RU2305491C2 - Method for studying and diagnosing pathologic changes in bone tissue in diabetes mellitus cases - Google Patents
Method for studying and diagnosing pathologic changes in bone tissue in diabetes mellitus cases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305491C2 RU2305491C2 RU2003135289/14A RU2003135289A RU2305491C2 RU 2305491 C2 RU2305491 C2 RU 2305491C2 RU 2003135289/14 A RU2003135289/14 A RU 2003135289/14A RU 2003135289 A RU2003135289 A RU 2003135289A RU 2305491 C2 RU2305491 C2 RU 2305491C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bone tissue
- bone
- diabetes
- areas
- ray
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине и может найти применение в клинической медицине, в частности в диабетологии, и может быть использовано для выявления и диагностирования патологии костной ткани, в том числе на ранней стадии, при сахарном диабете (СД), а также для оценки лечебного воздействия на основе морфоденситометрического (МДМ) анализа при помощи видеокомпьютерного комплекса (ВКК), в состав которого входит система "TENETA"®, обеспечивающая проведение мультимедийной поэтапной демонстрации работы с исследуемым биологическим объектом (биообъектом) с применением информационных технологий получения медико-биологической информации, в том числе клинической, например, для дистанционного образования и управления процессом обучения медицинских кадров, использовании телекоммуникационных технологий в сфере медико-биологических работ, использовании методов доказательной медицины и телепатологии, в предоставлении медицинской помощи.The invention relates to medicine and can be used in clinical medicine, in particular in diabetology, and can be used to identify and diagnose bone pathology, including at an early stage, in diabetes mellitus (DM), as well as to evaluate the therapeutic effect on the basis of morphodensitometric (MDM) analysis using a video computer complex (VCC), which includes the TENETA ® system , which provides a multimedia phased demonstration of work with the biological object under study (bio object) using information technologies for obtaining biomedical information, including clinical information, for example, for distance education and managing the process of training medical personnel, using telecommunication technologies in the field of biomedical work, using evidence-based medicine and telepathology methods, and providing medical care .
В настоящее время эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что сахарный диабет на современном этапе является третьим по распространенности заболеванием. По прогнозам этой международной организации, количество больных сахарным диабетом к 2025 году в развитых странах увеличится на 41% (с 51 до 72 млн. человек). В развивающихся странах к этому времени ожидается увеличение численности больных СД на 170%. В глобальном масштабе распространенность СД увеличится на 122%, со 135 до 300 млн. человек. Рост заболеваемости более чем в 2 раза будет обусловлен увеличением общей популяции, а также старением населения.Currently, epidemiological data indicate that diabetes at the present stage is the third most common disease. According to the forecasts of this international organization, the number of patients with diabetes by 2025 in developed countries will increase by 41% (from 51 to 72 million people). In developing countries, by this time an increase in the number of patients with diabetes is expected by 170%. Globally, the prevalence of diabetes will increase by 122%, from 135 to 300 million people. An increase in the incidence of more than 2 times will be due to an increase in the general population, as well as an aging population.
Нарушение состояния костной ткани, в том числе изменение ее минеральной плотности (МПК), может быть связано с наличием различного рода заболеваний, например, таких как диабетические остеопороз, остеопения и т.д., являющиеся одной из причин госпитализации этого контингента больных, частых переломов и т.п.Violation of the state of bone tissue, including a change in its mineral density (BMD), can be associated with the presence of various kinds of diseases, such as diabetic osteoporosis, osteopenia, etc., which are one of the reasons for the hospitalization of this group of patients, frequent fractures etc.
Данное заболевание представляет собой системное поражение скелета, характеризующееся уменьшением массы костной ткани и нарушением ее микроархитектоники с последующим нарастанием хрупкости кости и склонности к возникновению переломов. Костная масса и плотность костной ткани могут быть измерены с достаточными показателями точности и воспроизводимости - этот показатель лежит в основе практического определения остеопороза в клинике.This disease is a systemic lesion of the skeleton, characterized by a decrease in bone mass and a violation of its microarchitectonics, followed by an increase in bone fragility and a tendency to fractures. Bone mass and bone density can be measured with sufficient indicators of accuracy and reproducibility - this indicator underlies the practical definition of osteoporosis in the clinic.
Проблема усугубляется отсутствием методов, позволяющих проводить исследования костной ткани с целью раннего доклинического выявления нарушений и проведения адекватной коррекции и лечения с возможностью контроля лечебного воздействия.The problem is exacerbated by the lack of methods to conduct bone tissue research with the aim of early preclinical detection of disorders and adequate correction and treatment with the ability to control therapeutic effects.
В большинстве случаев, например, диабетическая остеопатия протекает бессимптомно или малосимптомно и диагностируется уже при наличии патологических переломов костей. Наиболее часто пациенты предъявляют жалобы на боли в костях и суставах различной интенсивности и локализации: в стопах (в половине случаев), голеностопных и тазобедренных суставах, позвоночнике, усиливающиеся после физической нагрузки, при длительном пребывании в одном положении, которые облегчались или исчезали после отдыха лежа. Кроме того, больные предъявляли жалобы на деформацию суставов стопы и ограничение их подвижности. У 9% пациентов с СД 1 типа и 5% с СД 2 типа выявлены переломы позвонков и костей стоп в анамнезе.In most cases, for example, diabetic osteopathy is asymptomatic or asymptomatic and is diagnosed even in the presence of pathological bone fractures. Most often, patients complain of pain in bones and joints of varying intensity and localization: in the feet (in half the cases), ankle and hip joints, spine, aggravated after physical exertion, with a long stay in one position, which were relieved or disappeared after resting lying down . In addition, patients complained of deformation of the joints of the foot and limitation of their mobility. In 9% of patients with
Известен способ диагностики патологии костной ткани при заболевании СД методом рентгенографии, включающий исследование рентгеновского изображения, по которому выявляют патологические изменения в костно-суставной системе, выраженность которых зависит от длительности основного заболевания (журнал "Остеопороз и остеопатия", М.: Медицина, №3, стр.7-8, 1998 г.)A known method for diagnosing bone pathology in diabetes with X-ray diffraction, including the study of an X-ray image, which reveals pathological changes in the osteoarticular system, the severity of which depends on the duration of the underlying disease (journal "Osteoporosis and osteopathy", M .: Medicine, No. 3 , pp. 7-8, 1998)
Данный способ исследования является недостаточно информативным и точным. Он не позволяет выявлять наличие изменений в костной ткани в раннем периоде развития заболевания, т.к. аппаратная система и носители информации о результатах исследований, используемые в данном случае, позволяют оценить изменения в достаточно позднем периоде развития заболевания, когда дефицит костной ткани составляет 30-50%.This research method is not sufficiently informative and accurate. It does not allow to detect the presence of changes in bone tissue in the early period of the disease, because the hardware system and data carriers of research results used in this case allow us to evaluate changes in a fairly late period of the disease, when bone deficiency is 30-50%.
За ближайший аналог принят способ диагностики патологии костной ткани при СД с использованием метода двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (рентгеновская денситометрия, РД), включающий исследование костно-суставной системы, по его изображению, с последующим измерением минеральной плотности костной ткани в любом участке скелета с использованием оптических характеристик кости при облучении ее диапазоном электромагнитных излучений рентгеновского диапазона и с учетом корреляции между оптическими показателями и рентгеновским излучением, прошедшим через костную ткань, с последующим определением степени ее минерализации. На основе выявленной корреляции разработаны методы определения степени минерализации (Mazess, RB, "Bone densitometry using dial - energ x - ray absorbtiometry, Surr. Opin. Ort hop." 1996, №7, стр.5-11).The closest analogue is a method for diagnosing bone pathology in diabetes using the method of dual-energy X-ray absorptiometry (X-ray densitometry, RD), including the study of the bone-articular system, according to its image, followed by measurement of bone mineral density in any part of the skeleton using optical characteristics bone when it is irradiated with a range of electromagnetic radiation of the x-ray range and taking into account the correlation between optical parameters and x-ray radiation transmitted through the bone tissue, with subsequent determination of the degree of its mineralization. Based on the revealed correlation, methods for determining the degree of mineralization have been developed (Mazess, RB, "Bone densitometry using dial-energ x-ray absorbtiometry, Surr. Opin. Ort hop." 1996, No. 7, pp. 5-11).
