МРТ-диагностика отека костного мозга и его значение в судебно-медицинской оценке повреждений костей и суставов

Механическая травма традиционно занимает ведущее место в травматизме, при этом в большинстве случаев подобные повреждения сопровождаются повреждениями костей и суставов. Современная судебно-медицинская травматология не обходится без использования результатов специальных лабораторных и инструментальных методов диагностики. К последним прежде всего относятся лучевые методы исследования, которые прекрасно зарекомендовали себя в иллюстрации морфологической картины различных травм и патологических состояний.

За последние 20—25 лет лучевая диагностика значительно обогатилась большим числом новых методов получения изображения внутренних органов и целых систем организма. В медицинской практике широкое распространение получили такие высокотехнологические методы, как компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), ультразвуковая биолокация. Постепенно расширяются возможности нового метода радионуклидной диагностики — позитронная эмиссионная томография (ПЭТ). Получают распространение цифровые методы рентгенологической визуализации: цифровая рентгенография, флюорография, маммография. В практику отечественного и мирового здравоохранения входят современные электронные средства передачи и хранения лучевых изображений: телерадиология, радиологические информационные системы, системы передачи и архивирования лучевых данных^​1​᠎. При этом использование новых способов получения изображения представляет лучевому диагносту принципиально новый вид образов органов в виде трехмерной графики, виртуальной эндоскопии, искусственного моделирования изображений [1].

Изучение отечественной и зарубежной литературы по современным методам лучевой диагностики травм костей и суставов показало, что, помимо классических признаков в виде визуализации костных отломков, плоскости перелома и костных полостей, патоморфологических изменений замыкательных пластинок (дефекты, субхондральный склероз), эпифизеолиз и др., относительно «новым» признаком таких повреждений является отек костного мозга (ОКМ)^​2​᠎.

По данным зарубежных и отечественных специалистов в области лучевой диагностики, ОКМ имеет не только травматическое происхождение (при 100% травм), но также встречается и при некоторых заболеваниях костей и главным образом суставов [2—7]. Данный признак может одновременно наблюдаться в одной или нескольких костях одного сустава. Помимо травм, ОКМ встречается и при некоторых заболеваниях (нейроартропатия, артрит и др.), однако отличается от последних своей локализацией и клинико-анамнестическими данными. В источниках литературы нет публикаций отечественных судебных медиков об ОКМ и пока эта проблема целенаправленно не изучалась^​3​᠎.

Цель исследования — изучить публикации специалистов в области лучевой диагностики, освещающие проблемы диагностики и лечения травм и заболеваний костей (суставы), и роль ОКМ в решении клинических задач и вопросов, стоящих перед судебно-медицинской экспертизой.

Авторы использовали открытые интернет-ресурсы: электронную научную библиотеку (elibrary), SciVerse (Science Direct), Scopus, PubMed и Discover. Ключевые слова для поиска источников информации: отек костного мозга, костный мозг, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, переломы костей, повреждения суставов, трабекулярный отек, bone marrow edema, BME, MR images, MRI.

В статье изложены основные результаты МРТ-исследований травм и патологий костей (суставы) в публикациях зарубежных и отечественных специалистов с акцентом на диагностику у пострадавших ОКМ в разные сроки визуализации. В ряде примеров изложены комментарии авторов данной публикации о судебно-медицинском значении выявленных изменений в костном мозге.

В статье Г.В. Дьячковой и соавт. [8] представлены результаты УЗИ и МРТ^​4​᠎ внутрисуставных повреждений коленного сустава для топической (точной локализации и распространенность) диагностики. Авторы обнаружили ОКМ различной степени выраженности до лечения (непосредственно после травмы) у 7 пациентов и в течение года после операции — у 5. Изменения в структуре медиального и латерального менисков в виде неоднородности, деструкции, частичного или полного разрывов выявлены методом МРТ у 8 больных с закрытыми внутрисуставными переломами верхней трети ББК; изменение структуры связочного аппарата в виде неоднородности, отечности, утолщения, частичного или полного разрыва связок — у 9 человек. По мнению авторов, именно результаты МРТ позволили получить необходимую диагностическую информацию о всех структурных образованиях поврежденных суставов: костях, хрящах, менисках, определить характер и объем повреждений костных структур, хряща, а также изучить состояние костного мозга (рис. 1). Авторы установили прямую корреляционную зависимость между размерами ОКМ и давностью травмы. Значение данной работы для судебных медиков состоит в визуализации и подтверждении факта травмы, неоспоримых доказательствах ее объема и конкретной (топической) локализации, а также давности причинения травмы пострадавшему в условиях конкретного механизма (удар, удар с элементами скручивания, растяжение и т. д.) в указанных обстоятельствах (дорожно-транспортное происшествие и др.).

