Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1. 1. Морфологическая и функциональная характеристика коленного сустава у собак .11
1. 2. Современные представления о патологиях коленного сустава у собак 15
1.2.1. Травматические поражения коленного сустава 17
1.2.2. Особенности течения гонартритов у собак 20
1.2.3. Хронические невоспалительные поражения коленного сустава 21
1. 3. Методы диагностики патологий коленного сустава 24
1.3.1. Ортопедические и клинические методы исследований 24
1.3.2. Визуальные методы исследований 25
1.3.3. Морфологическая диагностика патологий коленного сустава у собак 29
1.3.4. Современный взгляд на дифференциальную диагностику патологий коленного сустава у собак .31
Глава 2. Материалы и методы исследований 34
2.1. Материалы исследований .34
2.2. Методы исследований 36
Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 39
3.1. Топографо-анатомическое обоснование сонографической диагностики патологий коленного сустава 39
3.2. Морфологические изменения компонентов коленного сустава при разрыве краниальной крестообразной связки 52
3.2.1. Деструктивные изменения суставного хряща и субхондральной кости в области блока коленной чашки 52
3.2.2. Состояние тканей краниальной крестообразной связки при разрыве 60
3.2.3. Патоморфологическая характеристика медиального мениска при разрыве 67
3.2.4. Морфологические изменения жирового тела коленного сустава 77
3.2.5. Морфологические изменения суставной капсулы при остеорартрозе, индуцированном разрывом краниальной крестообразной связки .87
3.3. Клиническая апробация метода сонографической диагностики коленного сустава у собак 96
3.3.1. Эффективность сонографии в диагностике патологий коленного сустава у собак .96
3.3.2. Эффективность сонографического мониторинга послеоперационного периода у собак с патологиями коленного сустава 104
4. Заключение 108
5. Рекомендации по практическому использованию научных выводов и перспективы дальнейшей разработки темы исследований 109
6. Список литературы 110
7. Приложения 127
- Морфологическая и функциональная характеристика коленного сустава у собак
- Топографо-анатомическое обоснование сонографической диагностики патологий коленного сустава
- Морфологические изменения жирового тела коленного сустава
- Эффективность сонографического мониторинга послеоперационного периода у собак с патологиями коленного сустава
Морфологическая и функциональная характеристика коленного сустава у собак
Исследованиям морфологии коленного сустава у собак посвящено значительное количество работ как отечественных, так и зарубежных авторов, что отражает актуальность исследований. Коленный сустав является самым сложным в организме собаки и представляет интерес для изучения как со стороны морфологии и функциональных особенностей, так и разработки методов диагностики его патологий.
По данным Слесаренко Н.А. (2003), коленный сустав состоит из бедроберцового, бедрочашечного, бедросесамовидного и проксимального межберцового сустава. Он двухосный, мыщелковый. Другие авторы сходятся во мнении, что коленный сустав состоит из бедроберцового и сустава коленной чашки, а межберцовые суставы выделяют, как отдельные, не относящиеся к коленному. Флексия и экстензия в суставе проходят вокруг продольной оси, а пронация и супинация вокруг поперечной (Зеленевский Н.В., 1997; Денни Х.Р., 2004; Burdas K.D., 1994).
Бедроберцовый сустав (art. femoroibialis) формируют мыщелки бедра и большеберцовой кости. С латеральной и медиальной поверхностей имеются одноименные мениски (meniscus lateralis et medialis), функция которых - устранять дисконгруэнтность сочленяющихся поверхностей. Дистальный эпифиз бедренной кости (os femoris) представлен латеральным и медиальным мыщелками (condyles lateralis et medialis), на которых расположены надмыщелки (epicondylus lateralis et medialis), имеется межмыщелковая ямка (fossa intercondylaris). На латеральном мыщелке имеются разгибательная ямка (fossa extensoria) и подколенная (fossa m. poplitei), где закреплены сухожилия мышц длинного разгибателя пальцев (m. externsor digitorium longus) и подколенного мускула (m. popliteus). На каудальной поверхности мыщелков имеются суставные фасетки (fovea articularis), являющиеся местом контакта сесамовидных костей (ossa sesamoideum m. gastrocnemii). Проксимальный эпифиз большеберцовой кости представлен латеральным и медиальным мыщелками, между которыми расположено межмыщелковое возвышение (eminentia intercondylaris) (Бойд Д.С., 1998; Слесаренко Н. А., 2004 и др.).
