Автореферат: Вариантная анатомия коленного сустава человека в юношеском, зрелом, пожилом и старческом возрастах

При поперечном сканировании дистального эпифиза бедренной кости измерялись поперечные размеры медиального (uBfmed) и латерального (uBflat) мыщелков (расстояние между наружной и внутренней боковыми поверхностями мыщелков) и их вертикального размера как длины прямой, соединяющей наиболее выступающую часть мыщелка с перпендикуляром, проведенным к продольной оси нижней конечности на уровне самого глубокого участка надколенниковой поверхности (uHfmed и uHflat).

На основании полученных данных произведен расчет индекса ширины мыщелков (uBfmed: uBflat), как соотношение поперечных размеров медиального и латерального мыщелков и индекса высоты латерального мыщелка (uHfmed:uHflat), как отношение вертикальных размеров медиального и латерального мыщелков.

Исследование менисков включало в себя измерение их длины (максимальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями менисков), толщины (максимальное расстояние между верхней и нижней поверхностями менисков), а также степени их пролабирования из суставной щели в проекции переднего и заднего рогов (перпендикуляр, опущенный из наиболее выступающей части наружной поверхности мениска к линии, соединяющей края суставной щели). Ввиду сложного расположения крестообразных связок, возможным было определение лишь толщины в проекции прикрепления к мыщелкам бедра. Анализ морфологии суставного хряща включал в себя измерение толщины его гипоэхогенного и гиперэхогенного компонентов на латеральных и медиальных мыщелках бедренной и большеберцовой костей.

Исследование анатомических препаратов производилось штангенциркулем и включало в себя определение продольного, поперечного и сагиттального размеров надколенника, длины его гребня, поперечных размеров латеральной и медиальной суставных фасеток, высоты суставной поверхности (по наиболее выступающим точкам). Измерение размеров мыщелков бедренной и большеберцовой костей осуществлялось по вертикальной (высота) и горизонтальной (ширина).

Расчет коэффициентов «соответствия» между ультразвуковыми и анатомическими данными (для высоты латерального мыщелка у женщин и высоты медиального мыщелка у мужчин и женщин) произведен в системе электронных таблиц Microsoft Office Excel. По ключевым точкам с помощью линейной интерполяции для каждого искомого параметра строился график и линия тренда, имевшая вид:

y = k*x,

где y - анатомические данные, x - данные ультразвуковых исследований, k = tg(alpha) - тангенс угла наклона линии тренда, он же коэффициент «соответствия» между анатомическими и ультразвуковыми данными. С использованием монотонной кубической интерполяции разработана программа для определения поперечных размеров мыщелков большеберцовой кости.

Все полученные данные подвергались статистической обработке методами вариационной и непараметрической статистики. Степень точности исследования определена вероятностью безошибочного прогноза меньшим или равным 0,95%; уровнем значимости р<0,05; для признаков с нормальным распределением использован критерий Стьюдента t=2, для признаков с распределением, отличным от нормального - непараметрический U-критерий Уилкоксона (Манна-Уитни) с тем же уровнем значимости (Гублер Е.В., 1990; Лакин Г.Ф., 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Комплексное ультразвуковое исследование коленного сустава начато с изучения размеров надколенника (Таб.2). На основании полученных данных были рассчитаны индексы, характеризующие его форму. Индекс ультразвуковой конституциональной принадлежности показал, что поперечный размер надколенника в 65% случаев преобладает над его продольным размером (р0,05). Индекс Insall-Salvati, позволил выявить три варианта «стояния» надколенника над бугристостью большеберцовой кости: нормальное (77,4%), высокое (в 8,6 %) и низкое (14% случаев). Полученные данные согласуются с результатами нашего анатомического исследования и с мнением В.М. Маркушева (1955) и Ф.Б. Гибадуллиной (2004).

Таблица 2 - Морфометрические показатели (в см) костных структур коленного сустава у мужчин и женщин на этапах постнатального онтогенеза (М±m)

* - различия между параметрами у лиц разных возрастных групп достоверны (р0,05)

Анализ морфометрических характеристик надколенника показал, что вплоть до второго периода зрелого возраста происходит увеличение линейных размеров этой сессамовидной кости.

В пожилом и старческом возрасте, наблюдается прогрессивное их уменьшение.

При сонографии в 76% (р0,05) случаев надколенник имел четкие и ровные контуры. У 24% (р0,05) обследуемых выявлены разнообразные деформации его контуров в виде узураций, впервые визуализирующихся уже в юношеском возрасте (6,9%) и структур высокой эхоплотности - краевых остеофитов (5,3%), впервые обнаруживаемых в первом периоде зрелого возраста.

Сонография позволяет провести измерение лишь части параметров мыщелков бедренной кости (Таб.2). Анализ морфометрических данных показал, что поперечный размер латерального мыщелка в 77,3% (р0,05) случаев превышает этот параметр медиального, а вертикальный размер латерального мыщелка в 86,4% (р0,05) случаев преобладает над этим же показателем медиального. Линейные размеры мыщелков бедренной кости увеличиваются до первого периода зрелого возраста, затем происходит стабилизация процесса, в пожилом и старческом возрасте, вновь отмечается их рост, за счет образования более или менее выраженных краевых остеофитов.

