Рентгенограмма, КТ, МРТ при фиксации кости винтами
а) Терминология
1. Определения:
• Канюлированный винт: полый винт, размещающийся над проводником
• Сердцевина: центральная трубка вокруг которой наносится резьба; может быть полой или солидной
• Диаметр сердцевины: диаметр сердцевины винта
• Головка: плоская поверхность на противоположной стороне от кончика винта; позволяет предотвратить чрезмерное вкручивание винта
• Шаг резьбы: расстояние между резьбой
• Вытягивающая сила: количество энергии, требующееся для вытаскивания или отсоединения винта от кости
• Внешний диаметр (ВД): диаметр внешнего края резьбы, которая измеряется от одного кончика резьбы до другого
• Штифт: часть винта без резьбы
• Стержень: часть винта с резьбой
• Метчик: инструмент, который вставляется через просверленное отверстие для создания резьбы (каналов) для винта:
о Нарезание метчиком: процесс вставления метчика
• Резьба: наклонная плоскость (полугоризонтально-ориентированная структура), которая обвивается вокруг сердцевины винта:
о Превращает вращательную силу поворачивающейся отвертки в линейную силу, двигающую винт вперед в кость
о Ширина резьбы может быть разнообразной (глубокой или узкой), в зависимости от типа винта
о Винты могут быть с полной или частичной нарезкой, в зависимости оттого, пронизывает ли резьба всю сердцевину или только ее часть
• Кончик: дистальный конец винта, который был первым ввинчен в кость:
о Может быть тупым
о Самонарезающийся: позволяет продвигать винт при отсутствии метчика:
- Винты проделывают собственный канал в кости
- Требуется предварительное просверливание отверстия размером с сердцевину винта в кортикальном слое
о Для несамонарезающихся винтов необходимо наличие метчика для продвижения в кости после просверливания отверстия с диаметром сердцевины винта
2. Основные типы винтов:
• Губчатый винт:
о Глубокая, широко расставленная резьба
о Относительно тонкая сердцевина
о При одинаковом ВД, но слабее чем кортикальные винты
о Используется для фиксации метафизов костей
о Полная или частичная резьба
• Кортикальный винт:
о Узкая, близко расставленная резьба
о Полная резьба
о При одинаковом ВД, сильнее чем губчатые винты
о Используется для фиксации диафиза костей
о При одинаковом ВД имеют более крупную центральную сердцевину, чем губчатые винты
о Тупой кончик, несамонарезающийся
о Используется для фиксации пластины:
- Фиксация зачастую характеризуется количеством вовлеченных кортикальных слоев:
При уникортикальной фиксации пересекается один кортикальный слой; может использоваться с запирательной пластиной
Бикортикальная фиксация вовлекает оба кортикальных слоя, выпячивая в мягкие ткани на 1-2 мм
Также используются трикортикальная и квадрикортикальная фиксация
(Слева) На сагиттальном поперечном срезе восстановления ЗКС показаны интерферентные винты в каналах бедренной и большеберцовой костей. Каждый винт обеспечивает фиксацию костной пробки в области каждого конца трансплантата, путем его давления на противоположную стенку канала.
(Справа) Рентгенография в боковой проекции: показано восстановление ПКС. Были использованы интерферентные винты. Бедренный винт расположен нормально. Большеберцовый винт расположен неправильно по отношению к большеберцовому каналу, вследствие случайного выпадения трансплантата.
(Слева) МРТ, умерено/PD-BИ, сагиттальный срез: у пациента с предшествующим восстановление ПКС отмечается новый приступ боли. Артефакт магнитной восприимчивости находится в области винта, с отсутствием нарушения новой ПКС.
(Справа) Рентгенография в ЗП проекции: определяется металлоконструкция для артродеза дистального лучелоктевого сустава. Для обеспечения фиксации были использованы гладкая спица и губчатый винт. При относительно тонком кортикальном слое в дистальных концах данных костей предпочтительнее использование губчатых винтов, а не кортикальных.
(Слева) Рисунок, коронарный поперечный срез большеберцовой кости: (фиксация перелома верхней суставной поверхности. Переломы с отсутствием существенной утраты костною вещества или других признаков нестабильности не требуют применения укрепляющих пластин. Иногда используется метод запирательных винтов. Винты могут проникать на 1 -2 мм за противоположный кортикальный слой.
(Справа) Рентгенография в боковой проекции: репозиция надколенника. Для репозиции большеберцовою бугорка были использованы кортикальные винты (с небольшой, близко расставленной резьбой).
