Нормальное выравнивание костей и ориентация суставов

Ниже представлена методика CORA, при которой может быть оценена длинная кость на предмет угловой деформации. Данная техника требует понимания нормальных параметров построения костей. При этом, важно перейти от субъективной оценки к объективной, т.е. при повторном исследовании одной и той же кости по заданным параметрам должны получаться сходные результаты. 

Кость и ее суставы оцениваются в двух основных рентген проекциях – которые отражают расположение элементов во фронтальной и сагиттальной плоскостях. При необходимости количество проекция может быть увеличено (пр. поперечная проекция для определения угла антеверсии головки и шейки бедра). На стандартных рентген снимках определяется расположение оси кости (анатомической или механической) и линии ориентации сустава, при изучении угла их соотношения получается угол ориентации сустава. Важным условием для оценки будут служить референсные значения, когда проводится исследование большой выборки животных следуя стандартным параметрам и получаются средние данные. Ниже пойдет более подробное описание.

Определение фронтальной, сагиттальной и поперечной плоскости

Деформация кости может формироваться в одной из трех плоскостей: фронтальной, сагиттальной или поперечной. Плоскость определяется как плоская поверхность, положение которой определяется тремя точками в пространстве. Рентгеновский вид используется для оценки плоскостей. Фронтальная плоскость исследуется при получении краниально-каудальной проекции и используется для оценки вальгусной или варусной деформации (латеральное или медиальное отклонение, соответственно). Сагиттальная плоскость – оценивается при проведении латерально-медиальных снимков и оценивается на предмет прокурвации (краниальный наклон) и рекурвации (каудальный наклон). Поперечная плоскость изучается при получении изображения от пучков, направленных аксиально вдоль кости и используется для оценки торсионной деформации. Некоторые кости имеют деформацию в более чем одной плоскости.

Описано шесть возможных деформационных направлений. Деформация описывается в терминах взаимоотношение дистальной части кости или сустава к более проксимальной части той же структуры.

Ось кости

Стандартизированный метод важен при оценке каждой кости. Используемый метод должен оставаться последовательным (постоянным, совместимым), вне зависимости от кости или наблюдателя. Стандартно кости оцениваются во фронтальной и сагиттальной плоскостях; однако, при необходимости могут потребоваться дополнительные радиографические проекции.

Определение оси кости при оценке кости стоит первым в списке, она может быть анатомической и механической, может быть установлена как для всей кости, так и для отдельных зон.

Анатомическая ось – линия, проведенная через центр середины диафиза кости во фронтальной или сагиттальной плоскости. Ввиду того, что анатомическая ось следует геометрии кости, при исходно прямой кости анатомическая ось будет состоять из одной линии, при кривизне кости (пр. варус, вальгус, прокурвация, рекурвация) анатомическая ось будет состоять из нескольких линий, следующих по центру между двумя слоями коркового вещества. При кривизне кости, угол между прямыми участками анатомической оси будет составлять угол ее кривизны. Примером может служить лучевая кость собак, в норме она прямая во фронтальной плоскости, но в сагиттальной плоскости отмечается некоторый угол изгиба.

Механическая ось определяется как прямая линия соединяющая центральные точки суставов проксимально и дистально к кости во фронтальной или сагиттальной плоскости. Механическая ось всегда представляет прямую линию и представляет ось несения веса.

Угол ориентации сустава

Линия ориентации сустава представляет ориентацию сустава в отдельной плоскости. Данная линия определяется при выборе специфических для кости анатомических ориентиров на каждой поверхности сустава, данные должны повторить от кости к кости в специфической плоскости.

Угол ориентации сустава – пересечение оси кости и линии ориентации сустава, он определяет соотношение между поверхностью сустава и конкретной используемой осью. Угол ориентации сустава может быть исчислен как по отношению к анатомической, так и по отношению к механической оси кости. Для обозначения конкретных углов принята определенная аббревиатура, ниже приводится ее характеристика.

Таблица 1. Аббревиатура, принятая для определения конкретного угла ориентации сустава.

1.

a или m

Строчная бука, определяет отношение угла ориентации сустава к анатомической (a) или (m) механической оси кости.