Что касается связок, то в коленном суставе они подразделяются на боковые, крестообразные и менискоберцовые. Коллатеральные связки (ligg. collateralelaterale et mediale) обеспечивают латеромедиальную стабильность сочленения, крестообразные связки (ligg. cruciata genus) поддерживают краниокаудальную стабильность и препятствуют пронации большеберцовой кости. Это две мощные связки, которые слегка спиралевидно пересекаются друг с другом в межмыщелковой ямке бедренной кости. Каудальная крестообразная связка (lig. cruciatum caudale) проходит от медиальной доли межмыщелковой ямки до подколенной ямки (incisura poplitae os tibiae). Связка наиболее напряжена в фазе максимального разгибания сустава и препятствует его переразгибанию. Краниальная крестообразная связка (lig. cruciatum craniale), наиболее подверженная к травмированию, проксимально крепится сзади латеральной доли межмыщелковой ямки, дистально- на медиальный мыщелок большеберцовой кости. При экстензии связка испытывает максимальное напряжение, но ее центральная часть функционально обременена и в фазе флексии. Значимость крестообразных связок в нормальном функционировании коленного сустава очень велика: при разрыве одной из связок большеберцовая кость выдвигается краниально, а при отрыве каудальной крестообразной связки большеберцовая кость сдвигается каудально, что является фактически подвывихом коленного сустава (Зеленевский Н.В., 1997; Фольмерхаус Б., 2003; Слесаренко Н. А., 2004; Burdas K.D., 1994 и др.).
Форма мениска у собак подкововидная, латеральный мениск изогнут больше, чем медиальный. Форма менисков изменяется в процессе движения животного: в фазе опоры мениск принимает на себя и компенсирует часть динамических нагрузок, становясь более плоскими. По данным Н.А.Слесаренко (2003), мениски фиксированы передними и задними берцово-менисковыми связками (ligg.meniscotibiale craniale et caudale) на поверхности большеберцовой кости и взаимо-стабилизированы межменисковой или поперечной связкой коленного сустава (lig. transversus genus), соединяющей их краниальные рога.
Бедрочашечный сустав (art. femoropatellaris) сформирован блоком бедренной кости (trochlea ossis femoris) и коленной чашкой (patella), которая фиксируется сухожилием четырехглавого мускула бедра (m. quadriceps femoris) и двумя боковыми бедрочашечковыми связками (ligg. femoropatellare laterale et mediale). Под коленной чашкой в полость сустава выбухает подчашечковое жировое тело (corpus adiposum infrapatellare), содержащее мощный артериальный сосуд (Вагапова В.Ш., 2001; Фольмерхаус Б., 2003).
Движения в бедрочашечном суставе осуществляются одновременно с бедроберцовым суставом по принципу скольжения: при разгибании сустава взаимодействуют сочленяющиеся поверхности коленной чашки и блока, в результате чего она скользит по блоку бедренной кости вверх, а при сгибании - вниз (Мельник, К.П., 1991; Зеленевский Н.В., 1997).
Данные по синовиальным сумкам у собак малочисленны и порой противоречивы. Наиболее полные сведения представлены в работах Слесаренко Н.А. и Широковой Е.О. (2010, 2014), которые внесли уточнение в топографические особенности синовиальных парапателлярных сумок. Ими установлено, что бурса подколенной, длинной малоберцовой мышц, надпателлярная бурса постоянно сообщаются с полостью сустава, в то время, как подкожная и подфасциальная предколенная не имеют подобных анатомических взаимосвязей.
Суставной хрящ коленного сустава является гиалиновым, функция его сводится к уменьшению силы контактного давления при физиологических нагрузках на сочленяющиеся кости и защита их от износа, уменьшение трения в суставе (Аниськова Е.П., 2010). Зональная дифференцировка суставного хряща происходит следующим образом: поверхностная-собственно суставная, средняя (зона пролиферации), глубокая (зона гипертрофии) и кальцификации (tide mark) (Масленникова Т. В., 2002).
Суставной хрящ реагирует на биомеханические нагрузки во время локомоции собаки, причем локальные нагрузки влияют на толщину хряща, а статические – не коррелируют с его толщиной. Толщина суставного хряща у взрослых животных гораздо меньше по сравнению с молодыми и зависит от массы тела (Дедух Н.В.,1996; Торба А.И. 2003; Козлов Н.А., 2004).
Эпифизы костей заключены в суставную капсулу, которая представлена волокнистой соединительной тканью. Стенка ее состоит из наружной фиброзной и внутренней синовиальной оболочки, которая ограничивает суставную капсулу, заполненную синовиальной жидкостью. В синовиальной оболочке коллагеновые волокна и эластические сети формируют каркас, в петлях которого находятся основное вещество и клетки. В этой оболочке дифференцируется три слоя: покровный и два коллагеново-эластических слоя – поверхностный и глубокий. Внутренняя поверхность синовиальной оболочки выстлана 1-3 слоями синовиоцитов. Под синовиоцитами расположена строма с фибробластами, фенестрированными капиллярами (Борисов, М.С., 2010).