3. Специализированные винты:
• Винт для артрориза:
о В форме пули
о Резьба тупая
о Канюлированный
о Используется для стабилизации подтаранного сустава при пружинящей плоской стопе
• Динамический бедренный винт:
о Губчатый запирательный винт внутри металлической канюли, прикрепляющийся к боковой пластине
о Для фиксации шейки бедренной кости и при межвертельных переломах
о Во время нагрузки на ногу, винт скользит внутри металлической канюли, в результате чего происходит компрессия в области перелома
• Винт Герберта/винт Акутрака:
о Канюлированный винт
о Дистальный конец: губчатая резьба, меньший ВД
о Проксимальный конец: кортикальная резьба большего ВД
о Вызывает компрессию по мере того, как вставляется в кость
о При каждом повороте винта, дистальный конец продвигается дальше вдоль продольной оси в большей степени чем проксимальный конец, вследствие большего шага резьбы в дистальной части винта
• Интерферентные винты:
о Фиксация сухожилия и костных трансплантатов внутри костного канала
о Обычно при восстановлении ПКС
о Пулевидной формы, канюлированные и с полной резьбой
4. Соответствующие металлоконструкции:
• Спицы Киршнера (К-):
о Тонкая, острая, гладкая нержавеющая сталь
о Иногда используются для временной интраоперационной фиксации; позволяют контролировать осколки, помогая репозиции и затем для ее достижения во время окончательной фиксации
о Могут применяться при фиксации переломов небольших костей кистей и стоп; при этом иногда размещаются чрескожно
• Спицы Штайнмана:
о С резьбой или без резьбы
о Крупнее чем К-спицы
о Ранее назывались тракционными спицами
о Сегодня редко используются
5. Другое:
• Метод с использованием запирающего винта:
о Винт не вовлекает проксимальный осколок; так как винт затягивают в дистальном осколке, он смещает его ближе к проксимальному
о Интерфрагментарные винты размещаются, как и запирательные: используются для оказания компрессии в области перелома
о Кортикальные/губчатые винты могут быть запирательными
- При использовании кортикальных винтов кортикальный слой должен быть просверлен так, что бы резьба отсутствовала, что соответствует запирательному методу
о При рентгенографии не обнаруживаются запирательные винты
• Метод синдесмотических винтов
о Используются для иммобилизации дистального большеберцово-малоберцового синдесмоза
о Размещаются в большеберцовую кость через малоберцовую
о Наиболее распространена трикортикальная фиксация:
- Два кортикальных слоя малоберцовой кости, один кортикальный слой большеберцовой кости
б) Визуализация:
1. Общая характеристика:
• Ключевые диагностические признаки:
о Винты используются для стабилизации скелета:
- Фиксация перелома:
Либо отдельно, либо вместе с фиксационными пластинами и интрамедуллярными стержнями
- Послеоперационная стабилизация:
Транспедикулярный винт позвоночника
Фиксация пластинами при спондилодезе
Фиксация имплантатов при замещении сустава
Артродез
Артроэрез
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции, выполненная в операционной во время размещения канюлированных винтов. Были установлены направляющие спицы винты были вкручены поверх них. Размещение тонких направительных спиц позволяет выполнить репозицию с минимальной травмой кости.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: запястье с винтом Герберта. Проксимальный ВД > дистального ВД, что позволяет наложить канал в дистальном конце с последующей установкой более крупного проксимального конца винта.
(Слева) МРТ, выполненная после фиксации перелома ладьевидной кости винтом Герберта, Т1 ВИ, коронарный срез: определяется минимальный артефакт восприимчивости. Спин-эхо последовательности позволяют уменьшить металлический артефакт.
(Справа) Рентгенография в ЗП проекции, выполненная после оперативного лечения малярии полулунной кости: укрепляющая пластина в дистальной лучевой кости. Было выполнено головчато-полулунное сращение винтами (используются тот же принцип, что и при наложении винта Герберта. Шаг резьбы в дистальном отделе больше, чем в проксимальном. По мере продвижения винта, он оказывает компрессию на кости.
(Слева) Рентгенография в боковой проекции: определяется состояние после затылочно-шейного сращения. При фиксации появилось несколько проблем, включая вывинчивание затылочного винта и полную утрату фиксации одного из трансартикулярных винтов (которые теперь не пересекают суставы на уровне С1-С2).
(Справа) КТ тела позвонка, аксиальный срез: определяется инструментарий для размещения педикулярного винта. Отмечаются осложнения перелома ножки, а также смещение головки. Высокое содержимое трабекул в позвонках требует более глубокой резьбы для достижения удовлетворительной фиксации.