2

L либо M,
Cr или Cd

Летаральный (L) или медиальный (M) угол во фронтальной плоскости,
краниальный (Cr) или (Cd) угол в сагиттальной плоскости кости

3

P или D

Проксимальный (P) или дистальный (D) конец кости

4

F, T, H, R

Обозначение конкретной кости F – бедро (femur), T – большеберцовая кость (tibia),
H – плечевая кость (humerus), R – лучевая кость (radius)

5

A

Угол (A - angle), острый (acute, <90º) или тупой (obtuse, >90º)

Для примера: aLDFA – anatomiclateral distal femoral angle (анатомический латеральный дистальный угол бедра); mMPTAmechanicalmedial proximal tibial angle (механический медиальный проксимальный угол большеберцовой кости). Более подробное описание последует дальше в тексте

Важно отметить что в одной плоскости получаются два угла ориентации (острый или <90 º и тупой или >90º), они могут быть легко исчислены и всегда добавляются в определение. Для примера, при исследовании вышеназванного aLDFA, он может быть легко измерен посредством исчисления aMDFA (anatomic medial distal femoral angle). Сумма aLDFA и aMDFA всегда должна равняться 180º. Поэтому, измерение одного угла позволяет провести непосредственную калькуляцию другого простым отнятием от 180. При описывании угла ориентации сустава конечностей людей, обычно используются острые углы. Данный метод не преследуется так тесно в описывании показателей собака, и поэтому aMPRA (acute) более часто цитируемый показатель для лучевой кости, чем при исследовании бедра, aLDFA (obtuse) более популярно обсуждать. Угол ориентации сустава полученные для специфических костей в специфических плоскостях для каждой главной длинной кости представлены далее в таблицах. Это референесные значения, они бесценны в случаях, когда поступает пациент с двусторонними поражениями, поэтому невозможно опираться на данные противоположной стороны на предмет сравнения.

На сегодня, не все кости полностью оценены и различия между породами до сих пор не полностью поняты. Короткий обзор осей и линей ориентации суставов и углов главных длинных костей описаны в следующем разделе.

Плечевая кость

Средние данные получены на основании собак крупны пород. Плечевая кость оценивается в двух плоскостях – фронтальной и сагиттальной.

Фронтальная плоскость плечевой кости

Для получения фронтальной плоскости проводятся рентген снимки плечевой кости в кранио-каудальной проекции, при условии распрямления локтевого сустава и перпендикулярности его Rg-лучам. Фронтальная плоскость «распрямленного локтевого сустава» определяется в случае (1) отсутствие видимости медиальной или латеральной поверхности локтевого отростка и (2) расстояние от медиального надмыщелка до медиальной коры локтевого отростка составляет 45% чрезмыщелкового расстояния.

Проксимально на головку плечевой кости накладывается наиболее подходящий овал, из центра его начинается механическая ось плечевой кости во фронтальной плоскости, на дистальном конце она заканчивается в центре мыщелков плеча (на локтевом отростке). Линия ориентация дистального сустава плечевой кости определяется линией, проведенной через наиболее дистолатеральную сторону к дистомедиальной стороне мыщелков плеча.

Исходя из начерченных линий проводятся вычисления mLDHA (механический латеральный дистальный угол плечевой кости). Средние данные для mLDHA составили 86.9±1.24º.

Рисунок 1. Наиболее подходящий контур сустава (белый), и механическая ось (красный) плечевой кости собак во фронтальной (A) и сагиттальной (B) плоскостях с углом ориентации сустава (желтый), где проводится измерение. mLDHA – механический дистальный латеральный угол плечевой кости; mCdPHA – механический каудальный проксимальный угол плечевой кости; mCdDHA – механический каудальных дистальный угол плечевой кости.
Источник: Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Сагиттальная плоскость плечевой кости

Механическая ось плечевой кости в сагиттальной плоскости определяется из стандартных рентген проекций. Анатомическое расположение плечевой кости должно позволять нарисовать наиболее подходящий круг над медиальной и латеральной частью мыщелка плеча в такой манере, чтобы круги моги концентрироваться, но не пересекаться. Наиболее подходящий овал рисуется над головкой плеча. Механическая ось плечевой кости в сагиттальной плоскости определяется линией соединения центра проксимального овала и центра круга мыщелка.