Наиболее важным по нашему мнению, является знание биомеханических особенностей коленного сустава. В функциональном отношении он играет исключительно важную роль, являясь основным в обеспечении локомоторной функции тазовой конечности. Угол коленного сустава собак составляет 90-105. Наиболее часто встречающимися патологиями роста являются укорочение бедра и голени, приводящие к выпрямлению коленного сустава, что не позволяет делать достаточно широкий шаг, а удлинение костных рычагов, ведущее к образованию слишком острых углов, не позволяет полностью разгибать конечности даже при максимально быстрой рыси и может быть причиной развития патологий суставов (Слесаренко Н.А., 2004). Анализируя многочисленные данные морфологических и функциональных особенностей коленного сустава у собак можно заключить, что этому вопросу посвящено большое количество работ как отечественных, так и зарубежных исследователей, в которых представлены обстоятельные данные о нормальной анатомии коленного сустава собаки. Вместе с тем, недостаточное внимание уделяется вопросам топографической анатомии области коленного сустава у собак, как основы для проведения томографических и сонографических исследований этой области для верификации патологий и контроля динамики раневого процесса в ветеринарной ортопедии.
Топографо-анатомическое обоснование сонографической диагностики патологий коленного сустава
Данный раздел исследований проводили в 2016-18 г. на базе кафедры ветеринарной хирургии ФГБОУ ВПО «МГАВМиБ-МВА имени К.И. Скрябина» и Инновационного ветеринарного центра академии имени К.И. Скрябина (ИВЦ МВА) на 20 единицах секционного материала.
Тазовые конечности от половозрелых собак последовательно подвергали сонографическим исследованиям с последующим выполнением послойных анатомических срезов по Н.И. Пирогову.
Задачами сонографических исследований на секционном материале послужило определение наиболее информативных с диагностической точки зрения проекций сканирования структур сустава для эффективной оценки его состояния.
Ультразвуковое исследование коленных суставов проводили в соответствии с основными принципами, характерными и для ультразвукового исследования некоторых органов:
-системности доступов визуализации (исследование в определенной последовательности);
-технологичности и методологии (исходя из принципов полипроекционности, полипозиционности ультразвукового сканирования, параллельности и перпендикулярности расположения датчика к исследуемому органу, области, зоне интереса);
-симметричности (обязательного сопоставления ультразвуковой картины с аналогичными отделами, структурами контрлатерального сустава для достоверности исследования).
Исследования осуществляли линейным датчиком L12-3e с частотой 6,6-13,5МГц в режиме ортопедия в различных плоскостях, по всей поверхности коленного сустава. Ультразвуковое исследование начинали в условиях разгибания сустава в супрапателлярной зоне, затем осматривали сустав в поперечной латеральной и медиальной парапателлярной проекциях. Продолжали исследование в латеральном продольном боковом доступе, последовательно переходя через инфрапателлярную зону в медиальный продольный доступ. Инфрапателлярную область исследовали в продольном и поперечном срезах с заходом в препателлярную зону. Подобным образом проводили обследование сустава при сгибании.
Проведённые собственные клинические исследования и данные литературы о распространенности патологий коленного сустава позволили нам определить, что наиболее информативными являются следующие проекции: супрапателлярная продольная, инфрапателлярная продольная, супрапателлярная поперечная, инфрапателлярная поперечная (со сгибаниями под различными углами), медиальная и латеральная продольные.
Нами модифицирована ультразвуковая методика исследования состояния коленного сустава. Она заключалась в выполнении сонографии сустава в супрапателлярной продольной проекции при экстензии конечности. Пальпаторно определяли топографию коленной чашки, расположив датчик проксимальнее ее и продольно бедренной кости в сагиттальной плоскости тазовой конечности так, чтобы одновременно визуализировалась коленная чашка и бедренная кость. Целью исследования является визуализация надпателлярной сумки и оценка состояния сухожилия четырехглавой мышцы бедра. В результате такой проекции сканирования определяли состояние капсулы сустава, собственно коленной чашки, выпот в полости коленного сустава, наличие хондромных тел, новообразования синовиальной мембраны, разрывы четырехглавой мыщцы бедра и тендинопатии. (рисунок 3.1.1).