В структуре суставного хряща при ультразвуковом исследовании можно четко дифференцировать гипоэхогенный (неминерализированный) и гиперэхогенный (минерализированный) компоненты. При этом толщина гипоэхогенного компонента у всех обследуемых превышает толщину гиперэхогенного, что согласуется с данными Е.М. Ермак (2005). По нашим данным, толщина суставного хряща имеет максимальные значения в проекции латерального мыщелка бедра, далее (в порядке убывания толщины) следуют суставной хрящ медиального мыщелка бедренной кости, медиального мыщелка большеберцовой кости. Минимальных значений толщина хряща достигает у латерального мыщелка большеберцовой кости: так у юношей толщина суставного хряща составляет 4,35±0,12 мм, 3,9±0,10 мм, 3,54±0,12 мм и 3,02±0,14 мм соответственно (р0,05).

Внутреннее строение гипо- и гиперэхогенных компонентов суставного хряща, равно как и их толщина, тесно связано с возрастом обследуемых. Так, происходит уменьшение толщины гипоэхогенного и увеличение толщины гиперэхогенного компонентов хряща, впервые выявляющиеся в первом периоде зрелого возраста и прогрессирующие на последующих этапах онтогенеза.

Для лиц второго периода зрелого, пожилого и старческого возрастов характерно два варианта изменений суставного хряща: первый проявлялся незначительным истончением хрящевой ткани при относительной однородности ее структуры (Рис.1а), второй - значительным истончением, неровностью внутреннего наружного контуров и повышением эхогенности неминерализированного компонента (Рис.1б).

Рис.1. Сонограмма суставного хряща медиального мыщелка бедренной кости (продольная проекция): а- мужчина 35 лет; б - мужчина 65 лет. Белые стрелки - гипоэхогенный компонент, серые - гиперэхогенный компонент.

В 64,7% (р0,05) случаев мениски имели однородную эхогенность, в 35,3% (р0,05) случаев в их структуре визуализировались участки пониженной эхогенности, которые носили двусторонний характер и имели сходное направление, локализацию и протяженность при сравнении с менисками контралатеральной стороны. Поскольку при сонографии возможно изучить лишь срезы менисков на разных уровнях, сравнить полученные нами сведения с данными исследования натуральных препаратов сложно. Тем не менее, и по нашим сонографическим данным, и по результатам морфометрии натуральных препаратов В.Ш. Вагаповой с соавт.(2001), размеры задних рогов в большинстве случаев превышают размеры передних рогов, а форма латерального мениска более разнообразна, чем медиального. Нами были выделены основные ультразвуковые варианты строения менисков: в большинстве случаев визуализировались мениски с более длинными задними рогами (у 69,3% медиальных и 67,3% латеральных менисков); в 91,3% (р0,05) случаев толщина заднего рога медиального и в 77,3% (р0,05) случаев толщина заднего рога латерального мениска превалировали над толщиной их передних рогов.

Нами вывялены основные изменения, происходящие с менисками в процессе старения: наблюдается увеличение длины переднего с 12,7±0,4мм до 14,6±0,6мм (р0,05) и заднего с 16,2±0,5 до 17,8±0,4 мм (р0,05) рогов медиального мениска, а также переднего с 12,3±0,4 мм до 13,6±0,5 мм (р0,05) и заднего с 16,5±0,5мм до 17,7±0,3 мм (р0,05) рогов латерального мениска, уменьшение толщины переднего с 14,9±0,4мм до 12,5±0,6 мм (р0,05) и заднего с 22,2±0,6мм до 19,8±0,5мм (р0,05) рогов медиального мениска и с переднего с 14,6±0,4 мм до 12,8±0,4мм (р0,05), а также заднего с 20,4±0,8 мм до 18,1±0,6 мм (р0,05) рогов латерального мениска на протяжении со второго периода зрелого до старческого возрастов соответственно. Полученные данные согласуются с мнением Н.А. Еськина (1993), Р. Я. Абдуллаева (2008), изучивших ультразвуковую структуру менисков у лиц, страдающих деформирующим артрозом. Подобная ультразвуковая картина возрастных изменений менисков, по нашему мнению, связана с тем, что с возрастом происходит гипертрофия хондроцитов с явлениями их лизиса, увеличение в менисках межклеточного расстояния и уменьшения количества волокон, а также расслоения ткани мениска (Рыбалко Д.С., 2006).

У большинства обследованных при продольном сканировании крестообразные связки представляли собой гипоэхогенную однородную линейную структуру, с четкими ровными контурами. Следует отметить, что статистически значимых различий между показателями толщины связок правого и левого коленных суставов выявлено не было. Анализ изменения толщины передней и задней крестообразных связок показал, что на протяжении юношеского и зрелого возрастов происходит достоверное увеличение толщины крестообразных связок, затем значения этих показателей прогрессивно уменьшаются (Таб. 3).

В пожилом и старческом возрастах выявлены два варианта изменений крестообразных связок (р0,05). В 62,5% случаев крестообразные связки имеют более высокую эхогенность, чем в группе лиц зрелого возраста. При относительно ровных контурах и однородной структуре, выявлено уменьшение толщины крестообразных связок: передней до 5,6±0,3 мм, задней - до 5,9±0,4 мм (р0,05). В 37,5% случаев наблюдалось незначительное понижение эхогенности связок, размытость их контуров, мелкие гиперэхогенные включения в их структуре, увеличение толщины передней крестообразной связки до 9,5 ± 0,4 мм, задней - до 10,1 ±0,4 мм соответственно (р0,05).

Таблица 3 - Морфометрические показатели (в см) связочного аппарата коленного сустава у мужчин и женщин на этапах постнатального онтогенеза (М±m)