Линия ориентация проксимального сустава плеча – линия, соединяющая крнаио-проксимальную сторону большого бугорка и каудо-дистальную стороны головки плечевой кости. Линия ориентации дистального сустава плеча рисуется от наиболее каудо-дистальной точки на медиальном плечевом надмыщелке к центру наиболее подходящего круга над латеральным мыщелком плеча.

Угол сформированный пересечением механической оси с проксимальной и дистальной линией ориентации сустава определяется как когда механический проксимальный угол плеча (mCdPHA), и механическая краниальный дистальный угол плеча (mCrDHA), соответственно. Средние данные для mCdPHA составляет 43.3±1.24º. Средние данные для mCrDHA – 71.86±3.97º.

Лучевая кость

Лучевая кость получила наибольший фокус при оценке угловой коррекции, причиной этом стали следующие факты: лучевая кость является преобладающей несущей вес костью предплечья; лучевая кость дает наибольшую суставную поверхность как для локтевого, так и для запястного суставов. Исследование лучевой кости проводится как в сагиттальной, так и во фронтальной плоскостях.

Фронтальная плоскость лучевой кости

Положение животного с разогнутым локтевым и запястным суставом, для исследования используется стандартная кранио-каудальная проекция. Ориентирами для определения линии ориентации сустава проксимального сустава – проксимолатеральная граница головки лучевой кости и медиальная части короноидных отростков. Если данная зона скрыта или поражена остеофитами, тогда дистальная сторона мыщелков плеча (как описано для плеча) также может использоваться в качестве ориентиров, в случае отсутствия мягкотканевой слабости в суставе.

Для линий ориентации дистального сустава лучевой кости, референсные точки включают наиболее латеральную сторону суставной поверхности и медиальная сторона суставной поверхности, игнорируя шиловидный отросток.

Анатомическая ось во фронтальной плоскости чертится посредством соединения трех точек с наиболее подходящей линией разделяющий лучевую кость в зоне метафиза и середине диафиза. Углы, измеряемые для проксимальных и дистальных концов лучевой кости – анатомический проксимальный угол лучевой кости (aMPRA) и анатомический латеральный дистальный угол лучевой кости (aLDRA), соответственно.

Сагиттальная плоскость лучевой кости

В сагиттальной плоскости, рентген повторяемость обеспечивается посредством центрирования локтевого сустава таким образом, что два концентрических руга могут быть наложены над медиальной и латеральной стороной мыщелков плеча, и данные круги не пересекаются.

Референсные точки для линии ориентации проксимального сустава лучевой кости – наиболее проксимальное продление краниальной и каудальной стороны головки лучевой кости. Референсные точки для дистального участка лучевой кости – краниальная и каудальная сторона суставной поверхности лучевой кости. Отметьте, лучевая кость имеет нормальную прокурвацию. Как результат, анатомическая ось сагиттальной плоскости искривлена, но может быть разделена на два участка – один для проксимальной половины кости, один для дистальной половины кости.

Для определения анатомической оси, две точки идентифицируются посредством разделения лучевой кости в проксимальной и дистальной половине диафиза. Соответствующие референсные точки соединяют обе половины кости для формирования двух анатомических осей, которые пересекаются, в пределах кортикала они ограничиваются костью и измеримы.

Анатомический каудальный проксимальный угол лучевой кости (aCdPRA) и анатомический каудальный дистальный угол лучевой кости (aCdDRA) измеряются

Ввиду того, что натуральная прокурвация лучевой кости отмечается вдоль всей длины кости, измерение требует суммации проксимального и дистального угла ориентации и различия между сегментарными анатомическими осями (Ɵ). Поэтому формула (90º – aCdPRA) + (90º – aCdDRA) + Ɵ дает общий угол прокурвации в градусах. Референсные значения для угла ориентации сустава и прокурвации представлены в таблице.

 

Рисунок 2. Линии ориентации суставов (зеленый) и анатомическая ось (красный) лучевой кости собак во фронтальной (A) и сагиттальной (B) плоскостях, откуда исчисляется угол ориентации суставов (желтый). aMPRA – анатомический медиальный проксимальный угол лучевой кости; aLDRA – анатомический латеральный дисталный угол лучевой кости; aCdDRA – анатомический, каудальный дистальный угол лучевой кости; aCdDRA – анатомический каудальный дистальный угол лучевой кости. Отметьте, что в сагиттальной плоскости, две анатомические оси используются для разрешения натуральной прокурвации плечевой кости; разница между осями измерена как Ɵ.
Источник: VeterinarySurgerySmallAnimal (2 VolumeSet, SecondEdition 2018)

Таблица 2. Средняя лучевая ориентация сустава и угол прокурвации измеренный у 100 собак породы Лабрадор ретривер.