Основным недостатком известного способа является незначительная область использования способа из-за низкой достоверности информации о состоянии костной ткани, невозможности выявить изменения в ней на более ранних этапах.The main disadvantage of this method is the insignificant area of use of the method due to the low reliability of information about the state of bone tissue, the inability to detect changes in it at earlier stages.
Это обусловлено тем, что с помощью данного способа выявляют патологию костной ткани у 54% пациентов с СД, независимо от его типа. Между длительностью СД и снижением МПКТ существует средней силы отрицательная корреляционная связь (СД 1 типа: r=-0,37, р=0,0055, СД 2 типа: r=-0,44, р=0,02). Более всего эта зависимость выражена у больных СД в молодом возрасте (до 50 лет): у мужчин r=-0,75, р=0,03, у женщин r=-0,54, р=0,04). Данный способ информативен в тех случаях, когда имеет место только изменение минеральной плотности костной ткани (МПКТ). Однако этому предшествуют патологические изменения на клеточном, гистологическом и мезаструктурном уровнях, а именно: в соотношении активности остеобластов и остеокластов. Затем происходит изменение ее трабекулярной структуры костной ткани, что проявляется в изменении ее ультраструктуры. На последующих этапах вследствие активности остеокластов, приводящих к деминерализации костной ткани, наблюдают изменения плотностных характеристик, которые регистрируют известный способ.This is due to the fact that using this method, bone pathology is detected in 54% of patients with diabetes, regardless of its type. A negative correlation relationship exists between the duration of diabetes and the decrease in BMD (
Задачей изобретения является расширение диапазона использования способа исследования и диагностики патологии костной ткани у больных СД за счет возможности проводить исследования и диагностирование костной ткани при заболевании СД с целью выявления патологических нарушений, в том числе ранних доклинических, проведения адекватной коррекции и контролируемого лечебного воздействия на основе повышения точности, информативности, достоверности, эффективности и упрощения на основе принципов доказательной медицины.The objective of the invention is to expand the range of use of the method of research and diagnosis of bone tissue pathology in patients with diabetes due to the ability to conduct research and diagnosis of bone tissue with diabetes in order to identify pathological disorders, including early preclinical, adequate correction and controlled therapeutic effect based on increasing accuracy, information, reliability, efficiency and simplification based on the principles of evidence-based medicine.
Сущность изобретения заключается в том, что способ исследования и диагностики патологии костной ткани при сахарном диабете, включающий исследование заданных участков по изображению, сравнение этих участков с участками костной ткани данного класса и определение по его результатам состояния костной ткани, отличается тем, что изображение, по крайней мере, части костной ткани, формируют по данным носителя информации, являющимся результатом инструментального исследования, морфоденситометрически преобразуют его до изображения реальной костной ткани путем формирования морфофункциональной структуры в виде графа, разделяющего губчатую часть костной ткани морфофункциональными границами на структурно-функциональные участки, сравнивают морфо-функциональные показатели этих участков, по крайней мере, губчатой части костной ткани: конформацию и конфигурацию графа, его замкнутые и разомкнутые элементы, зоны накопления веществ и при наличии изменений конформации, конфигурации, количества замкнутых и разомкнутых элементов, наличии зон накопления веществ выявляют патологическое состояние костной ткани при сахарном диабете. В качестве носителя информации используют результат исследований с использованием рентгеновского излучения. Используют, по крайней мере, результат рентгеноденситометрического исследования. Участки между графом цветокодируют путем задания цветовых оттенков с учетом распределения величин оптических плотностей.The essence of the invention lies in the fact that the method of research and diagnosis of bone tissue pathology in diabetes mellitus, including the study of predetermined areas in the image, comparing these areas with areas of bone tissue of this class and determining the state of bone tissue by its results, differs in that at least parts of the bone tissue are formed according to the information carrier, which is the result of instrumental research, morphodensitometrically transform it to an image of real tissue by forming a morphofunctional structure in the form of a graph dividing the spongy part of the bone tissue by morphofunctional boundaries into structurally functional sections, compare the morphological and functional indicators of these sections of at least the spongy part of the bone tissue: the conformation and configuration of the graph, its closed and open elements , zones of accumulation of substances and in the presence of changes in conformation, configuration, the number of closed and open elements, the presence of zones of accumulation of substances reveal pathological th state of bone tissue in diabetes. As an information carrier, the result of studies using x-ray radiation is used. At least the result of an X-ray densitometric study is used. The sections between the graph are color-coded by setting the color shades taking into account the distribution of optical densities.
Использование изобретения позволяет получить следующий технический результат.Using the invention allows to obtain the following technical result.
Способ позволяет получить более объективную картину изменений в костной ткани на уровне ее структуры, основными характеристиками которой являются морфофункциональные показатели, являющимися предикторами сахарного диабета. Кроме этого, способ позволяет выявить предсказуемые локальные зоны первоначальных изменений в костной ткани, что позволит значительно снизить лучевую нагрузку на организм из-за возможности проведения прицельного исследования этой зоны с использованием рентгеновского излучения. Метод эффективен для скринингового обследования для выявления групп больных, имеющих предрасположенность к сахарному диабету, с целью проведения таких профилактических мероприятий, как медикаментозное и физиотерапевтическое адресное лечение, в том числе в части диетологии и т.д., в конечном итоге уменьшить обращаемость заболевших за специализированной хирургической помощью. Использование метода МДМ анализа в данном случае позволяет проводить дистанционную диагностику, консультации и т.п.The method allows to obtain a more objective picture of changes in bone tissue at the level of its structure, the main characteristics of which are morphofunctional indicators, which are predictors of diabetes mellitus. In addition, the method allows to identify predictable local areas of initial changes in bone tissue, which will significantly reduce radiation exposure to the body due to the possibility of conducting targeted studies of this area using x-ray radiation. The method is effective for screening to identify groups of patients who are predisposed to diabetes mellitus, with the aim of carrying out preventive measures such as drug and physiotherapeutic targeted treatment, including dietetics, etc., to ultimately reduce the patient's referral for specialized surgical help. Using the MDM analysis method in this case allows remote diagnostics, consultations, etc.
Технический результат достигается за счет того, что при обследовании больных с заболеванием СД впервые применен способ на основе компьютерного морфоденситометрического анализа фрагментов рентгеноденситограмм, позволяющий объективизировать оценку выявленных по ним изменений в костной ткани при сахарном диабете и количественно охарактеризовать зоны возможных патологических изменений костной ткани.The technical result is achieved due to the fact that when examining patients with diabetes, for the first time, a method based on computer morpho-densitometric analysis of fragments of X-ray densitograms was applied, which allows to objectively evaluate the changes in bone tissue revealed by them in diabetes mellitus and to quantitatively characterize areas of possible pathological changes in bone tissue.
Кроме того, способ позволил проанализировать внутреннюю структуру кости неинвазивным методом, компьютерно препарируя ее до участков, характеризующих текстуру губчатой кости, а также определить, что губчатое вещество и кортикальный слой костной ткани при сахарном диабете поражаются одновременно, что обусловлено изменениями морфофункциональной активности остеобластов и остеокластов.In addition, the method made it possible to analyze the internal structure of the bone by a non-invasive method, computer-aided preparation of it to areas characterizing the texture of the spongy bone, and also to determine that the spongy substance and cortical layer of bone tissue in diabetes mellitus are affected simultaneously, due to changes in the morphofunctional activity of osteoblasts and osteoclasts.