2. Рентгенологические данные:
• Рентгенография:
о Оценка:
- Целостность фиксации, включая винты, пластины, гвозди
- Консолидация
о Целостность фиксации: целостность и соотношение элементов металлоконструкции с костью
о Целостность металлоконструкции: перелом винта:
- Возникает в винтах с частичной резьбой, в области сегментов с резьбой/без резьбы
- Зачастую отмечаются в дистальных запирающих винтах интрамедуллярного стержня
- Перелом винта во время фазы консолидации указывает на движение:
Повышает риск несращения
- Как только начинается консолидация, может возникнуть перелома винта:
Кость является эластичной структурой, ее механические характеристики не совпадают с таковыми у винта, поэтому металл может ослабевать
о Отношение металлоконструкции к кости:
- Винт может вывинчиваться и приводить к утрате стабилизации
- В редких случаях винты могут оседать (проседать дальше в кость)
- Просветление вокруг винтов:
Наблюдается при движении: обычно отражают форму винтов
Необходимо заподозрить инфицирование: неровная форма, нечеткие контуры
- Секвестр спицевого канала: очаг склероза в форме пончика в области установки предыдущей спицы
- Винты могут увеличивать нагрузку, что приводит к стрессовому перелому
о Консолидация перелома:
- Винты не такие жесткие как пластины или стержни; может отмечаться периостальная мозоль:
Периостальная мозоль чаще всего возникает в области диафиза; реже в метафизе, мыщелках, бугристостях, пястных и плюсневых костях
3. КТ при фиксации кости винтами:
• КТ может служить чувствительным методом, позволяющим оценить консолидацию перелома:
о Сложности возникают при наличии металлических артефактов
- Артефакт нержавеющей стали >> титана
• Методы, позволяющие уменьшить артефакт от металлоконструкций:
о Короткая ось винта должна быть параллельна плоскости визуализации, насколько это возможно
о Использование большего пикового вольтажа, увеличение заряда лучевой трубки (больший поток фотонов):
- Более высокое значение силы тока
- Более высокая доза для пациента
о Узкая коллимация
о Тонике прицельные срезы, более толстые реконструированные срезы
о Использование стандартного алгоритма реконструкции; костный алгоритм усиливает акцент на артефакте
о Визуализация с широкими окнами
(Слева) КТ, реконструкция коронарного среза кости: определяется несращение. Существенная резорбция шейки бедренной кости привела к нарушению консолидации. Головка упала на остаток шейки, что привело к смещению головки винта от кортикального слоя.
(Справа) КТ кости, аксиальный срез: определяется фиксация КП сочленения винтами. Отмечается обширное просветление вокруг правого винта. Оно наибольшее в области кончика винта. Признаки указывают на движение винта; более вероятно несращение. Ремоделирование вдоль заднего кортикального слоя подвздошной кости указывает на длительный процесс.
(Слева) Рентгенография бедренной копи в ПЗ проекции: внутренняя фиксация копи. Пациент жаловался на возрастающую боль. Три проксимальных винта в пластине сломались, пластина приподнялась от кости, фиксация была утрачена. Перелом не консолидирован, поэтому развился патологический угол.
(Справа) Рентгенография в ПЗ проекции: определяется старый тонкий канал от спицы, который расширился в округлое литическое образование с центральным склерозом. В этом инфицированном канале спицы центральный склероз является секвестром.
(Слева) Рентгенография в ПЗ проекции: определяется хорошее расположение динамического бедренного винта с отсутствием проникновения в суставную поверхность. Отмечается компрессия, а также протрузия винта из приемной гильзы, что свидетельствует об удовлетворительном результате консолидации перелома.
(Справа) МРТ Т1ВИ, сагиттальный срез: после фиксации винтами тел позвонков определяется типичный преловидный артефакт вдоль короткой оси винта. Размытие возникает вдоль оси, кодирующей фазу. Минимальная выраженность артефакта указывает на то, что винты сделаны из титана.
4. МРТ при фиксации кости винтами:
• Используется для визуализации пространства вокруг винтов гораздо реже, чем КТ
• Может потребоваться визуализация структуры вокруг металлоконструкции, например, для оценки статуса восстановленной ПКС:
о Сложности возникают при наличии металлических артефактов восприимчивости
о Артефакт от нержавеющей стали >> титана
о Артефакт создает более размытую картину визуализации при МРТ, чем при КТ
• Факторы, уменьшающие артефакты:
о Ориентация винта вдоль длинной оси, параллельно основному магнитному полю
о Быстрые спин-эхо последовательности лучше спин-эхо; градиентные эхопоследовательности имеют более сильные артефакты:
- Использование коротких эхополей
о STIR лучше, чем изображения в режиме подавления сигнала от жира
о Системы с низким напряжением поля
о Увеличение градиентного поля
о Меньшее поле зрения, увеличение пространственного разрешения вдоль оси, кодирующей частоту излучения
о Увеличение размера матрицы
о Увеличение длины эхоследа
в) Клинические особенности. Проявления:
• Типичные признаки/симптомы:
о Клинические признаки нарушения фиксации:
- Боль:
Движение в области фиксации
Несращение
Инфицирование
Над головками винтов могут развиться сумки
- Пальпируемая припухлость:
Металлоконструкции, вывинчиваясь, могут пальпироваться под кожей
Чрезмерная костная мозоль
г) Диагностическая памятка. Советы по интерпретации изображений:
• Сравнение со снимками, полученными сразу после операции, обеспечивает более точную оценку изменения положения винта
д) Список использованной литературы:
1. Downey MW et al: Fully threaded versus partially threaded screws: determining shear in cancellous bone fixation. J Foot Ankle Surg. 54(6): 1021-4, 2015
2. Lee MJ et al: Overcoming artifacts from metallic orthopedic implants at high-field-strength MR imaging and multi-detector CT. Radiographics. 27(3):791-803, 2007
3. Douglas-Akinwande AC et al: Multichannel CT: evaluating the spine in postoperative patients with orthopedic hardware. Radiographics. 26 Suppl 1:S97-110, 2006