 

Фронтальная плоскость

Сагиттальная плоскость

 

aMPRA

aLDRA

aCdPRA

aCdDRA

Прокурвация

Лабрадор Ретривер, средние данные, градус (n = 100)

83

86

85

77

27

Амплитуда данных, градус

81.7-83.3

85.1-86.9

84.1-86.1

75.9-78.0

21.3-31.8

aMPRA – анатомический медиальный проксимальный угол лучевой кости;
aLDRA – анатомический латеральный дисталный угол лучевой кости;
aCdDRA – анатомический, каудальный дистальный угол лучевой кости;
aCdDRA – анатомический каудальный дистальный угол лучевой кости.

Бедренная кость

У собак описан стандартизированные метод оценки бедра во фронтальной плоскости. Сходно с другими костями, бедренная кость должна быть расположена в кранио-каудальной проекции и быть параллельной столу. Характеристики хорошо расположенного бедра включают: вид стенок межмыщелковой вырезки, при которой фабела представляется в разделении соответствующих корковых слоев бедра, а также малой протрузии кортико-губчатой верхушки малого вертела.

Хотя часть изучений показали, что параметры бедра могут измеряться аккуратно при рентгене при сравнение анатомических видов, другие показывают, что радиографические измерения могут не быть истинными предсказателями угла ангуляции, особенно при рассмотрении дистального варуса. Ввиду того, что рентген остается наиболее часто используемым методом оценки длинных костей собак, требуется стандартный метод, при котором оценка оси и линии ориентации сустава будет рассмотрена нормальной.

Линия ориентации дистального сустава бедренной кости определяется при проведении линии, расположенной чуть ниже наиболее дистальных участков латерального и медиального мыщелков. Линия ориентация проксимального сустава идет от центра головки бедра к наиболее дорсальной стороне большого вертела.

Анатомическая ось располагается точно по середине бедра, и получается соединением двух точек, отстоящих на 33% и 50% дистальнее проксимального края шейки бедра (точно медиально к большому вертелу). Следует отметить, что дистально, анатомическая ось слегка отклоняется от центра кости в латеральную сторону, причиной данного феномена является легкий нормальный варус бедренной кости (по идее, анатомическая ось должна слегка искривляться).

Анатомический латеральный дистальный угол бедра (aLDFA) измеряется в месте пересечения анатомической оси и дистальной линии ориентации сустава. Анатомический латеральный проксимальный угол бедра (aLPFA) измеряется как угол, сформированный анатомической осью и референсной линией пркосимального сустава бедра.

Механическая ось во фронтальной плоскости опеделяется линией идущей от центра головки бедра к центру линии ориентации дистального бедра. Механический латеральный дистальный угол (mLDFA) измеряет как угол, сформированные механической осью и линией ориентацией дистального сустава бедра. Механический латеральный проксимальный угол бедра (mLPFA) измеряется как угол, сформированный механической осью и референсной линией ориентации проксимального сустава бедра. Нормальный угол варьирует между породами; измеренный угол для четырех пород описан ниже в таблице.

 

Рисунок 3. Анатомическая (A) и механическая (B) оси (красная) бедра собак во фронтальной плоскости со связанными линиями ориентации суставов (зеленый) от которых получаются и измеряются углы ориентации суставов (желтый). aLDFA – анатомический латеральный дистальный угол бедра; aLPFA – анатомический латеральный проксимальный угол бедра; mLDFA – механический латеральный дистальный угол бедра; mLPFA– механический латеральный проксимальный угол бедра. Центр головки бедра оценивается от центра наиболее подходящего круга (белый).
Источник: Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Таблица 3. Средний угол ориентации бедра во фронтальной плоскости для механической и механической осей.