Создан системный диагностический подход, основанный на применении комплексных методов диагностики диабетической остеопатии, позволяющий объективизировать ее морфологические проявления, что способствует повышению эффективности терапевтических и профилактических мероприятий, исследование костной ткани позволяет объективно оценить состояние ее структурных элементов, их локальных зон архитектоники с помощью морфофункциональных параметров в виде графических представлений и других морфоденситометрических показателей.A systematic diagnostic approach based on the use of complex diagnostic methods for the diagnosis of diabetic osteopathy has been created, which makes it possible to objectify its morphological manifestations, which helps to increase the effectiveness of therapeutic and preventive measures, the study of bone tissue makes it possible to objectively assess the state of its structural elements, their local architectonics using morphofunctional parameters in the form graphic representations and other morphodensitometric indicators.
В основу способа положен впервые установленный авторами факт, что губчатое вещество и кортикальный слой костной ткани поражаются при сахарном диабете одновременно,The method is based on the fact for the first time established by the authors that the spongy substance and the cortical layer of bone tissue are affected in diabetes at the same time,
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где представлены:The invention is illustrated by graphic materials, which represent:
на фиг.1 - исходное изображение фрагмента костной ткани (в норме и патологии), а также их морфоденситометрические преобразования;figure 1 - the original image of a fragment of bone tissue (normal and pathological), as well as their morphodensitometric transformations;
на фиг.2 - гистограмма изменения оптической плотности при сканировании костной ткани;figure 2 is a histogram of changes in optical density when scanning bone tissue;
на фиг.3 - однотонно окрашенные изображения фрагментов костной ткани (слева) и их цветокодированные увеличенные изображения с выделенными графами;figure 3 - monotonously colored images of fragments of bone tissue (left) and their color-coded enlarged images with highlighted graphs;
на фиг.4 - цветокодированные изображения с выделенными графамиfigure 4 - color-coded image with highlighted graphs
с помощью МДМ преобразований системой "TENETA"®;using MDM transformations with the TENETA ® system ;
на фиг.5 - изображение фрагмента костной ткани (в норме и патологии, а также их морфоденситометрические изображения) и изображения с выделенными графами;figure 5 - image of a fragment of bone tissue (normal and pathological, as well as their morphodensitometric images) and images with highlighted graphs;
на фиг.6 - изображения с выделенной МДМ операцией архитектоникой с помощью системы "TENETA"®;figure 6 - image with highlighted MDM operation architectonics using the system "TENETA"®;
на фиг.7-9 - таблицы;7-9 are tables;
на фиг.10 - блок-схема, характеризующая единую систему сопоставления различных функциональных и морфологических методов обследований патологии костной ткани при сахарном диабете.figure 10 is a block diagram characterizing a single system for comparing various functional and morphological methods for examining bone pathology in diabetes mellitus.
Проводят инструментальное исследование костной ткани по его изображению, сравнивают изображения этих участков с изображениями участков костной ткани данного класса и определяют по результатам сравнения состояние костной ткани. Изображение, по крайней мере, в части костной ткани формируют по данным носителя информации, являющимся результатом инструментального исследования, морфоденситометрически преобразуют его до изображения реальной костной ткани путем формирования морфофункциональной структуры в виде графа, разделяющего губчатую часть костной ткани морфофункциональными границами на структурно-функциональные участки, сравнивают морфофункциональные показатели этих участков, по крайней мере, губчатой части костной ткани: конформацию и конфигурацию графа, его замкнутые и разомкнутые элементы, зоны накопления веществ и при наличии изменений конформации, конфигурации, количества замкнутых и разомкнутых элементов, наличии зон накопления веществ выявляют патологическое состояние костной ткани при сахарном диабете. В качестве носителя информации используют результат исследований с использованием рентгеновского излучения. Используют, по крайней мере, результат рентгеноденситометрического исследования. Участки между графом цветокодируют путем задания цветовых оттенков с учетом распределения величин оптических плотностей.An instrumental study of bone tissue is carried out according to its image, images of these areas are compared with images of bone tissue sections of a given class, and the state of bone tissue is determined by comparison. The image, at least in the part of the bone tissue, is formed according to the data carrier, which is the result of an instrumental study, morpho-densitometrically transform it to the image of the real bone tissue by forming a morphofunctional structure in the form of a graph dividing the spongy part of the bone tissue with morphofunctional borders into structurally functional areas, compare the morphological and functional indicators of these areas, at least the spongy part of the bone tissue: conformation and configuration of gra and its open and closed elements, materials and storage zone in the presence of conformational changes, configuration, number of closed and open cells, the presence of accumulation zones substances reveal pathological condition of bone tissue in diabetes. As an information carrier, the result of studies using x-ray radiation is used. At least the result of an X-ray densitometric study is used. The sections between the graph are color-coded by setting the color shades taking into account the distribution of optical densities.
Клинические исследования проводились в лаборатории кафедры эндокринологии и диабетологии, биохимической кафедры медицинской радиологии при Радиологическом центре Российской медицинской академии последипломного образования (РМАПО) и в биохимической лаборатории Центральной клинической больницы Министерства путей сообщения (ЦКБ МПС). Полученные лабораторные данные сравнивали с собственными результатами контрольной группы, которая состояла из 40 здоровых людей без сахарного диабета, заболеваний костно-суставной системы, щитовидной и паращитовидных желез, почек, онкологических и других хронических заболеваний. Данный контингент обращался в консультативно-диагностическое отделение ЦКБ МПС во время прохождения регулярных медицинских освидетельствований как сотрудники железнодорожной службы.Clinical studies were conducted in the laboratory of the Department of Endocrinology and Diabetology, the Biochemical Department of Medical Radiology at the Radiological Center of the Russian Medical Academy of Postgraduate Education (RMAPO) and in the biochemical laboratory of the Central Clinical Hospital of the Ministry of Railways (TsKB MPS). The obtained laboratory data were compared with the own results of the control group, which consisted of 40 healthy people without diabetes, diseases of the osteoarticular system, thyroid and parathyroid glands, kidneys, oncological and other chronic diseases. This contingent turned to the consultative and diagnostic department of the Central Clinical Hospital of the Ministry of Railways during regular medical examinations as employees of the railway service.
Учитывая применение различных методик, определяли достоверные показатели, которые позволили бы сопоставить эффективность использованных методов диагностики, а именно определения костных маркеров, таких как паратгормон, остеокальцин и С-терминальный телопептид, рентгенографии, УЗ денситометрия, остеосцинтиграфии, рентгеностеоденситометрии и морфоденситометрия. Были определены следующие показатели: точность метода, его чувствительность и специфичность.Considering the use of various methods, reliable indicators were determined that would allow us to compare the effectiveness of the diagnostic methods used, namely the determination of bone markers, such as parathyroid hormone, osteocalcin and C-terminal telopeptide, radiography, ultrasound densitometry, osteoscintigraphy, X-ray stenodensitometry and morphodensitometry. The following indicators were determined: the accuracy of the method, its sensitivity and specificity.
Исследуя уровень ПТГ у больных с СД, было выявлено 7,5% случаев, выходящих за рамки нормальных значений. Изменение уровня остеокальцина в опытной группе выявлено у 10% больных. При анализе результатов значений С-терминального телопептида, было получено, что у 26% пациентов уровень СТх оказался повышенным.Examining the level of PTH in patients with diabetes, 7.5% of cases were found that went beyond normal values. A change in the level of osteocalcin in the experimental group was detected in 10% of patients. When analyzing the results of C-terminal telopeptide values, it was found that in 26% of patients the level of CTx was elevated.