При выполнении сонографического исследования коленного сустава в супрапателлярной поперечной проекции, целью является визуализация бедро-чашечного сустава. При исследовании в данной проекции - конечность сгибали в коленном суставе под углом примерно 45. Датчик располагали под углом 90 к продольной оси бедренной кости, над верхним краем коленной чашки, затем его наклоняли в краниальном направлении на 45 так, что он находится во фронтальной плоскости, которая совпадает с направлением продольной оси голени.
Исследования в данной проекции позволяет оценить состояние коленной чашки и мыщелков бедра, гиалиновый хрящ, наличие и выраженность остеофитоза на проксимальной поверхности мыщелков и межмыщелковой ямки бедренной кости, толщину и структуру капсулы коленного сустава (рисунок 3.1.2).
По результатам наших исследований установлено, что данная проекция позволяет оценить архитектуру хряща мыщелков дистального эпифиза бедренной кости и пателлярного блока, определить индекс внедрения коленной чашки. Стоит отметить, что данная информация может быть получена при проведении рентгенографического исследования коленного сустава в аксиальной проекции, но у животных выполнение рентгенографии в этой проекции довольно затруднительно, что, несомненно, повышает ценность ультрасонографического метода исследования коленного сустава.
Для визуализации проксимальной части дистального эпифиза бедренной кости, коленный сустав исследовали в положении экстензии, составляющей 30, а для визуализации более дистальных участков, сустав постепенно пассивно сгибали до 60 и 90.
Выполнение сонографического исследования в инфрапателлярной продольной проекции, проводили при угле коленного сустава в норме опоры, что соответствует 160 - 165. Пальпацией определяли дистальный край коленной чашки и проксимальный край гребня большеберцовой кости. На этом участке, датчик располагали над сухожилием четырёхглавого мускула бедра, а плоскость сканирования проходила продольно. Данная проекция позволяет определить надрывы, разрывы и тендениты сухожилия четырёхглавого мускула различной этиологии, на наиболее нагруженном, с биомеханической точки зрения, участке между коленной чашкой и шероховатостью гребня большеберцовой кости. В полости сустава определяют состояние глубокой инфрапателлярной сумки, наличие суставных мышей (хондромных тел), состояние гиалинового хряща дистальной нагружаемой поверхности мыщелков бедренной кости. Доступно для оценки состояния переднего жирового тела коленного сустава, которое в состоянии склерозирования и/или гипертрофии служит маркёром хронических процессов, происходящих в коленном суставе. В глубоких слоях при постепенной флексии коленного сустава до 110, между поверхностью дистального эпифиза бедра и проксимальной поверхностью большеберцовой кости возможна визуализация краниальной крестообразной связки, оценка её целостности и однородности пучков волокон. Датчик при этом, поворачивали по проекции следования краниальной крестообразной связки – латеро-медиально (рисунок 3.1.3). При разрыве краниальной крестообразной связки возможна визуализация ее фрагмента при максимально-возможном сгибании в коленном суставе, и расположении датчика по ходу следования связки.
Морфологические изменения жирового тела коленного сустава
Жировое тело в норме сформировано белой жировой тканью типичного строения, которая богато васкуляризована кровеносными сосудами.
Снаружи оно покрыто синовиальной оболочкой с отчётливо идентифицируемыми ворсинами. Синовиоциты здесь формируют тонкий слой, в субсиновиальном слое, сформированном рыхлой соединительной тканью, наблюдается большое количество кровеносных сосудов (рисунок 3.2.24., 3.2.25.).
Микроорганизация жирового тела при гипертрофии
Макроскопически при гипертрофии на фоне хронического артрита, связанного с разрывом краниальной крестообразной связки у собак наблюдали уплотнение жирового тела, в котором отчетливо видны дольки (рисунок 3.2.26.).
При микроскопических исследованиях установлено, что на большей части площади среза белая жировая ткань замещена фиброзной, что свидетельствует о склерозе. Синовиальные ворсины утолщены и имеют признаки клеточной инфильтрации (рисунок 3.2.27.).
В жировой ткани выявлено существенное утолщение соединительнотканных септ при уменьшении площади жировой ткани. Ее дольки сформированы липоцитами неодинакового размера, многие из которых деформированы, некоторые имеют признаки деструкции (рисунок 3.2.28.).
Рубцовая ткань характеризуется толстыми, плотно упакованными, разнонаправленными пучками коллагеновых волокон, среди которых находятся фибробласты.
Кроме того, наблюдаются многочисленные кровеносные сосуды артериального и венозного типа, а также кровеносные капилляры, многие из которых имеют признаки паравазальной инфильтрации, что соответствует хроническим васкулитам.
