Конусно-лучевая компьютерная томография в диагностике плоских деформаций стопы: проспективное исследование

INTRODUCTION: Flat deformities are one of the most common pathological changes of the feet. Flatfeet is a disease with high social significance, since it not only affects on the quality of life, but is also an important factor in classification of fitness for military service. The main method of diagnosis of these diseases is radiography of the feet in a lateral projection in the standing position. Despite numerous publications describing various methods for assessing the ratio of the bones of the foot, there is no consensus in the scientific community about the exact criteria for flatfoot and its degrees. At the same time, it is noted that the final conclusion is influenced not only by the method of evaluating the finished image, but also by the method of conducting the study. The construction of modern digital X-ray systems in most cases is not adapted for classical X-ray podography, and the study without special devices and the impossibility of strict adherence to the methodology lead to significant distortions of the results. It follows from this that specialized equipment is required for the diagnosis of flatfoot deformities, which allows developing a unified methodology for conducting research and limiting the possibilities of simulations and aggravations.OBJECTIVE: To determine the possibilities of cone-beam computed tomography in the diagnosis of flatfoot deformities in a standing position with a natural load.MATERIALS AND METHODS: This study included 100 patients underwent examination at the S.M.Kirov Military Medical Academy. All patients were examined using the classical radiography and using the cone-beam computed tomograph (CBCT) «ATRISS» (Electron, Russia). Tomograms were evaluated by two methods: using an averaged image and using a thin slice. The study was conducted by two doctors with the determination of the height and angle of the arch of the foot, followed by an assessment of the degree of flatfoot. Statistics. Statistical analysis was performed using Medcalc software (version 18.2.1). The absolute results of measurements for longitudinal and transverse flatfoot obtained by various methods were compared, as well as the time spent on the study (Wilcoxon and Friedman criteria), the degree of correlation between measurements (Spearman’s criterion), as well as the degree of consistency of the conclusions of two experts to identify longitudinal and transverse flat feet (Kappa-Cohen coefficient). RESULTS: Angle measurements in absolute values did not differ significantly between all the methods used (p=0.1803). There were significant differences between measurements of the height of the arch of the foot between the X-ray method and CBCT (p<0.01). In a comparative analysis of radiography and CBCT, two experts noted a high consistency of research results. CBCT made it possible to perform studies with less time (p<0.01). The effective dose for CBCT is significantly higher than for radiography (p<0.01), but does not exceed 0.12 mSv.DISCUSSION: According to the results of the study, it was found that the effectiveness of CBCT in the diagnosis of flatfoot deformities is not worse than classical radiography. At the same time, the CBCT allows you to avoid positioning errors, stacking and cases of attempted simulation. The effective dose for CBCT allows using the technique as a preventive study. Also, CBCT has a high throughput and allows you to get significantly more information in one scan than with radiography.CONCLUSION: CBCT in a standing position with a natural load is not worse then classical radiography techniques in the accuracy of diagnosis of flatfoot deformities. At the same time, the CBCT has extensive postprocessing capabilities, higher throughput, low radiation load, and also reduces the likelihood of methodological errors and cases of aggravation. CBCT is promising in the consciousness of a universal methodology for measuring and classifying of flatfoot with a more precise formulation of setting points for measuring the angles of the arch and deviation of the hallux.