При сравнении лабораторных методик определения костных маркеров самым точным и чувствительным методом определен метод определения С-терминального телопептида (точность 43%, чувствительность 26%). Определение ПТГ обладает точностью 29% и чувствительностью 7,5%, определение остеокальцина - точностью 28%, чувствительностью - 6%. Специфичность всех методов лабораторной диагностики определена как 100%.When comparing laboratory methods for determining bone markers with the most accurate and sensitive method, the method for determining the C-terminal telopeptide was determined (accuracy 43%,
Таким образом, среди лабораторных диагностических методик наиболее информативным на основании определенных показателей, т.е. точности и чувствительности, является определение уровня С-терминального телопептида. Определение ПТГ и ОК, по результатам собственных наблюдений, является гораздо менее точными и менее чувствительными методами диагностики патологии костного метаболизма.Thus, among laboratory diagnostic methods, the most informative based on certain indicators, i.e. accuracy and sensitivity, is the determination of the level of C-terminal telopeptide. The determination of PTH and OK, according to the results of our own observations, is much less accurate and less sensitive methods for diagnosing the pathology of bone metabolism.
Контрольная группа (группа сравнения) состояла из 22 женщин (10-ти молодых до 50 лет и 12-ти пожилых старше 50 лет) и 18 мужчин (8-ми молодых до 50 лет и 10-ти пожилых старше 50 лет). Средний возраст обследованных составил 50,8±2,45 лет, что соответствовало среднему значению возраста пациентов с сахарным диабетом (47,7±2,8 лет, р>0,1).The control group (comparison group) consisted of 22 women (10 young under 50 and 12 elderly over 50) and 18 men (8 young under 50 and 10 elderly over 50). The average age of the examined was 50.8 ± 2.45 years, which corresponded to the average age of patients with diabetes mellitus (47.7 ± 2.8 years, p> 0.1).
Для изучения функции ремоделирования костной ткани изучалась концентрация остеокальцина (ОК) и паратиреоидного гормона (ПТГ). Исследование всех костных маркеров проводились в клинической лаборатории Радиологического центра Российской Медицинской Академии последипломного образования (РМАПО).To study the function of bone remodeling, the concentration of osteocalcin (OK) and parathyroid hormone (PTH) was studied. All bone markers were examined in the clinical laboratory of the Radiological Center of the Russian Medical Academy of Postgraduate Education (RMAPO).
Для изучения состояния костной системы наблюдаемых больных использовали рентгенологическое, рентгеноостеоденсиометрическое (двухэнергетическая абсорбциометрия) и радиоизотопное исследование костной системы (остеосцинтиграфия).To study the state of the skeletal system of the observed patients, X-ray, X-ray osteodensiometric (dual-energy absorptiometry) and radioisotope studies of the skeletal system (osteoscintigraphy) were used.
Данные инструментальных методов диагностики сравнивали с собственными результатами контрольной группы (группы сравнения), которая состояла из 40 здоровых людей без сахарного диабета, заболеваний костно-суставной системы, щитовидной и паращитовидных желез, почек, онкологических и других хронических заболеваний, которые амбулаторно обращались к специалистам кафедр медицинской радиологии, эндокринологии и диабетологии РМАПО с жалобами на боли в различных областях костно-суставной системы. Контрольная группа (группа сравнения) состояла из 24-х женщин (9-ти молодых до 50 лет и 15-ти пожилых старше 50 лет) и 16 мужчин (7-ми молодых до 50 лет и 9-ти пожилых старше 50 лет). Средний возраст обследованных составил 51,6±3,15 лет, что соответствовало среднему значению возраста пациентов с сахарным диабетом (47,7±2,8 лет, р>0,1).The data of instrumental diagnostic methods were compared with the own results of the control group (comparison group), which consisted of 40 healthy people without diabetes mellitus, diseases of the osteoarticular system, thyroid and parathyroid glands, kidneys, oncological and other chronic diseases, which outpatiently applied to department specialists medical radiology, endocrinology and diabetology RMAPO with complaints of pain in various areas of the osteoarticular system. The control group (comparison group) consisted of 24 women (9 young under 50 and 15 elderly over 50) and 16 men (7 young under 50 and 9 elderly over 50). The average age of the examined was 51.6 ± 3.15 years, which corresponded to the average age of patients with diabetes mellitus (47.7 ± 2.8 years, p> 0.1).
Рентгенологическое исследование костей и суставов стоп, кистей рук, поясничного и грудного отдела позвоночника проводилось на аппарате Siemens 300 (Германия).X-ray examination of bones and joints of the feet, hands, arms, lumbar and thoracic spine was performed on a Siemens 300 apparatus (Germany).
Двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (рентгеновская денситометрия, РД) в настоящем исследовании проводилась с использованием рентгеновских денситометров Prodigy фирмы Lunar (США) и QDR-4500 фирмы Hologic (США). Метод сбора данных - рентгеновский двухмерный пучок с механическими перемещениями во время исследования.Dual-energy X-ray absorptiometry (X-ray densitometry, RD) in this study was carried out using Prodigy X-ray densitometers (Lunar (USA) and QDR-4500 (Hologic (USA)). The method of data collection is an x-ray two-dimensional beam with mechanical displacements during the study.
Определяли МПКТ поясничного отдела позвоночника L1-L4 (в передне-задней проекции) и проксимального отдела одной из бедренных костей: в шейке бедра, большом вертеле и в бедре в целом. Эффективная доза для пациента не превышала 75 μЗв. Диагностическую оценку результатов измерений состояния костной ткани по рекомендации исследовательской группы ВОЗ проводили по критерию Т, которые были разработаны для двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (рентгеновской денситометрии) и ультразвуковой денситометрии:The BMD of the lumbar spine L1-L4 (in the anteroposterior projection) and the proximal part of one of the femur bones were determined: in the femoral neck, large trochanter and in the femur as a whole. The effective dose for the patient did not exceed 75 μSv. Diagnostic evaluation of the results of measurements of bone tissue according to the recommendations of the WHO research team was carried out according to the criterion T, which were developed for dual-energy X-ray absorptiometry (X-ray densitometry) and ultrasonic densitometry:
- остеопороз с переломами. Минеральная плотность костной ткани (МПКТ) ниже среднего уровня пика костной массы у молодых здоровых женщин более чем "-2,5" среднего квадратичного отклонения (SD);- osteoporosis with fractures. Bone mineral density (BMD) below the average peak bone mass in young healthy women is more than "-2.5" standard deviation (SD);
- остеопороз без переломов МПКТ по Т-критерию < -2,5" (SD);- osteoporosis without BMD fractures according to the T-criterion <-2.5 "(SD);
- преклинический остеопороз (или остеопения). МПКТ ниже среднего уровня пика костной массы у молодых здоровых женщин на величину от "Т-1" до "Т-2,5" (SD);- preclinical osteoporosis (or osteopenia). BMD is below the average peak level of bone mass in young healthy women by an amount from T-1 to T-2.5 (SD);
- норма, показатель МПКТ по сравнению со средним уровнем пика костной массы по Т-критерию от +1 до -1,0 (SD).- norm, BMD index compared with the average peak level of bone mass according to the T-criterion from +1 to -1.0 (SD).
Для диагностики патологии костной ткани применяли метод радионуклидной остеосцинтиграфии с фосфатными комплексами ввиду их высокой тропности к костным клеткам. В основе этого метода лежит способность остеотропных радиофармпрепаратов (РФП) избирательно накапливаться в тканях скелета и фиксироваться в повышенных концентрациях в патологически измененных участках с более интенсивным минеральным обменом, чем в здоровой костной ткани.To diagnose bone tissue pathology, the method of radionuclide osteoscintigraphy with phosphate complexes was used due to their high tropism to bone cells. The basis of this method is the ability of osteotropic radiopharmaceuticals (RFPs) to selectively accumulate in the tissues of the skeleton and be fixed in high concentrations in pathologically altered areas with more intense mineral metabolism than in healthy bone tissue.