Динамику МРТ-визуализации после травм коленного сустава проследили Г.В. Дьячкова и соавт. [9]. Авторы отметили, что после травмы МРТ позволяет выявить ряд существенных изменений в минерализованных и неминерализованных компонентах дистального конца бедренной кости и проксимальной части ББК. В частности, ОКМ различной степени выраженности, проявляющийся повышением интенсивности сигнала на T2-изображениях и на таких же томограммах с подавлением жира, авторы обнаружили до лечения (факт травмы) и после снятия аппарата Илизарова у всех обследованных пострадавших через 1 год после окончания лечения (давность травмы). Наилучшую визуализацию ОКМ наблюдали на T2-ВИ (рис. 2). Кроме того, авторы установили, что консолидированные переломы коленного сустава отличаются гипоинтенсивными сигналами на Т1- и Т2-ВИ от участков склероза костного мозга, плоскостей бывших переломов, посттравматических костных полостей, разрастаний рубцовой ткани, неоднородной периостальной мозоли. Указанные признаки визуализировались на МРТ до 4 лет и более после окончания лечения даже при первичном заживлении перелома. В работе отмечено, что при явлениях посттравматического артроза коленного сустава не у всех больных были выражены такие классические симптомы травмы, как субхондральный склероз суставных поверхностей (особенно мыщелков бедра) и краевые костные разрастания.

В работе И.Р. Кузиной и соавт. [10] показано, что использование в клинической практике МРТ значительно расширило возможности выявления не только «свежих», но и застарелых переломов костей коленного сустава. ОКМ определяется на Т1-ВИ в виде гипоинтенсивного, а на Т2-ВИ в виде гиперинтенсивного сигнала. Отек локализовался в области бывшего перелома у 7 пациентов с давностью травмы от 1 до 1,5 мес, при этом его размеры зависели от давности травмы: чем больше времени прошло с момента травмы, тем зона гиперинтенсивного сигнала от ОКМ на Т2-ВИ была меньше. Авторы отмечают, что при застарелых переломах сигнальная характеристика ОКМ не отличается от таковой при «свежей» травме и не зависела от давности травмы.

Спустя 2 года И.Р. Кузина и соавт. [11] продолжили аналогичные исследования. Они обследовали 88 пациентов со свежей (до 4 сут) и несвежей (до 28 сут) травмой⁵ (см. таблицу). Авторы отметили, что при МРТ переломы выявлялись в 4,6 раза чаще^​6​᠎, чем при рентгенографии (p<0,00001). Изучили МРТ-симптоматику 144 переломов коленного сустава в трех плоскостях. На Т1-ВИ и Т2-ВИ оценивали сигнальную характеристику повреждений костей, внутри- и внесуставных мягкотканных компонентов, выпот в полости сустава и синовиальных сумках и др. ОКМ на Т1-ВИ выявлялся в эпиметафизах бедренной, ББК и МБК, а также в надколеннике в виде гипоинтенсивных локальных очагов или диффузного изменения сигнала. На Т2-ВИ сигнал от области ОКМ был гиперинтенсивным. При «свежих» переломах ОКМ обнаружили у всех обследованных. По мере увеличения сроков лечения отек наблюдали реже, и в более поздние сроки он выявлялся только в 56,1% наблюдений. Авторы отметили, что такие изменения костного мозга определялись во всех костях, образующих коленный сустав, при всех переломах независимо от механизма травмы. Отек локализовался в области перелома, а также в других отделах этой же кости на некотором удалении или в другой кости, занимая небольшой участок кости (локальный ОКМ) или имел диффузный характер. МР-сигнал от ОКМ по форме был округлым, овальным, «лучистым» или бесформенным. По мнению авторов, только на Т2-ВИ возможно было дифференцировать МР-сигнал, обусловленный ОКМ от диффузного склероза костного мозга, который на Т1-ВИ давал такой же, как и отек, гипоинтенсивный сигнал.

Таким образом, значение данных публикаций для судебных медиков состоит в подтверждении факта травмы, достоверном установлении объема (площадь) поражения костных структур (сустав) и, самое главное, давности выявленных повреждений с возможной дифференциальной диагностикой обстоятельств (механизма) причинения травмы.

Аналогичные данные были получены зарубежными специалистами в области лучевой диагностики. В работах M. Schmid и соавт. [12] и D. Weishaupt и соавт. [13] приведены данные МРТ, свидетельствующие о наличии ОКМ при травмах стопы и ГСС. Авторы отметили, что ОКМ на МРТ (рис. 3) представляет собой участки гипо- или гиперинтенсивного сигнала (в зависимости от условий и режима съемки), что морфологически соответствует наличию жидкости, кровоизлияния, фиброза или некроза тканей. В зависимости от распространенности процесса в костях ГСС различают локальный (в одной кости) и мультифокальный ОКМ, при котором в патологический процесс вовлекается несколько костей одного сустава.