ВВЕДЕНИЕ: Плоские деформации являются одними из наиболее часто встречающихся патологических изменений стоп. Плоскостопие является заболеванием с высоким социальным значением, поскольку не только оказывает влияние на качество жизни отдельного человека, но и является важным фактором классификации на различные категории годности к военной службе. Основным методом диагностики этих заболеваний является рентгенография стоп в боковой проекции в условиях естественной нагрузки. Несмотря на многочисленные публикации, в которых описываются различные методики оценки соотношения костей стопы, в научной среде отсутствует единое мнение о точных критериях плоскостопия и его степеней. При этом отмечается, что на итоговое заключение влияет не только способ оценки готового изображения, но и особенности его получения. Конструкция современных цифровых рентгеновских аппаратов в большинстве случаев не приспособлена для проведения классической рентгеновской подографии, а выполнение исследования без специальных устройств и невозможность строгого соблюдения методики приводят к значительным искажениям результатов. Из этого следует, что для диагностики плоских деформаций стоп требуется специализированное оборудование, позволяющее разработать единую методику проведения исследования и ограничивающую возможности симуляций и агграваций.ЦЕЛЬ: Определить возможности конусно-лучевой компьютерной томографии в диагностике плоской деформации стоп в положении стоя с естественной нагрузкой.МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В данном исследовании принимали участие 100 пациентов, проходивших обследование в Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. Все пациенты были обследованы с использованием классической методики рентгенографии и с использованием конусно-лучевого компьютерного томографа (КЛКТ) «АТРИСС» («Электрон», Россия). Томограммы оценивались двумя методиками: с использованием усредненного изображения и с использованием тонкого среза. Исследование проводилось двумя врачами с определением высоты и угла свода стопы с последующей оценкой степени плоскостопия.Статистика. Статистический анализ проводился с использованием программного обеспечения Medcalc (версия 18.2.1). Сравнивались абсолютные результаты измерений на продольное и поперечное плоскостопие, полученные различными методиками, а также врем, затраченное на исследование (критерии Уилкоксона и Фридмана), степень корреляции между измерениями (критерий Спирмена), а также степень согласованности заключений двух экспертов на выявление продольного и поперечного плоскостопия (коэффициент Каппа-Коэна).РЕЗУЛЬТАТЫ: Измерения углов в абсолютных значениях значимо не различались между всеми используемыми методиками (p=0,1803). Отмечались значимые различия между измерениями высоты свода стопы между рентгенологическим методом и КЛКТ (p<0,01). При сравнительном анализе рентгенографии и КЛКТ двумя экспертами отмечалась высокая согласованность результатов исследований. КЛКТ позволяла выполнять исследования с меньшими затратами времени (р<0,01). Эффективная доза при КЛКТ значимо больше, чем при рентгенографии (р<0,01), но не превышает 0,12 мЗв.ОБСУЖДЕНИЕ: По итогам исследования было установлено, что эффективность КЛКТ в диагностике плоских деформаций стопы не уступает классической рентгенографии. При этом КЛКТ позволяет избежать ошибок позиционирования, укладки и случаев попытки симуляции. Эффективная доза при КЛКТ позволяет использовать методику в качестве профилактического исследования. Также КЛКТ обладает высокой пропускной способностью и позволяет за одно сканирование получить существенно больше информации, чем при рентгенографии.ЗАКЛЮЧЕНИЕ: КЛКТ с вертикальной нагрузкой не уступает классическим методикам рентгенографии в точности диагностики плоских деформаций стопы. При этом КЛКТ обладает широкими возможностями постпроцессорной обработки, более высокой пропускной способностью, низкой лучевой нагрузкой, а также позволяет снизить вероятность методологических ошибок и случаев аггравации. КЛКТ перспективна в сознании универсальной методики измерения и классификации плоскостопия с более точной формулировкой постановки точек для измерения углов свода и отклонения большого пальца стопы

МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ МЫШЦ В ДИАГНОСТИКЕ ПОСТНАГРУЗОЧНОГО РАБДОМИОЛИЗА

Introduction. Rhabdomyolysis is destruction syndrome of striated skeletal muscle characterized by myalgia, an increase of creatine phosphokinase level (CPK), serum myoglobin and myoglobulinuria. This review presents the analysis of five cases of acute postexercise rhabdomyolysis happened to militaries, complicated by pigmentary nephropathy with the description of clinical and laboratory studies, magnetic resonance imaging (MRI), electroneuromyographic and morphological features. The purpose of the study is the clinical assessment of MRI for the diagnosis of postexercise rhabdomyolysis. Results. A comparative assessment demonstrated that in the presented clinical cases in the muscle groups with minimal edematous changes, an increase in the MR signal was observed at T2-WISPAIR, as well as in diffusion-weighted images (factor b — 0, 500, 1000), at the same time on all other pulse sequences (including STIR) changes in signal intensity were not detected. Conclusion. There was shown that in mild cases of rhabdomyolysis, the regression of MR manifestations corresponds to a decrease in laboratory parameters of CPK and myoglobin, whereas in severe forms of rhabdomyolysis, the regression of MR manifestations is significantly slowed down relative to laboratory indicators, and in the place of necrosis areas, the foci of degeneration form (hyperintensive on T1 and T2-WI, hypo-intensive on T1-WI-SPIR and T2-WI-SPAIR). Morphologically confirmed the fact of pronounced hemorrhage in the compartment syndrome due to postload rhabdomyolysis (hyperintensive sites on T1-WI and T1-WI-SPIR, iso-, hypointensive on T2-WI, T2-WI-SPAIR).Введение. Рабдомиолиз — это синдром деструкции мышечных волокон поперечнополосатой скелетной мускулатуры, характеризующийся миалгией, резким повышением уровня креатинфосфокиназы (КФК), миоглобина сыворотки и миоглобулинурией. Материалы и методы. В статье представлен анализ пяти случаев острого постнагрузочного рабдомиолиза различной степени выраженности у молодых людей мужского пола (Т., 21 год; Л., 22 года; С., 30 лет; П., 20 лет; Ф., 17 лет), осложненного пигментной нефропатией с описанием клиниколабораторных показателей, магнитно-резонансной томографии (МРТ), электронейромиографических и морфологических особенностей. Цель: оценить возможность клинического применения МРТ при постнагрузочном рабдомиолизе. Результаты исследований. Сравнительная оценка показала, что в представленных клинических случаях в мышечных группах с минимальными отечными изменениями отмечалось повышение МР-сигнала на Т2-ВИ-SPAIR, а также на диффузионно-взвешенных изображениях при факторах взвешенности b-0, b- 500 и b-1000, при этом на всех остальных импульсных последовательностях (в том числе на STIR) изменений интенсивности сигнала не определялось. Выводы. В легких случаях рабдомиолиза регресс МР-проявлений соответствует снижению лабораторных показателей КФК и миоглобина, тогда как при тяжелых формах рабдомиолиза регресс МР-проявлений существенно замедлен относительно лабораторных показателей, а на месте участков некроза формируются очаги жировой дегенерации (гиперинтенсивные на Т1 и Т2-ВИ, гипоинтенсивные на Т1-ВИ-SPIR и Т2-ВИ-SPAIR). Морфологически подтвержден факт выраженных кровоизлияний при компартмент-синдроме вследствие постнагрузочного рабдомиолиза (гиперинтенсивные участки на Т1-ВИ и Т1- ВИ-SPIR, изо-, гипоинтенсивные на Т2-ВИ, Т2-ВИ-SPAIR

Магнитно-резонансный паттерн изменений мышц тазового пояса и нижних конечностей у пациентов с дисферлинопатиями