В клинической практике широко используют РФП, например, в виде меченых99m Тс фосфаты. Механизм накопления меченых соединений костной тканью достаточно однонаправлен. Меченые фосфаты путем гемисорбции (необратимая адсорбция) связываются и осаждаются на поверхности гидроксиапатита, что ставит в зависимость их накопление от состояния и интенсивности кровотока в различных участках костной ткани. Определенную роль играют секреторная и метаболическая активность костной ткани. Меченые фосфаты преимущественно включаются незрелым коллагеном и поэтому обнаруживаются в минеральной части кости.In clinical practice, radiopharmaceuticals are widely used, for example, in the form of 99m TC labeled phosphates. The mechanism of accumulation of labeled compounds with bone tissue is quite unidirectional. Labeled phosphates by hemisorption (irreversible adsorption) are bound and deposited on the surface of hydroxyapatite, which makes their accumulation dependent on the state and intensity of blood flow in various parts of the bone tissue. A certain role is played by the secretory and metabolic activity of bone tissue. Labeled phosphates are primarily incorporated by immature collagen and therefore are found in the mineral part of the bone.
РФП 99mТс-технифор готовился непосредственно перед исследованием, для чего использовался стерильный лиофилизированный раствор пирофосфата отечественного производства, в который добавлялся элюат 99m-Тс-пертехнетата. Получаемый комплекс представлял собой бесцветный прозрачный раствор, рН которого был в пределах 6,0-6,5, содержание свободного технеция (99mТсO4) не более 5%. Радиофармацевтический препарат вводился внутривенно. Уровни вводимой активности составляли 5-7,4 МБк/кг массы тела. Исследование проводилось в период оптимального соотношения накопления РФП в костях и мягких тканях, через 2-3 часа после введения препарата.An RFP 99m TC-technifor was prepared immediately before the study, for which a sterile lyophilized pyrophosphate solution of domestic production was used, to which 99m-TC-pertechnetate eluate was added. The resulting complex was a colorless transparent solution, the pH of which was in the range of 6.0-6.5, the content of free technetium ( 99m TcO4) not more than 5%. The radiopharmaceutical was administered intravenously. The levels of injected activity were 5-7.4 MBq / kg body weight. The study was conducted during the optimal ratio of accumulation of radiopharmaceuticals in the bones and soft tissues, 2-3 hours after administration of the drug.
Никаких реакций на введение, а также изменений в состоянии больного при последующем наблюдении не выявлено. Лучевые нагрузки при проведении остеосцинтиграфии с 99mТс-технифором относительно невелики, что позволяет использовать его для серийных исследований в наблюдении за динамикой патологического процесса и эффективностью проводимого лечения. Лучевая нагрузка на организм при введении РФП оценивается в 0,0047 мЗв/МБк, на костную ткань - 0,0094 мЗв/МБк.No reactions to the introduction, as well as changes in the patient's condition during subsequent observation, were not detected. Radiation loads during osteoscintigraphy with a 99m Tc technifor are relatively small, which allows it to be used for serial studies in monitoring the dynamics of the pathological process and the effectiveness of the treatment. The radiation load on the body with the introduction of radiopharmaceuticals is estimated at 0.0047 mSv / MBq, on bone tissue - 0.0094 mSv / MBq.
Радионуклидное исследование нижних конечностей состояло из двух основных методик - профильной радиометрии по стандартным точкам и прицельной остеосцинтиграфии стоп больных (два дополняющих друг друга метода исследования). При помощи профильной радиометрии по стандартным точкам производили сравнительную количественную оценку накопления РФП при различных локализациях патологического процесса. С использованием прицельной сцинтиграфия выявили и локализовали очаг поражения кости, а также уточняли форму, величину и топографию поврежденных тканей.Radionuclide examination of the lower extremities consisted of two main methods - profile radiometry at standard points and targeted osteoscintigraphy of the feet of patients (two complementary research methods). Using profile radiometry at standard points, a comparative quantitative assessment of the accumulation of radiopharmaceuticals was performed at various locations of the pathological process. Using targeted scintigraphy, a lesion of the bone lesion was identified and localized, and the shape, size and topography of the damaged tissues were specified.
Остеосцинтиграфия осуществлялась на эмиссионном томографе SPECT фирмы "Toshiba" в планарном режиме. У всех больных проводилось исследование стоп обеих ног в трех проекциях (переднезадней и двух боковых: латеральной и медиальной). Результаты исследований фиксировались.Osteoscintigraphy was performed on a Toshiba SPECT emission tomography scanner in planar mode. All patients had a study of the feet of both legs in three projections (anteroposterior and two lateral: lateral and medial). The research results were recorded.
В ходе обработки выявляли симметричные по локализации и одинаковые по площади области интереса и вычислялся ряд показателей: общее значение, представляющее собой суммарный счет в импульсах области интереса, максимальное значение - максимальный счет пикселей в области интереса, среднее расчетное значение - отношения общего значения к пикселю. Эти параметры позволяют количественно охарактеризовать наличие, распространенность и выраженность патологических изменений в пораженных участках, особенно при оценке результатов исследований у больных, наблюдаемых в динамике.During processing, areas of interest that were symmetrical in localization and identical in area were identified and a number of indicators were calculated: the total value, which is the total count in the pulses of the area of interest, the maximum value is the maximum pixel count in the area of interest, and the average calculated value is the ratio of the total value to the pixel. These parameters allow us to quantitatively characterize the presence, prevalence and severity of pathological changes in the affected areas, especially when evaluating the results of studies in patients observed in dynamics.
Исходя из целей и задач исследования, круг инструментальных методов диагностики был ограничен количественными методами, а для уточнения конкретной технологии инструментального анализа был применен метод компьютерной морфоденситометрии (МДМ) с использованием видеокомпьютерного комплекса (ВКК) МДМ с системой "TENETA".Based on the goals and objectives of the study, the range of instrumental diagnostic methods was limited by quantitative methods, and to refine the specific technology of instrumental analysis, the method of computer morphodensitometry (MDM) was used using the MDM video computer complex (VCC) with the TENETA system.
Метод компьютерной МДМ позволяет объективизировать морфо-функциональное состояние биологических объектов, основанный на морфоденситометрическом преобразовании, выявления наиболее информативных признаков и последующей оценки морфофункциональных показателей. Суть этого метода заключается в том, что по матрице оптических характеристик взаимодействия излучения с веществом, простейшим примером которого является матрица оптических плотностей, с помощью специальных методов цифровой обработки изображений получают количественные характеристики, позволяющие охарактеризовать текстуру этих участков. Эта совокупность количественных характеристик, а именно МДМ показателей, объединяющая оптические и морфологические характеристики, представляет собой полное признаковое пространство. Это означает возможность выявления и объективизацию изменений, происходящих на ранних этапах патоморфогенеза во всех случаях, при которых наблюдается изменение любых морфологических и/ или функциональных характеристик. Затем путем комбинирования оптических и геометрических показателей формируют агрегированные параметры объективизации морфофункционального состояния биологического объекта в виде МДМ показателей.The computer-assisted MDM method makes it possible to objectify the morphological and functional state of biological objects based on morpho-densitometric transformation, identifying the most informative features and the subsequent assessment of morphofunctional indicators. The essence of this method is that, using the matrix of optical characteristics of the interaction of radiation with matter, the simplest example of which is the matrix of optical densities, quantitative characteristics are obtained using special methods of digital image processing to characterize the texture of these areas. This set of quantitative characteristics, namely, MDM indicators, combining optical and morphological characteristics, is a complete feature space. This means that it is possible to identify and objectify changes that occur in the early stages of pathomorphogenesis in all cases in which there is a change in any morphological and / or functional characteristics. Then, by combining optical and geometric indicators, aggregated parameters of objectification of the morphofunctional state of a biological object are formed in the form of MDM indicators.