По данным N. Shabshin и соавт. [14], наиболее распространенными причинами мультифокального ОКМ у детей, затрагивающего сразу несколько костей ГСС и стопы, являются непривычная повышенная нагрузка на сустав, изменения в привычной биомеханике движений^​7​᠎, ушибы или переломы, иммобилизация сустава, комплексный региональный болевой синдром, инфаркты, остеоартриты, воспалительные артриты, нейроартропатии и преходящий остеопороз. Дифференциальная диагностика указанных нозологических форм, основывается главным образом на клинических признаках в совокупности с данными на МРТ: выявление линий переломов, остеофитов, эрозий, признака двойной линии и местных кожных изменений в области ГСС в виде отека, гиперемии, сглаженности контуров. Авторы отмечают, что вначале «бессимптомное» развитие процесса в дальнейшем может эволюционировать и при симптоматическом «злоупотреблении» чрезмерными физическими нагрузками и стрессовыми реакциями на фоне усиливающихся болезненных ощущений и расширения границ мультифокального ОКМ (рис. 4) возможно формирование скрытого («усталостного») перелома. В случае прекращения либо полной отмены физических нагрузок, которые способствуют уменьшению боли, наблюдается постепенное рассасывание ОКМ в затронутых процессом костях и суставах в течение нескольких месяцев.

По данным I. Elias и соавт. [15] мультифокальный ОКМ вследствие иммобилизации по своей форме может быть пятнистым и локализоваться субкортикально или субхондрально с длительностью стабилизации или прекращения процесса в течение 18 нед. Соответствующий клинический анамнез (длительная иммобилизация и неподвижность) и отсутствие ряда симптомов могут помочь в дифференциальной диагностике процесса от преходящего остеопороза и комплексного болевого синдрома. Последние могут также иметь макроскопические отличительные признаки: отек кожи в области сустава и ее утолщение. Как считают авторы, широкий спектр таких дегенеративных и воспалительных заболеваний, как остеоартрит, ревматоидный артрит и серонегативные спондилоартриты могут способствовать развитию околосуставного мультифокального субхондрального ОКМ в нескольких костях ГСС. Томографические корреляции, а также характерные признаки остеофитов при остеоартрозе, отек околосвязочных мягких тканей, синовит и маргинальные эрозии при ревматоидном артрите могут помочь в диагностике таких состояний.

Исследования D. Weishaupt и соавт. [13] показали, что часто возможны инфаркты нескольких костей ГСС, но от ОКМ они, как правило, отличаются характерным извилистым «географическим» рисунком и признаком двойной линии.

D. Chatha и соавт. [16] и M. Ahmadi и соавт. [17] наблюдали вариант мультифокального околосуставного ОКМ преимущественно в среднем отделе стопы у пациентов с сахарным диабетом в острой фазе начала нейроартропатии. Если МРТ выполняется до начала соответствующих костных изменений, клиническая картина и анамнез болезни могут потребоваться для отличия их от начала воспалительного артрита.

Очаговый (локальный) ОКМ, изолированно протекающий в одной кости, по своей природе часто является посттравматическим, а по механизму образования возникает или в результате отрывного перелома (непрямое воздействие), или от непосредственного удара (ушиб) в область ГСС. Кроме травм к локальному ОКМ могут приводить такие заболевания (патологические состояния), как остеоартроз, воспалительные артриты, импиджмент-синдром^​8​᠎. Уточнению МРТ-диагностики данного вида ОКМ помогает анамнез болезни (травмы) и расположение отека по отношению к соседним костям, суставам, капсулам, связкам, сухожилиям и фасциям.

Возникновение ОКМ в ББК, особенно в ее дистальном отделе, чаще обусловлено такими травмами и осложнениями, как скрытые («усталостные») переломы, разрывы удерживателя мышц — сгибателей стопы, дистального межберцового синдесмоза и дельтовидных связок. Кроме того, в указанной области ББК может встречаться реактивный ОКМ, связанный с дисфункцией заднего большеберцового сухожилия и вторичный околосуставной ОКМ при артропатиях.

Варианты диффузного распределения ОКМ в ББК могут отражать физическое напряжение в указанной области или скрытый перелом в области передней и/или переднемедиальной поверхности ББК, при этом остеоартриты чаще формируют центральное расположение ОКМ.