Introduction. Dysferlinopathy is a phenotypically heterogeneous group of hereditary muscular dystrophies caused by mutations in the dysferlin gene (DYSF). Debut in adolescence, predominantly in physically developed patients, combined with the often subacute development of hypercreatine phosphatemia and edematous muscle changes in MRI often leads to diagnostic errors. Purpose of the study: to determine the most typical MRI pattern of muscle damage of the pelvic girdle and lower limb in patients with dysferlinopathy. Materials and methods. 40 people were examined, among which 20 patients with a clinical picture of dysferlinopathy with an equal ratio of Miyoshi phenotypes and LGMD and an average age of 35 (24; 44) years. Comprehensive clinical and instrumental examination included neurological, electroneuromyographic and molecular genetic studies (NGS). Magnetic resonance imaging of the muscles of the pelvic girdle and lower limb was performed in 20 patients and a control group equivalent in sex and age. Results. The use of semi-quantitative MRI indicators — relative signal intensity — D (D=T1 muscle (STIR) / T1 (STIR) subcutaneous fat layer) made it possible to formulate the characteristics of a common typical MRI pattern of muscle involvement in dysferlinopathy. An increase in the intensity of the relative signal D, T1 in the rear muscle group of the thighs and lower legs, indicating fatty infiltration was observed most frequently, while a decrease in D, STIR values was observed in the anterior and medial muscles of the thighs, reflecting the presence of edema of the previous fatty degeneration of these muscles. Conclusion. In addition to the general idea of muscle involvement in dysferlinopathy, it is advisable to consider the «early», «typical / completed» and «late» MRI patterns of dysferlinopathy that increase the effectiveness of the diagnosis of this disease. In the differential diagnosis of the Miyoshi phenotype from LGMD, one should focus on maintaining normal values of D, T1 from m. gluteus maximus and m. popliteus at all stages of the disease.Введение. Дисферлинопатии — это фенотипически гетерогенная группа наследственных мышечных дистрофий, обусловленных мутациями в гене дисферлина (DYSF). Дебют в подростковом возрасте преимущественно у физически развитых пациентов в сочетании с часто подострым повышением сывороточной креатинфосфокиназы и отечными изменениями мышц при магнитно-резонансной томографии (МРТ) часто приводит к диагностическим ошибкам. Цель исследования: определить наиболее типичный магнитно-резонансный (МР) паттерн поражения мышц тазового пояса и нижних конечностей у пациентов с дисферлинопатиями. Материалы и методы. Обследовано 40 человек, среди которых 20 пациентов с клинической картиной дисферлинопатий с равным соотношением фенотипов Миоши и поясно-конечностной мышечной дистрофией (ПКМД) и средним возрастом — 35 (24; 44) лет. Комплексное клинико-инструментальное обследование включало неврологическое, электронейромиографическое и молекулярно-генетическое исследование (NGS). Магнитно-резонансная томография мышц тазового пояса и нижних конечностей проведена 20 пациентам и эквивалентной по полу и возрасту контрольной группе. Результаты исследований. Использование полуколичественных МР-показателей — относительной интенсивности сигнала — D (D=Т1 мышцы (STIR) /Т1(STIR) подкожно-жирового слоя) позволило сформулировать характеристики общего типичного МР-паттерна вовлечения мышц при дисферлинопатиях. Наиболее часто отмечалось повышение интенсивности относительного сигнала D, Т1-ВИ в задней группе мышц бедер и голеней, свидетельствующее о жировой инфильтрации, тогда как снижение величин D, STIR наблюдалось в передних и медиальных мышцах бедер, что отражало наличие отека, предшествующего замещению жировой тканью данных мышц. Заключение. Кроме общего представления о вовлечении мышц при дисферлинопатиях, целесообразно рассматривать «ранний», «типичный/завершенный» и «поздний» МР-паттерны дисферлинопатий, повышающие эффективность диагностики данного заболевания. В дифференциальной диагностике фенотипа Миоши от ПКМД следует ориентироваться на сохранение нормальных величин D, Т1-ВИ от m. gluteus maximus и m. popliteus на всех стадиях заболевания