В случае использования методов инструментальной диагностики на основе рентгеновского излучения, например рентгеноденситометрия, первичная информация о структуре биологического объекта представляет собой электромагнитное поле, взаимодействующее с видеодатчиками и трансформируемое в электрические сигналы. В видеотракте ВКК МДМ электрические сигналы подвергаются цифровой обработке, начальным этапом которой является оцифровка сигнала. Так, если объект обладает непрерывными характеристиками, то при цифровой обработке он разбивается на дискретные участки, называемые пикселями. Пиксель - это минимальный элемент изображения, в пределах которого распределение оптических характеристик считается равномерным. В дальнейшем эта матрица оптических плотностей, представляющих собой дискретизированное по пространству, т.е. разбитое по пикселям и квантованное по амплитуде множество значений, т.е. представленное в виде дискретного набора чисел, подвергается дальнейшей цифровой обработке. Таким образом, на фрагмент изображения биологического объекта (биообъект), в аналоговом виде представляющий собой непрерывное изображение, накладывается дискретная матрица шагов дискретизации, которые разбивают этот объект на пиксели, и именно такая проквантованная и дискретизированная матрица является исходной информацией для дальнейшей цифровой обработки.In the case of using methods of instrumental diagnostics based on x-ray radiation, for example, X-ray densitometry, the primary information about the structure of a biological object is an electromagnetic field that interacts with video sensors and is transformed into electrical signals. In the video section of the CCM MDM, the electrical signals are digitally processed, the initial stage of which is the digitization of the signal. So, if an object has continuous characteristics, then during digital processing it is divided into discrete sections called pixels. A pixel is the smallest image element within which the distribution of optical characteristics is considered uniform. In the future, this matrix of optical densities, which are spatial discretized, i.e. broken down by pixels and quantized in amplitude the set of values, i.e. presented in the form of a discrete set of numbers, is subjected to further digital processing. Thus, a discrete matrix of discretization steps that divide this object into pixels is superimposed on a fragment of an image of a biological object (biological object), which is a continuous image in analog form, and this quantized and discretized matrix is the initial information for further digital processing.
МДМ представляет собой перспективную биотехнологию объективизации морфо-функционального состояния сложноструктурированных объектов на структурных иерархических уровнях от молекулярного до органного. С помощью данного метода можно произвести декомпозицию объекта на отдельные функционально значимые участки, например, произвести разбиение изображения клетки на ядро, цитоплазму и включения. Затем каждый из объектов можно оценить отдельно по оптическим и геометрическим показателям и /или произвести агрегирование отдельных метрик в единую морфо-функциональную меру, объединяющую, например, отдельные денситометрические и морфометрические показатели в агрегированные МДМ характеристики, объективизирующие морфофункциональное состояние биологического объекта в норме и при патологии. Использование МДМ подхода позволяет получить новый класс показателей морфофункционального состояния биообъекта в виде текстурного и топологического классов, а также их синдромальные комбинации. Эти показатели получены на основе наиболее полной единой морфофункциональной меры Лебега-Стилтьеса, адаптированной к специфике медико-биологических объектов, которая позволяет описать как непрерывные объекты, так и сингулярные и дискретные объекты.MDM is a promising biotechnology of objectification of the morphological and functional state of complex structures at hierarchical structural levels from molecular to organ. Using this method, it is possible to decompose an object into separate functionally significant areas, for example, to divide a cell image into a nucleus, cytoplasm, and inclusions. Then each of the objects can be evaluated separately by optical and geometric indicators and / or aggregation of individual metrics into a single morphological and functional measure, combining, for example, individual densitometric and morphometric indicators into aggregated MDM characteristics that objectify the morphofunctional state of a biological object in normal and pathological conditions . Using the MDM approach allows you to get a new class of indicators of the morphological and functional state of the biological object in the form of texture and topological classes, as well as their syndromic combinations. These indicators are obtained on the basis of the most complete unified morphofunctional Lebesgue-Stieltjes measure, adapted to the specifics of biomedical objects, which allows us to describe both continuous objects and singular and discrete objects.
В результате обработки по специализированнному МДМ методу, биообъект выполнен в виде структурного скелетона, характеризующегося единой адаптивной морфофункциональной полной мерой, что позволяет применять данный метод к любым биологическим объектам на всех структурных уровнях организации живой материи - от клеток и субклеточных структур до гистологических структур органов и систем органов.As a result of processing according to the specialized MDM method, the biological object is made in the form of a structural skeleton, characterized by a single adaptive morphofunctional full measure, which allows you to apply this method to any biological objects at all structural levels of the organization of living matter - from cells and subcellular structures to histological structures of organs and systems organs.
Основным элементом МДМ обработки изображения сложноструктурированного объекта является то, что элементарной единицей анализа является не гомогенный пиксель, представляющий собой в случае сканирования по гребенке или меандру проекцию прямоугольного параллелепипеда, а составной элемент, который является базовой моделью сложной структурированности биологического образования, воспроизводящего иерархическую структуру биологической ткани, как, например, ткани состоят из клеток, гистионы - из совокупностей клеточных образований, а органы - из совокупностей тканей или сложноструктурированных элементарных единиц, называемых ацинусами. Элементарной морфофункциональной единицей является базовая сложная структура, представляющая собой в случае оптического профиля комбинацию 2-х прямоугольных параллелепипедов. С использованием геометрических соотношений в этой структуре, можно выделить различные по гетерогенности участки - левый, правый, верх, низ, что и является важным при анализе неоднородных и анизотропных образований, к которым относятся все ткани человека. Эту структурную единицу назвали Motion element (ME), подчеркивая возможность анализа морфологического процесса, что составляет сущность морфофункционального подхода. В результате проведенных экспериментальных исследований и накопленного опыта решения клинически значимых задач структура ME была расширена топологическими элементами, что позволило эффективно применять его на самых начальных этапах патологических изменений, что является предметом интереса в процессе диагностики.The main element of the MDM image processing of a complex structured object is that the elementary unit of analysis is not a homogeneous pixel, which is a projection of a rectangular parallelepiped when scanning along a comb or meander, but a composite element, which is the basic model of complex structured biological formation that reproduces the hierarchical structure of biological tissue as, for example, tissues are made up of cells, histions are made up of sets of cell formations, and s - aggregates of complex structured tissues or elementary units, called acini. An elementary morphofunctional unit is a basic complex structure, which in the case of an optical profile is a combination of 2 rectangular parallelepipeds. Using geometric relationships in this structure, it is possible to distinguish areas of heterogeneity - left, right, top, bottom, which is important in the analysis of heterogeneous and anisotropic formations, which include all human tissues. This structural unit was called Motion element (ME), emphasizing the possibility of analyzing the morphological process, which is the essence of the morphofunctional approach. As a result of experimental studies and accumulated experience in solving clinically significant problems, the ME structure was expanded with topological elements, which allowed its effective application at the very initial stages of pathological changes, which is of interest in the diagnostic process.
Для объективизации перераспределения оптически плотных и неплотных участков костной ткани разработан специальный МДМ метод, позволивший представить графическое изображение архитектоники костной ткани, а именно расположение остеонов и костных балок, которые представлены двумя видами структур: замкнутыми и разомкнутыми. Получение бинарного изображения, т.е. черно-белого из полутонового рентгеновского, позволило визуализировать архитектонику костной ткани.To objectify the redistribution of optically dense and non-dense areas of bone tissue, a special MDM method was developed that allowed us to present a graphic image of the architectonics of bone tissue, namely the location of osteons and bone beams, which are represented by two types of structures: closed and open. Getting a binary image, i.e. black and white from a halftone x-ray, allowed to visualize the architectonics of bone tissue.
Преобразование полутонового изображения в бинарное позволяет провести морфометрический анализ этого объекта с получением ряда показателей. Использование оптических показателей в комбинации с морфометрическими, что составляет суть метода компьютерной МДМ, позволило выявить изменение топологии распределения зон пониженной костной плотности.Converting a halftone image to a binary one allows morphometric analysis of this object to obtain a number of indicators. The use of optical indicators in combination with morphometric indicators, which is the essence of the computer MDM method, made it possible to identify a change in the topology of the distribution of zones of low bone density.
Данные, полученные в результате исследования, обрабатывались общепринятыми методами вариационной статистики, а результаты представлены в виде М±m или M±SD, где М - средняя арифметическая изучаемого параметра, m - ошибка средней, SD - стандартное отклонение.The data obtained as a result of the study were processed by conventional methods of variation statistics, and the results are presented in the form M ± m or M ± SD, where M is the arithmetic mean of the studied parameter, m is the error of the mean, SD is the standard deviation.