В рубцовой ткани идентифицируются диффузные макрофагально-фибробластические инфильтраты. Среди деформированных долек жировой ткани можно наблюдать признаки венозного застоя, а также очаги деструкции кровеносных сосудов венозного типа и кровоизлияния (рисунок 3.2.31.).
Наряду с участками сформированной рубцовой ткани отмечаются области созревающей грануляционной ткани, соответствующей более ранним этапам регенерации. Она морфологически отличается от зрелой рубцовой ткани большим количеством фибробластов, меньшей толщиной пучков коллагеновых волокон и более обильной васкуляризацией.
В синовиальной оболочке, прилежащей к жировому телу, наблюдается утолщение ворсин, в их соединительнотканной основе определяются расширение и полнокровие сосудов гемомикроциркуляторного русла (рисунок 3.2.32.).
Наряду с этим наблюдали плотную лимфоцитарно-макрофагально фибробластическую инфильтрацию. В части ворсин отмечали кровоизлияния, очагово – пролиферацию синовиоцитов, локально – их слущивание (рисунок 3.2.33.). В других ворсинах среди клеток инфильтрата визуализировали многочисленные сидерофаги. В таких ворсинах отмечали слущивание синовиоцитов. В субсиновиальном слое наблюдали признаки склероза, васкулитов, склероза стенок сосудов.
Сочетания очагов со свежими и разрешающимися кровоизлияниями свидетельствует о многократном травмировании синовиальной оболочки, покрывающей жировое тело.
В других случаях при гиперплазии ворсин наблюдали менее обильную инфильтрацию, а на первый план выходили явления ангиоматоза и полнокровния кровеносных сосудов. При этом наблюдается резкое расширение кровеносных сосудов и уплотнение их стенок за счет склероза, что характерно для хронического венозного застоя и воспалительного процесса. Соединительнотканная основа ворсин с признаками склероза, отёка и умеренной клеточной инфильтрации. Синовиоциты очагово слущены (рисунок 3.2.34.).
Сочетание очагов зрелой рубцовой ткани и областей грануляционной ткани, наличие кровоизлияний, явлений продуктивного васкулита, выраженных склеротических изменений кровеносных сосудов могут свидетельствовать о персистировании процесса и хроническом травмировании жирового тела.
Выявленные изменения соответствуют хроническому продуктивному воспалению и гиперпластическому синовиту.
Данную картину можно расценить как коррелят прогрессирующего фиброза жирового тела.
Эффективность сонографического мониторинга послеоперационного периода у собак с патологиями коленного сустава
Нами впервые установлена возможность применения сонографии в диагностике послеоперационных осложнений у собак с разрывом краниальной крестообразной связки. Диагнозы, поставленные по результатам сонографии подтверждали интраопреационно.
Определено, что самыми распространенным осложнением являются: разрыв шва капсулы сустава (рисунок 3.3.2.1.), который характеризуется значительным утолщением, снижением эхогенности капсулы, визуализацией колебаний разорванных стенок на фоне синовиальной жидкости, присутствующей в больших объемах и послеоперационным периартритом с реактивным синовитом, что противоречит результатам Hochberg M.C. (2013), который считает самым распространенными осложнениями раневую инфекцию и серому в области шва.
Интраоперационно мы наблюдали разрыв капсулы, что подтверждало диагноз, поставленный по результатам сонографии (рисунок 3.3.2.2.).
В наших исследованиях была обнаружена синовиальная киста, сообщавшаяся с полостью коленного сустава. Картина характеризуется наличием гипоэхогенной толстостенной капсулой и полостью, заполненной анэхогенной жидкостью с небольшим количеством мелкодисперсной взвеси (рисунок 3.3.2.3.). Наружный вид коленного сустава при наличии синовиальной кисты представлен на рисунке 3.3.2.4.
В ходе исследований у собаки с послеоперационной хромотой через 21 сутки после операции была показана возможность диагностировать такую патологию, как «суставная мышь», имеющую при сонографическом исследовании вид гипоэхогенного линейного образования, свободно находящегося в полости коленного сустава (рисунок 3.3.2.5.). Диагноз подтвержден операционно.
Таким образом, проведенные исследования показали возможность применения сонографической диагностики для выявления патологических процессов в послеоперационном периоде. Использование сонографии в соответствии с предлагаемым нами алгоритмом осмотра сустава позволяет достоверно установить наличие разрыва капсулы в месте артротомии, формирование послеоперационной кисты на месте шва. Возможность визуализации свободных хондромных тел является чрезвычайно важным в выявлении послеоперационных осложнений у животных.
Несомненным преимуществом проведении сонографической диагностики коленного сустава является отсутствие необходимости выполнения общей анестезии, как при магнитно-резонансной или компьютерной томографии.