАРТЫ ТОЛЩИНЫ ГИАЛИНОВОГО ХРЯЩА КОЛЕННОГО СУСТАВА ЧЕЛОВЕКА

 

Г.А. Айрапетов, А.А. Воротников, Е.А. Коновалов, С.З. Чуков

ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Ставрополь, Россия

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Цель – создание карты толщины гиалинового хряща на основании МРТ для последующей оценки её при стандартной рентгенографии коленного сустава.

Материалы и методы. В исследование включены результаты МРТ коленных суставов 120 чел.: 65 женщин и 55 мужчин в возрасте от 35 до 59 лет (средний возраст 47,0±8,1 года) с различным положением оси конечности. Томограмм правых коленных суставов было 58, левых – 62.

Все результаты обрабатывались при помощи программы Syngo fastView с целью создания модели дистального эпифиза бедренной кости и проксимального эпифиза большеберцовой кости, а также диссекции хрящевой ткани и кости. Следующим этапом выполнялось определение толщины хряща по созданным моделям с интервалом в 2 мм с целью создания карты, по которой в дальнейшем можно оценить толщину хряща на основании стандартной рентгенограммы коленного сустава.

Результаты. Толщина гиалинового хряща коленного сустава варьирует в зависимости от пола и деформации оси конечности. Так, наибольшая толщина хряща определялась у мужчин на суставной поверхности дистального эпифиза бедра на 1,5–2,0 см выше места прикрепления передней крестообразной связки, а средняя толщина на бедре составляла 1,900±0,425 мм. Наибольшая толщина хряща на суставной поверхности проксимального эпифиза большеберцовой кости у мужчин отмечалась в наружном отделе, а средняя толщина составляла 1,640±0,434 мм. При варусной деформации голени средняя толщина гиалинового хряща суставной поверхности проксимального отдела большеберцовой кости значительно снижена и составляет 1,456±0,735 мм, при вальгусной деформации средняя толщина составляет 1,028±0,724 мм.

Выводы. Карта гиалинового хряща коленного сустава позволяет судить о конкретной величине толщины хряща в конкретном отделе сустава на основании стандартных рентгенограмм без выполнения МРТ. Полученные данные дают возможность улучшить результаты лечения локальных дефектов и более достоверно выполнять предоперационное планирование при необходимости эндопротезирования коленного сустава.

Ключевые слова: хрящ, толщина хряща, локальные дефекты, остеоартрит.

 

Литература

  1. Винокуров В.А., Норкин И.А.Хирургическая коррекция деформации коленного сустава и регенерация гиалинового хряща. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2015; 3 37–43.

  2. Белоусова Т.Е., Карпова Ж.Ю., Ковалева М.В. Современные технологии в медицине. 2011; 2: 77–80.

  3. Хитров Н.А. Полиморфизм болевого синдрома при остеоартрозе, обезболивающая и противовоспалительная терапия. Трудный пациент. 2011; 9 49–53.

  4. Bozic K.J., Cramer B., Albert T.J. Medicare and the orthopaedic surgeon: challenges in Providing, Financing, and Accessing Muscoskeletal care for the elderly. J. Bone Joint. Surg. [Am.]. 2010; 92: 1568–1574.

  5. Castaneda S., Roman-Blas J.A., Largo R., Herrero-Beaumont G. Subchondral bone as a key target for osteoarthritis treatment. Biochem. Pharmacol. 2012; 83

  6. Mahjoub M., Berenbaum F., Houard X. Why subchondral bone in osteoarthritis? The importance of the cartilage bone interface in osteoarthritis. Osteoporos Int. 2012; 8: 841–846.

  7. Kim Y.S., Choi Y.J., Lee S.W., Kwon O.R., Suh D.S., Heo D.B., Koh Y.G. Assessment of clinical and MRI outcomes after mesenchymal stem cell implantation in patients with knee osteoarthritis: a prospective study. Osteoarthritis Cartilage. 2016; 24: 237–245.

  8. Suri S., Walsh D.A. Osteochondral alterations in osteoarthritis. Bone. 2012; 51 (2): 204–211.

  9. Sinusas K. Osteoarthritis: diagnosis and treatment. Am. Farm. Physician. 2012; 85: 49–56.

  10. Корж Н.А., Головаха М.Л., Агаев Э., Орлянский В. Прогноз результата лечения повреждения хряща коленного сустава. Ортопедия, травматологияипротезирование. 2010; 4: 24–31.

  11. Christensen R., Bartels E.M., Astrup A., Bliddal H. Effect of weight reduction in obese patients diagnosed with knee osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Ann. Rheum. Dis. 2007; 66: 433–439.

  12. Lee S., eds. Optimization of local shape and appearance probabilities for segmentation of knee cartilage in 3-D MR images. Computer Vision and Image Understanding. 2011; 115–1720.

  13. Синяченко О.В. Диагностика и лечение болезней суставов. Донецк; СПб.: ЭЛБИ; 2012. 560.

  14. Arokoski J.P., Jurvelin J.S., Väätäinen U., Helminen H.J. Normal and pathological adaptations of articular cartilage to joint loading. Scand. J. Med. Sci Sports. 2000; 10: 186–198.