Количественная характеристика взаимосвязи изучаемых признаков была дана на основании вычисления показателей силы связи между ними (коэффициенты корреляции) и определения вида зависимости одного признака от изменения другого (коэффициента регрессии). Корреляционный анализ для определения наличия взаимосвязи различных признаков проводили с вычислением коэффициента корреляции r. Решение о наличии различий принималось при уровне значимости ошибки II рода р<0,05.A quantitative characteristic of the relationship of the studied characteristics was given on the basis of calculating the indicators of the strength of communication between them (correlation coefficients) and determining the type of dependence of one sign on a change in another (regression coefficient). Correlation analysis to determine the presence of the relationship of various features was performed with the calculation of the correlation coefficient r. The decision on the presence of differences was made at a significance level of type II error p <0.05.
Также использовались определенные методы оценки точности данных анализа. В настоящее время интерпретация медицинских изображений (сцинтифотограмм, рентгенограмм и др.) в большинстве случаев основана на визуальном анализе и зависит от разрешающей способности приборов, способов обработки и представления данных, компетентности специалиста, дающего диагностическое заключение. При таком способе оценки для суждения о наличии или отсутствии конкретного заболевания требуется определить порог между нормой и патологией.Certain methods were also used to evaluate the accuracy of the analysis data. Currently, the interpretation of medical images (scintipograms, radiographs, etc.) in most cases is based on visual analysis and depends on the resolution of devices, methods of processing and presenting data, and the competence of a specialist who gives a diagnostic conclusion. With this method of assessment, in order to judge the presence or absence of a specific disease, it is necessary to determine the threshold between the norm and pathology.
Для оценки диагностической значимости тестов требуется проводить сравнение диагностического решения с истиной. Наиболее простой мерой оценки качества диагностического решения является относительная доля случаев, для которых врачебный диагноз оказывается правильным. Эта величина называется точностью и не может достаточно полно характеризовать результаты теста. Возможны четыре альтернативы при оценке диагностического теста: интерпретация "отрицательный" (нет заболевания) у пациентов без поражения органа (истинно отрицательные случаи), интерпретация "положительный" (имеет место заболевание) у пациентов с поражением органа (истинно положительные случаи), интерпретация "отрицательный" у пациентов с поражением органа (ложноотрицательные случаи) и интерпретация "положительный" у пациентов без поражения органа (ложноположительные случаи). Как ложноположительные, так и ложноотрицательные случаи являются ошибками метода и/или интерпретатора и представляют собой потери для системы диагностики.To assess the diagnostic significance of the tests, a comparison of the diagnostic solution with the truth is required. The simplest measure for assessing the quality of a diagnostic solution is the relative proportion of cases for which a medical diagnosis is correct. This value is called accuracy and cannot fully characterize the test results. Four alternatives are possible when evaluating a diagnostic test: interpretation of “negative” (no disease) in patients without organ damage (truly negative cases), interpretation of “positive” (disease) in patients with organ damage (true positive cases), interpretation of “negative” "in patients with organ damage (false-negative cases) and the interpretation is" positive "in patients without organ damage (false-positive cases). Both false positive and false negative cases are errors of the method and / or interpreter and represent losses for the diagnostic system.
Точность представляет собой отношение числа истинных решений к общему числу случаев. Ограниченность точности как показателя качества диагностики обусловлена тем, что на конечный результат сильно воздействует величина распространенности заболевания. Ограниченность этого показателя заставила усложнить схему оценки и раздельно рассматривать различные виды правильных и ложных диагностических решений, путем ввода следующих операционных показателей качества диагностического решения:Accuracy is the ratio of the number of true decisions to the total number of cases. The limited accuracy as an indicator of the quality of diagnosis is due to the fact that the final result is strongly affected by the magnitude of the prevalence of the disease. The limitations of this indicator made it difficult to evaluate the scheme and separately consider different types of correct and false diagnostic solutions by entering the following operational indicators of the quality of the diagnostic solution:
Чувствительность и специфичность представляют две категории точности: первая для фактически положительных случаев и вторая для фактически отрицательных случаев.Sensitivity and specificity represent two categories of accuracy: the first for actually positive cases and the second for actually negative cases.
Таким образом, применение вышеизложенного способа позволило проанализировать и выявить:Thus, the application of the above method allowed to analyze and identify:
- у 27% пациентов СД методом рентгенографии выявлены патологические изменения в костно-суставной системе, выраженность которых зависит от длительности основного заболевания. Наивысший коэффициент корреляции получен в группе молодых мужчин: r=0,73, р=0,05: с увеличением длительности заболевания возрастает вероятность выявления рентгенологических изменений в стопах;- in 27% of patients with diabetes mellitus, X-ray revealed pathological changes in the osteoarticular system, the severity of which depends on the duration of the underlying disease. The highest correlation coefficient was obtained in the group of young men: r = 0.73, p = 0.05: with an increase in the duration of the disease, the likelihood of detecting radiological changes in the feet increases;
- снижение минеральной плотности костной ткани, определяемое методом рентгеноостеоденситометрии, выявлено у 54% пациентов с СД, независимо от его типа. Между длительностью СД и снижением МПКТ существует средней силы отрицательная корреляционная связь (СД 1 типа: r=0,37, р=0,0055, СД 2 типа: r=0,44, р=0,02). Более всего эта зависимость выражена у больных СД в молодом возрасте (до 50 лет): у мужчин - r=-0,75, р=0,03, у женщин - r=-0,54, р=0,04;- a decrease in bone mineral density, determined by x-ray osteodensitometry, was detected in 54% of patients with diabetes, regardless of its type. Between the duration of diabetes and the decrease in BMD, there is a medium-strength negative correlation (
- метод радиоизотопного исследования костной системы при СД с использованием современных подходов анализа полученных данных был впервые применен в настоящем исследовании. Он обладает наибольшей точностью и чувствительностью по сравнению с методами рентгенографии и рентгеноостеоденситометрии, что позволило выявить патологические изменения костной ткани у 72% пациентов с СД;- the method of radioisotope research of the skeletal system in diabetes using modern approaches to the analysis of the obtained data was first applied in this study. It has the greatest accuracy and sensitivity in comparison with the methods of radiography and X-ray osteodensitometry, which made it possible to identify pathological changes in bone tissue in 72% of patients with diabetes;
- остеосцинтиграфия способствует выявлению очагов повышенного накопления 99mТс-технифора в «клинически здоровых» стопах у больных сахарным диабетом, что позволяет использовать этот метод для определения патологических изменений на ранних этапах развития диабетической остеопатии;- osteoscintigraphy helps to identify foci of increased accumulation of 99m TC technifor in “clinically healthy” feet in patients with diabetes mellitus, which allows using this method to determine pathological changes in the early stages of development of diabetic osteopathy;
- при исследовании биохимических показателей было выявлено достоверное изменение уровня только щелочной фосфатазы при сахарном диабете, что, однако, не является информативным для диагностики ДО вследствие наличия у больных сахарным диабетом ряда диабетических осложнений, влияющих на этот показатель;- a study of biochemical parameters revealed a significant change in the level of only alkaline phosphatase in diabetes mellitus, which, however, is not informative for the diagnosis of BS due to the presence of a number of diabetic complications in patients with diabetes affecting this indicator;
- при сахарном диабете у большинства больных не обнаружено изменения уровней маркеров костного ремоделирования (паратгормона и остеокальцина) при диабетической остеопатии. У 26% пациентов установлено значимое повышение концентрации С-терминального телопептида (маркера костной резорбции), которое преимущественно отмечается у молодых женщин с диабетической остеопатией.- in diabetes mellitus in most patients, no changes in the levels of bone remodeling markers (parathyroid hormone and osteocalcin) in diabetic osteopathy were detected. In 26% of patients, a significant increase in the concentration of C-terminal telopeptide (a marker of bone resorption) was found, which is mainly observed in young women with diabetic osteopathy.