 

Фронтальная плоскость

 

Анатомическая ось

Механическая ось

Порода

aLDFA

aLPFA

mLDFA

mLPFA

Лабрадор ретривер, среднее значение, градус (серия) (n = 100)

97 (96.5–97.7)

103 (101.9–104.4)

100 (100–101)

100 (98.5–100.9)

Голден ретривер, среднее значение, градус (серия) (n = 100)

97 (96.6–97.8)

98 (96.5–98.8)

100 (99.6–100.5)

95 (93.8–95.8)

Немецкая овчарка, среднее значение, градус (серия) (n = 100)

94 (93.2–94.6)

101 (99.6–101.6)

97 (96.6–97.9)

97 (96.1–97.9)

Ротвейлер, среднее значение, градус (серия) (n = 100)

98 (97–98.4)

96 (95–97.1)

100 (99.6–100.7)

93 (92.4–97.1)

aLDFA – анатомический латеральный дистальный угол бедра;
aLPFA – анатомический латеральный проксимальный угол бедра;
mLDFA – механический латеральный дистальный угол бедра;
mLPFA – механический латеральный проксимальный угол бедра.

Угол инклинации и угол антеверсии

Угол инклинации (угол наклона) и угол антеверсии (смещения вперед) бедра – два параметра, которые определяются при оценке бедра. Угол инклинации шейки и головки бедра измеряется во фронтальной плоскости, это угол, сформированный двумя линиями – проксимальной анатомической осью бедра и линией начинающейся в центре головки бедра и разделяющей шейку бедра.

Coxa vara – уменьшение угла инклинации, и coxa valga – повышение угла инклинации. Угол нормальной инклинации варьирует в зависимости от изученной и породы, но данные полученные с большой серии случаев четырех различных пород представлены ниже в таблице.

Таблица 4. Угол инклинации бедра у четырех пород собак

Порода

Инклинация шейки бедра

Лабрадор ретривер, среднее значение, градус (разброс) (n=100)

134 (132.8 – 134.9)

Голден ретривер, среднее значение, градус (разброс) (n=100)

134 (133.3 – 135.3)

Немецкая овчарка, среднее значение, градус (разброс) (n=100)

132 (131.1 – 133.4)

Ротвейлер, среднее значение, градус (разброс) (n=100)

137 (135.8 – 138)

Угол антеверсии (смещения вперед) головки и шейки бедра более четко определяется в поперечной плоскости. Угол между осью шейки и головки и чрезмыщелковой осью представляет антеверсию головки и шейки и торсионные взаимоотношения мыщелков к головке и шейке (совместно). Однако, для большинства целей оценки построения костей, эти данные представляют адекватные представления угла антеверсии.

 

Рисунок 4 Схематическое изображение поперечного вида бедра собаки демонстрирующее положение, необходимое для рентген вычисления угла антеверсии бедра (a), который представляет из себя различия между линиями, нарисованными поперек наиболее каудальной стороны мыщелков бедра и линии разделяющую головку и шейку.
Источник: Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Данный угол может быть определен при использовать компьютерной томографии (КТ) или аксимальной радиографии, или может быть исчислен посредством косого планарного анализа используя графический или тригонометрический методы. При аксиальной радиографии, изображение бедра получается при расположении его в вертикальной позиции так, чтобы головка и шейка, а также дистальная сторона мыщелков бедра были видны и накладывались. Линия рисуется из центра головки бедра к точке разделяющей шейку будра. Вторая линия рисуется чуть ниже каудальной стороны мыщелков бедра. Угол сформированный пересечением данных двух линий – угол антеверсии бедра.

Данный метод исследования сравним по точности с данными полученными при КТ, но аксиальный рентген затруднительно получить и часто требует флуороскопии в целях удовлетворительного расположения. Стандартные ортогональные рентген проекции могут также использоваться для калькуляции версии угла посредством косого планарного анализа. Нормальный угол антеверсии широко варьирует в разлиичных изучениях.

Таблица 5 Угол антеверсии бедра полученный в 4-х исследованиях

Изучение

Кол-во

Вид

Средний угол антеверсии
градусы

Nunamaker et al.
(1973)

34

Аксиальный рентген

27.0

Bardet et al.
(1983)

30

Аксиальный рентген

30.8

Косой планарный анализ

31.3

Montavon et al.
(1985)

60

Косой планарный анализ

31.3

Dudley et al.
(2006)

18

Аксиальный рентген

16

Компьютерная томография

19.6

Анатомические образцы

18.9

Большеберцовая кость

Описан стандартный метод оценки угла суставов большеберцовой кости, в отношении механической оси во фронтальной и сагиттальной плоскости.