  15. Link T.M. Cartilage imaging significance, techniques, and new developments. Springer; 2011. 425.

 

DOI https://doi.org/10.23648/UMBJ.2018.30.14049 

MAKING A THICKNESS MAP OF THE HUMAN KNEE HYALIN CARTILAGE

 

G.A. Airapetov, A.A. Vorotnikov, E.A. Konovalov, S.Z. Chukov

Stavropol State Medical University, Ministry of Health, Stavropol, Russia

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

The objective of the paper is to make a thickness map of the hyaline cartilage using MRI for its subsequent comparison with standard knee joint X-ray.

Materials and Methods. The study included MRI of knee joints of 120 patients: 65 females and 55 males, aged 35–59 (mean age 47.0±8.1) with different limb axes. There were 58 sectional images of the right knee joints, and 62 images of the left knee joints.

All results were processed using the Syngo fastView program. The aim was to create a model of the distal epiphysis of the femur and the proximal epiphysis of the tibia, as well as dissections of cartilage tissue and bone. The next step was to determine the cartilage thickness according to the created models (2 mm interval) in order to make a map, on which the cartilage thickness can subsequently be estimated, based on the standard knee joint X-ray.

Results. The hyaline cartilage thickness varies depending on the patient’s sex and limb axis. Thus, the maximum cartilage thickness was in men on the articular surface of the distal epiphysis. It was 1.5–2.0 cm above the end of the anterior cruciate ligament. Its average thickness on the thigh was 1.900±0.425 mm. The maximum cartilage thickness on the articular surface of the proximal epiphysis of the tibia was in its outer part in men; and its average thickness was 1.640±0.434 mm. During varus tibia deformity, the average hyaline cartilage thickness of the articular surface of the proximal tibia was significantly reduced (1.456±0.735 mm), during valgus deformation the average thickness was 1.02±0.724 mm.

Conclusion. The map of the hyaline cartilage of the knee joint allows us to distinguish the real cartilage thickness in a certain joint section according to standard X-rays without MRI. The obtained data help us to improve the results of local defect treatment and to make reliable preoperative planning for endoprosthetics of the knee joint.

Keywords: cartilage, cartilage thickness, local defects, osteoarthritis.

 

References

1.    Vinokurov V.A., Norkin I.A. Khirurgicheskaya korrektsiya deformatsii kolennogo sustava i regeneratsiya gialinovogo khryascha [Knee deformation surgery and hyaline cartilage regeneration]. Ortopediya, travmatologiya i vosstanovitel’naya khirurgiya detskogo vozrasta. 2015; 3 (4): 37–43 (in Russian).

2.    Belousova T.E., Karpova Zh.Yu., Kovaleva M.V. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2011; 2: 77–80 (in Russian).

3.  Khitrov N.A. Polimorfizm bolevogo sindroma pri osteoartroze obezbolivayuschaya i protivovospalitel’naya terapiya [Pain syndrome polymorphism in osteoarthritis, analgesic and anti-inflammatory therapy]. Trudnyy patsient. 2011; 9 (4): 49–53 (in Russian).

4.   Bozic K.J., Cramer B., Albert T.J. Medicare and the orthopaedic surgeon: challenges in Providing, Financing, and Accessing Muscoskeletal care for the elderly. J. Bone Joint. Surg. [Am.]. 2010; 92: 1568–1574.

5.    Castaneda S., Roman-Blas J.A., Largo R., Herrero-Beaumont G. Subchondral bone as a key target for osteoarthritis treatment. Biochem. Pharmacol. 2012; 83 (3): 315–323.

6.    Mahjoub M., Berenbaum F., Houard X. Why subchondral bone in osteoarthritis? The importance of the cartilage bone interface in osteoarthritis. Osteoporos Int. 2012; 8: 841–846.

7.   Kim Y.S., Choi Y.J., Lee S.W., Kwon O.R., Suh D.S., Heo D.B., Koh Y.G. Assessment of clinical and MRI outcomes after mesenchymal stem cell implantation in patients with knee osteoarthritis: a prospective study. Osteoarthritis Cartilage. 2016; 24: 237–245.

8.    Suri S., Walsh D.A. Osteochondral alterations in osteoarthritis. Bone. 2012; 51 (2): 204–211.

9.    Sinusas K. Osteoarthritis: diagnosis and treatment. Am. Farm. Physician. 2012; 85: 49–56.

10.  Korzh N.A., Golovakha M.L., Agayev E., Orlyansky V. Prognoz rezul’tata lecheniya povrezhdeniya khryascha kolennogo sustava [Prognosis of knee cartilage damage treatment]. Ortopediya, travmatologiya i protezirovanie. 2010; 4: 24–31 (in Russian).

11.  Christensen R., Bartels E.M., Astrup A., Bliddal H. Effect of weight reduction in obese patients diagnosed with knee osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Ann. Rheum. Dis. 2007; 66: 433–439.

12.  Lee S., eds. Optimization of local shape and appearance probabilities for segmentation of knee cartilage in 3-D MR images. Computer Vision and Image Understanding. 2011; 115 (12): 1710–1720.

13.  Sinyachenko O.V. Diagnostika i lechenie bolezney sustavov [Diagnosis and treatment of joint diseases]. Donetsk; St. Petersburg: ELBI; 2012. 560 (in Russian).

14.  Arokoski J.P., Jurvelin J.S., Väätäinen U., Helminen H.J. Normal and pathological adaptations of articular cartilage to joint loading. Scand. J. Med. Sci Sports. 2000; 10: 186–198.

15.  Link T.M. Cartilage imaging significance, techniques, and new developments. Springer; 2011. 425.