Таким образом, сформирован системный диагностический подход, основанный на применении комплексных методов диагностики диабетической остеопатии, позволяющий объективизировать ее проявления. Использованные методы диагностики позволили выявить признаки диабетической остеопатии различной степени выраженности у 61% мужчин и у 81% женщин с СД, в том числе у 67% женщин моложе 50 лет.Thus, a systematic diagnostic approach has been formed based on the use of complex methods for the diagnosis of diabetic osteopathy, which makes it possible to objectify its manifestations. The diagnostic methods used have revealed signs of diabetic osteopathy of varying severity in 61% of men and 81% of women with diabetes, including 67% of women under the age of 50.
В процессе исследований создана единая система для сопоставления различных функциональных и морфологических методов обследования больных сахарным диабетом на предмет выявления снижения костной плотности, т.е. диабетической остеопатии. Результаты исследования представлены в виде блок-схемы (фиг.10).In the process of research, a unified system was created for comparing various functional and morphological methods for examining patients with diabetes mellitus in order to detect a decrease in bone density, i.e. diabetic osteopathy. The results of the study are presented in the form of a block diagram (figure 10).
Сравнительная оценка существующих методов диагностики показала, что методы, именно созданные и использованные в данном изобретении новые операции, оказались наиболее диагностически информативными.A comparative evaluation of existing diagnostic methods showed that the methods that were created and used in the present invention new operations were the most diagnostically informative.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003135289/14A RU2305491C2 (en) | 2003-12-05 | 2003-12-05 | Method for studying and diagnosing pathologic changes in bone tissue in diabetes mellitus cases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003135289/14A RU2305491C2 (en) | 2003-12-05 | 2003-12-05 | Method for studying and diagnosing pathologic changes in bone tissue in diabetes mellitus cases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003135289A RU2003135289A (en) | 2005-05-10 |
| RU2305491C2 true RU2305491C2 (en) | 2007-09-10 |
Family
ID=35746715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003135289/14A RU2305491C2 (en) | 2003-12-05 | 2003-12-05 | Method for studying and diagnosing pathologic changes in bone tissue in diabetes mellitus cases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2305491C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452386C2 (en) * | 2010-05-18 | 2012-06-10 | Федеральное государственное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Росмедтехнологий" | Method of determining relative mineral density of bone distraction regenerate with application of graphic computer programmes adobe® photoshop® |
| RU2488350C2 (en) * | 2011-11-08 | 2013-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ай-М.А.К.Т." | Method of determining area of pathological anatomical formations of bone tissues by x-ray images |
| WO2013157983A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Парафарм" | Method for diagnosing osteoporosis by a method for defining the dynamics of closing cavity formations in order to assess the effectiveness of using various osteoprotectors |
| RU2496422C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-10-27 | Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Красноярский Государственный Медицинский Университет Имени Профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства Здравоохранения И Социального Развития Российской Федерации | Method of predicting development of diabetic osteoathropathy |
| RU2598642C2 (en) * | 2010-09-09 | 2016-09-27 | Боун Индекс Финлэнд Ой | Method and device for estimating mineral density of a bone |
-
2003
- 2003-12-05 RU RU2003135289/14A patent/RU2305491C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЖУКОЦКИЙ А.В., Компьютерная телевизионная морфоденситометрия нормальных и патологических структур клеток и тканей, автореф. дисс. д.м.н., М., 1992, с.25-34. MAZESS RB., Reference ranges of bone mineral density for women, Br J Radiol., 1997, Jan; 70:109-10. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452386C2 (en) * | 2010-05-18 | 2012-06-10 | Федеральное государственное учреждение "Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова Росмедтехнологий" | Method of determining relative mineral density of bone distraction regenerate with application of graphic computer programmes adobe® photoshop® |
| RU2598642C2 (en) * | 2010-09-09 | 2016-09-27 | Боун Индекс Финлэнд Ой | Method and device for estimating mineral density of a bone |
| RU2488350C2 (en) * | 2011-11-08 | 2013-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ай-М.А.К.Т." | Method of determining area of pathological anatomical formations of bone tissues by x-ray images |
| WO2013157983A1 (en) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Парафарм" | Method for diagnosing osteoporosis by a method for defining the dynamics of closing cavity formations in order to assess the effectiveness of using various osteoprotectors |
| RU2511430C2 (en) * | 2012-04-19 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Парафарм" | Diagnostic technique for osteoporosis, method for testing cavitary lesion closure behaviour for assessing effective use of various osteoprotectors |
| EA027158B1 (en) * | 2012-04-19 | 2017-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Парафарм" | Method for diagnosing osteoporosis and method for defining the effectiveness of a preparation for treating osteoporosis |
| RU2496422C1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-10-27 | Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Красноярский Государственный Медицинский Университет Имени Профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого" Министерства Здравоохранения И Социального Развития Российской Федерации | Method of predicting development of diabetic osteoathropathy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003135289A (en) | 2005-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guerri et al. | Quantitative imaging techniques for the assessment of osteoporosis and sarcopenia | |
| Bouxsein et al. | Quantifying the material and structural determinants of bone strength | |
| Fryback et al. | The efficacy of diagnostic imaging | |
| Roemer et al. | Imaging in osteoarthritis | |
| Diederichs et al. | Assessment of trabecular bone structure of the calcaneus using multi-detector CT: correlation with microCT and biomechanical testing | |
| Ito et al. | Analysis of hip geometry by clinical CT for the assessment of hip fracture risk in elderly Japanese women | |
| D’Elia et al. | Bone fragility and imaging techniques | |
| Hudelmaier et al. | Gender differences in trabecular bone architecture of the distal radius assessed with magnetic resonance imaging and implications for mechanical competence | |
| Adams | Dual-energy X-ray absorptiometry | |
| Kim et al. | Identification of prevalent vertebral fractures using CT lateral scout views: a comparison of semi-automated quantitative vertebral morphometry and radiologist semi-quantitative grading | |
| de Froidmont et al. | Virtual anthropology: a comparison between the performance of conventional X-ray and MDCT in investigating the trabecular structure of long bones | |
| Michalski et al. | The influence of reconstruction kernel on bone mineral and strength estimates using quantitative computed tomography and finite element analysis | |
| Curtis et al. | Bone mineral content and areal density, but not bone area, predict an incident fracture risk: a comparative study in a UK prospective cohort | |
| Sundh et al. | FRAX and mandibular sparse trabeculation as fracture predictors: a longitudinal study from 1980 to 2002 | |
| Foessl et al. | Bone phenotyping approaches in human, mice and zebrafish–Expert overview of the EU cost action GEMSTONE (“GEnomics of MusculoSkeletal traits TranslatiOnal NEtwork”) | |
| Chapurlat et al. | The QUALYOR (QUalite Osseuse LYon Orleans) study: a new cohort for non invasive evaluation of bone quality in postmenopausal osteoporosis. Rationale and study design | |
| Kanis et al. | Clinical assessment of bone mass, quality and architecture | |
| Pasha et al. | Quantitative imaging of the spine in adolescent idiopathic scoliosis: shifting the paradigm from diagnostic to comprehensive prognostic evaluation | |
| RU2305491C2 (en) | Method for studying and diagnosing pathologic changes in bone tissue in diabetes mellitus cases | |
| KR101750108B1 (en) | Estimation of Bone Mineral Density Using Medical Image Signal Without an External Phantom | |
| Kakimoto et al. | T2 relaxation times of the retrodiscal tissue in patients with temporomandibular joint disorders and in healthy volunteers: A comparative study | |
| Allen et al. | Skeletal imaging | |
| Graham | Detecting low bone mineral density from dental radiographs: a mini-review | |
| Ralston | Bone densitometry and bone biopsy | |
| Li et al. | Update on the clinical application of quantitative computed tomography (QCT) in osteoporosis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131206 |