Фронтальная плоскость большеберцовой кости

При рентген исследовании большеберцовой кости во фронтальной плоскости, для удовлетворительного расположения кости могут использоваться вышеописанные критерии используемые при рентгене бедра во фронтальной плоскости, которые также ведут к прямому расположению проксимального участка большеберцовой кости (в отсутствии подвывиха коленного сустава).

Проксимальная линия ориентации сустава во фронтальной плоскости – линия, соединяющая две наиболее дистальные точки вогнутости большеберцовой кости на медиальном и латеральном мыщелках. Дистальная линия ориентации сустава во фронтальной плоскости – линия, соединяющая точки субхондральной кости двух дугообразных желобов улитки большеберцовой кости.

При оценке используется только механическая ось, т.к. в норме отмечается сигмовидная форма большеберцовой кости.

Механическая ось определяется двумя точками: 1. Центр наиболее проксимальной стороны межмыщелковой ямки бедра; 2. Точка наиболее дистальной субхондральной кости дистального промежуточного гребня большеберцовой кости.

Ввиду того, что плато большеберцовой кости у собак находится под наклоном, тангенциальный вид проксимального бедра может дать более аккуратное исчисления углов во фронтальной плоскости исходящих из данного положения.

Угол между механической осью и линией ориентация сустава измеряются на проксимо-медиальной и дисто-медиальной стороне, для определения mMPTA и mMDTA соответственно. Референсные значения приведены в таблице.

Сагиттальная плоскость большеберцовой кости

В сагиттальной плоскости, латеральные и медиальные мыщелки большеберцовой кости должны накладываться.

Проксимальная линия ориентация сустава – линия пересечения краниальной и каудальной стороны медиального мыщелка большеберцовой кости. Дистальная линия ориентация сустава – линия от дистальной стороны дистального промежуточного гребня краниально и до каудодистальной стороны улитки большеберцовой кости каудально.

Механическая ось – линия, соединяющая вершины двух межмыщелковых выпуклостей и центра круга, созданного на таранной кости.

Для определения mCdPTA и mCrDTA измеряется угол между механической осью и линией ориентации сустава на каудо-проксимальной и каудо-дистальной стороне кости. Референсные значения представлены в таблице.

С начала проведения TPLA для лечения заболевания краниальной крестовидной связки, исследователи широко изучали угол ориентации проксимального сустава большеберцовой кости. Данный угол часто описывается как tibial slope или проксимальный угол большеберцовой кости, и он соответствует mCdPTA (механический, каудальный, проксимальный угол большеберцовой кости). Значение для угла нормального плата была описана во множественных изучениях, и оно варьирует, но обычно составляет 24º-26º.

 

Рисунок 5. Линии ориентации суставов (зеленый) и механическая ось (красный) большеберцовой кости собак во фронтальной (A) и сагиттальной (B) плоскостях в которых исчисляется угол ориентации суставов (желтый). mCdPTA – механический каудальный проксимальный угол большеберцовой кости; mCrDTA – механический краниальный дистальный угол большеберцовой кости; mMDTA – механический медиальный дистальный угол большеберцовой кости; mMPTA – механический медиальный проксимальный угол большеберцовой кости.
Источник: Veterinary Surgery Small Animal (2 Volume Set, Second Edition 2018)

Таблица 6. Средние углы ориентации суставов, измеренные у Лабрадор ретривера.

 

Фронтальная

Сагиттальная

 

mMPTA

mMDTA

mCdPTA

mCrDTA

Лабрадор ретривер, среднее значение, градус
(фронтальная n = 70, сагиттальная n = 104)

93

96

64

82

Амплитуда, градус

89.8 – 97.0

91.3 –101.4

63.1 – 64.5

80.9 – 82.5

mCdPTA – механический, каудальный, проксимальный угол большеберцовой кости; mCrDTA – механический краниальный дистальный угол большеберцовой кости; mMDTA – механический медиальный дистальный угол большеберцовой кости; mMPTA – механический медиальный проксимальный угол большеберцовой кости.