ON ALGORITHMS CREATION FOR STRAPDOWN STABILIZED GYROCOMPASS OPERATION BASED ON ELECTRICALLY SUSPENDED GYROSCOPE

The paper presents operation algorithms of ESG-based strapdown stabilized gyrocompass (SSGC) located onboard a mobile vehicle. Initial alignment mode and calibration of drift model coefficients onboard a vehicle is aided by reference attitude (heading, pitch and roll angles) and position data. The required reference attitude parameters can be generated by joint processing of data from MEMS IMU with gyros and accelerometers and GPS compass. Depending on the vehicle dynamics and required accuracy of generated heading, the system may use IMU based on the fiber-optic gyros and accelerometers instead of MEMS to construct the place vertical. Specific features of SSGC algorithms in heading generation are considered. Calibration and corrected operation modes of the system are described. The SSGC uses two ESGs with orthogonal angular momentum vectors, where one gyro is the reference (unit vector of its angular momentum is aligned with the celestial axis) and the other one is virtual (with zero misalignments with respect to the inertial frame, and zero drift model coefficients). Joint processing of SSGC data and external position aiding is realized by extended Kalman filter with full-state feedback control. Simulation modeling results of the system operation algorithms are presented. Simulation modeling has confirmed the system compass effect and determined the time required for calibration of ESG with solid-rotor. The results have been applied at «Concern CSRI “Elektropribor”», JS

Algorithm for Evaluation of Bipolar Defects in Anterior Instability of the Shoulder

Purpose of the study — to justify the algorithm for evaluation of bipolar defects in anterior shoulder instrability using the most accurate, statistically significant and reproducible methods which would make the algorithm applicable in practical surgery.Materials and methods. The authors established 4 groups with 6 patients in each with shoulder instability, group distribution was based on glenoid defect size: small (<15%), moderate (15-19%), large (20-25%) and massive (>25%). All 24 patients underwent 3D-CT, 3D VIBE MRI and shoulder arthroscopy. Measurements were taken by 7 specialists 5 of whom measured defect during arthroscopy. Glenoid defect was measured by linear and sectional relation methods. Pico method on 3D-CT was taken as the “golden standard”. Accuracy was verified by analysis of variance with post-hoc comparison. Reproducibility was evaluated by intraclass correlation coefficient.Results. All groups excluding the one with massive glenoid defects demonstrated significant differences from the model (p≤0,05) for measurements during arthroscopy and examinations by 3D-CT and 3D VIBE MRI. Restrospective analysis confirmed the least accuracy and the worst reproducibility of visual evaluation of glenoid defects less than 25%. Sectional relation method on 3D-CT had the maximum accuracy and reproducibility in all groups (PE = 1,29%±2,39%, ICC = 0,756-0,856), excluding the group with massive defects, where researched measurement methods had close accuracy when applied on 3D-CT, 3D VIBE MRI and during arthroscopy. Linear relation method on 3D-CT overestimated the defect volume at 2,1-7,9% and demonstrated less reliable reproducibility (PE = 3,22%±5,31%, ICC = 0,612-0,621). The highest error (up to 7,9%) was demonstrated by linear method in case of borderline defects in the III group of 20-25%. Insufficient conformity of results for linear (ICC = 0,42) method and moderate conformity for sectional (ICC = 0,62) method were observed during comparison of 3D VIBE MRI with 3D-CT. MRI underestimated the value of small defects and overestimated large defects. Reproducibility of measurements on 3D-CT by different operators was moderate for visual (ICC=0,594) and linear methods (ICC = 0,621) and good for sectional method (ICC = 0,756). Reproducibility of measurements by each operator also was moderate for visual and linear methods (ICC = 0,553 и ICC = 0,612) and good for sectional method (ICC = 0,856). The authors suggested an algorithm for selection of examination method and measurements for defects of articular surfaces which also considers the main factors of prognosis and risk of recurrent instability.Conclusion. Sectional relation method on 3D-CT is the most precise and reproducible method of glenoid defect measurements used in the clinical practice. MRI use without CT is inadmissible for bipolar defects of borderline size. Suggested algorithm allows not to make CT examination at extreme ISIS values and increases the share of osteoplastic surgeries due to identification of off-track injuries with glenoid defects of borderline size (15-25%)