По данным Z. Rosenberg и соавт. [18] и W. Morrison и соавт. [19], локальная передневнутренняя и передненаружная локализация ОКМ может быть вызвана отрывом передней дельтовидной или передней межберцовой связки соответственно. Важной закономерностью, с судебно-медицинской точки зрения, является наличие более слабого сигнала от ОКМ на МРТ-изображениях при отрывных повреждениях, в отличие от прямых ударных повреждений. Расположение ОКМ в заднемедиальном сегменте дистального отдела ББК чаще вызвано дисфункцией заднего большеберцового сухожилия вследствие его ушибов, при этом выявляемые костно-хрящевые повреждения у места его прикрепления часто ассоциируются с противоположным ОКМ таранной кости. Авторы отметили, что аналогичные изменения костного мозга вызывались отрывами задней дельтовидной связки, задней межберцовой связки и удерживателя мышц сгибателей стопы.

МБК является небольшой костью, в связи с этим различные травмы и патологические процессы могут привести к формированию диффузного ОКМ. Возникновение очаговых зон ОКМ в МБК, как и в ББК, и отличие их друг от друга обусловлены прилегающими (соседними) костными и мягкотканными структурами (прикрепления связок и сухожилий). Близость (по форме) дистального отдела МКБ к спирали часто создает артифициальное увеличение сигнала на МРТ-изображениях. В связи с этим подавление сигнала от прилегающей подкожной жировой основы помогает устранить этот артефакт и определить истинные границы ОКМ.

В работе Ph. Robinson [20] показано, что локализация ОКМ в области верхушки МБК может быть связана с отрывным переломом, разрывом пяточно-малоберцовой связки или пяточно-малоберцовым импиджментом. Распределение типичной локализации ОКМ в дистальных отделах ББК и МБК и их связь с наиболее частыми причинами возникновения отека схематично представлены на рис. 5. Авторы отметили, что ОКМ в медиальной части МБК часто связан с отрывом связок по механизму растяжения (тракции). В указанной области воспалительные изменения в виде остеоартрита также могут приводить к отеку в сочетании с обязательными аналогичными изменениями с противоположной стороны (ОКМ таранной кости).

Исследования X. Wang и соавт. [21] и D. Weishaupt и соавт. [13] продемонстрировали, что расположение ОКМ в боковом и заднебоковом секторе МБК может быть результатом травмы верхнего малоберцового удерживателя или следствием повреждений сухожилий малоберцовых мышц.

Таким образом, МРТ-диагностика ОКМ в случаях травм или заболеваний костей и суставов является рутинным исследованием в работе специалистов по лучевым методам диагностики. Наиболее частыми причинами возникновения ОКМ являются травмы, имеющие различную природу и механизм образования (локальные удары, растяжения, вывихи, скручивание и т. д.), а также ряд патологических состояний (заболеваний) непосредственно не связанных с травмирующими воздействиями (артриты, артрозы, остеопороз и др.).

В настоящее время отечественные судебные медики достаточно широко используют в своей работе результаты традиционных методов лучевой диагностики, некоторые из которых приобрели статус обязательных исследований.

На примерах изучения многочисленных исследований травм костей и суставов рентгенологами в нашей стране и за рубежом показано, что чувствительность и специфичность классической рентгенографии в диагностике повреждений костно-суставной системы значительно уступает аналогичным показателям высокоинформативных методов КТ- и особенно МРТ-исследований. Широкое использование МРТ в клинической диагностике повреждений и заболеваний костей (суставов) позволяет своевременно выявлять более тонкие изменения во всех структурные элементах указанных анатомических образований, значительно расширяя тактические возможности лечебных и реабилитационных мероприятий.

Одним из таких диагностических признаков, выявляемых при МРТ-обследованиях больных и пострадавших с травмами опорно-двигательного аппарата, является ОКМ. Его появление, локализация и распределение в поврежденных костях (суставах) имеют строгую закономерность, хорошо известную отечественным и зарубежным специалистам в области лучевой диагностики, а также травматологии и ортопедии.

Судебно-медицинское значение визуализации ОКМ в ряде случаев является неоспоримым подтверждением факта травмы, а его распространение и локализация в костных структурах — доказательством конкретного механизма травмы (удар, удар с элементами скручивания, растяжение и др.). Характер и распространение гиперинтенсивного сигнала от отека на Т2-ВИ позволяют проводить дифференциальную диагностику давности повреждений сроком до 1,5 мес.

Таким образом, знание судебными медиками причин и условий (время, место, распределение) возникновения ОКМ в конкретных участках (зонах) поврежденных анатомических образований в совокупности с другими клинико-морфологическими данными позволит решать сложные вопросы в области судебной травматологии. Безусловно, такая работа потребует творческого взаимодействия и научно-практического сотрудничества судебных медиков со специалистами в области лучевой диагностики.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.