Volumetrická analýza chrupavky pacientov po parciálnej meniskektómii pri odpovedi na mechanické zaťaženie

Volumetrická analýza chrupavky pacientov po parciálnej meniskektómii pri odpovedi na mechanické zaťaženie

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Bc. Cyril Slabý100%100%100%
Ing. Vladimír Mlynárik DrSc.100%100%100%
Jakub Hrach100%100%-
Mgr radka klepochova PhD100%100%-
Livia Valcikova100%100%-
RNDr. Anna Kamlárová PhD.100%100%100%
ISBN: 978-80-972360-6-9

Volumetrická analýza chrupavky pacientov po parciálnej meniskektómii pri odpovedi na mechanické zaťaženie

Karin Vančíková1 ,
1 Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, Univerzita Komenského, Bratislava, Slovensko
karin.vancikova@gmail.com

Poškodenia meniskov patria medzi bolestivé a funkčne obmedzujúce zranenia ktoré väčšinou končia operačným zákrokom. Najčastejšie sa využíva parciálna meniskektómia, počas ktorej sa odstraňuje časť roztrhnutého menisku. Tým sa zmenší kontaktná plocha medzi chrupavkou a meniskom čo znamená, že sa zvýši lokálny tlak na chrupavku. Okrem toho sa vytvorí na menisku nová hrana, ktorá pri každom pohybe irituje povrch chrupavky. Tieto faktory ovplyvňujú biomechanickú funkciu chrupavky, dochádza k jej preťaženiu a následne k degenerácii, čo neskôr môže vyústiť do vzniku osteoartrózy.

Cieľom tejto práce bolo zistiť, či sa po roku u pacientov po parciálnej meniskektómii objavia degeneratíne zmeny vo femorálnej a tibiálnej chrupavke, pričom tieto zmeny som pozorovala v reakcii kolenného kĺbu na simulovanú záťaž. Konkrétne som zisťovala, či kvantifikovanie objemu a hrúbky chrupavky odhalí skoré štádia degenerácie chrupavky.

Testovaciu skupinu tvorilo 12 dobrovoľníkov a 10 pacientov rok po parciálnej mediálnej meniskektómii. Merania prebehli v rokoch 2015 a 2016 na pracovisku MR centra vysokého magnetického poľa Lekárskej univerzite vo Viedni. Pri meraní mali subjekty na meranej končatine kompresné zariadenie, ktoré v definovanom cykle simulovalo zaťaženie o sile 125N. Vykonávalo sa T2 meranie pomocou MRI techniky triple-echo-steady-state (TESS).

Vyhodnocovala som objemy a hrúbky chrupaviek na femororálnej a tibiálnej kosti pomocou automatického segmentačného softvéru MR Chondral Health (Siemens Healthineers GmbH, Nemecko). Z dôvodu kompatibility dát so softvérom museli byť pred nahraním do softvéru dáta trojnásobne interpolované. 28,8% meraní zlyhalo, preto som sa snažila upraviť dáta s cieľom zníženia zlyhaní. Pomocou metódy koregistrácie a posunu som sa snažila eliminovať transláciu v meraniach pri a po aplikácii tlaku. Tieto úpravy boli neúspešné a preto som ďalej štatisticky spracúvala iba subjekty u ktorých meranie nezlyhalo ani v jednom z častí cyklu kompresie.

Výsledky potvrdzujú zmeny v hrúbke aj objeme chrupavky pod tlakom, pričom u pacientov boli zmeny výraznejšie v porovnaní s dobrovoľníkmi. Relaxácia chrupavky po uvoľnení tlaku bola v rámci daného času merania nekompletná u oboch skupín. ANOVA test nepotvrdil štatistickú signifikantnosť zmien. Pravdepodobným dôvodom nesignifikantnosti je malá citlivosť metódy a malá štatistická vzorka. Predpokladám, že výraznejšia reakcia chrupavky na tlak u pacientov je spôsobená biochemickými zmenami v chrupavke po čiastočnej meniskektómii, hlavne skorými štádiami degenerácie kolagénovej mriežky, následnom zvýšení podielu vody a relatívnom znížení podielu proteoglykánov.

Poďakovanie: 

V spolupráci s pracoviskom MR centra vysokého magnetického poľa, Oddelenia rádiológie a nukleárnej medicíny Lekárskej univerzity vo Viedni.

Zdroje: 

McKEON B.P. et al. Knee arthroscopy, New York: Springer-Verlag, 2009, Online ISBN 978-0-387-89504-8.
JEONG, H. et al. Meniscectomy. Knee Surg Relat Res. 2012;24(3):129-136.

Diskusia

Veľmi pekná štúdia. Meniskektómia bola dlho veľmi populárna, kým sa nezistilo, že má aj nežiadúce následky. Výsledky tejto štúdie naznačujú, akým mechanizmom môže dochádzať k degenerácii chrupky po po čiastočnom odstránení menisku. Ako by sa dali získané poznatky využiť v klinickej praxi?

Ďakujem za otázku. V prvom rade by som navrhovala obmedziť tento typ operácie iba na najnutnejšie prípady roztrhnutia meniskov. Tejto problematike sa venovali odborníci v rámci ESSKA Meniscus Consensus Project (ESSKA- European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery and Arthroscopy), kde okrem iného priamo definovali v akých prípadoch sa má využívať parciálna meniskektómia.
V druhom rade by som na základe výsledkov v mojej práci navrhovala využívať viac metódu rekonštrukcie meniskov po parciálnej prípadne totálnej meniskektómii. Voperovaním menisku ktorý by bol anatomicky a štrukturálne podobný natívnemu by sa aspoň čiastočne obnovila funkčnosť menisku a zastavil alebo oneskoril by sa nástup degeneratívneho procesu. Metóda rekonštrukcie je poslednou možnosťou ako vyplniť defekt po uvedených zákrokoch. Existujú dve procedúry spadajúce do metódy rekonštrukcie: „meniskálne lešenie“ (meniscal scaffold) a allografická tranplantácia menisku (MAT- meniscal allograft transplantation). Bohužiaľ sa tieto typy operácii momentálne využívajú len zriedkavo.

Dobry den. Tato studia ma velmi zaujala nakolko mam s meniskami problemy. Takze Meniskektomiu neodporucate ako zakrok? ci iba pri urcitom type natrhnua? pri ktorom natrhnuti by sa podla Vas mal podstupit tento zakrok? (Longitudinalne natrhnutie, radialne alebo horizontalne ) Viem, ze nieste doktor a nebojte sa, nedam sa operovat podla vasho usudku len ma zaujima vas nazor lebo studia sa mi zda velmi zaujimava

Dobrý deň, ďakujem za otázku.
Určite som za to, aby parciálna meniskektómia nebola prvou voľbou u všetkých pacientov ale aby jej výber bol opodstatnený. Teda malo by sa riešiť o aký typ trhliny ide, ale zároveň by mal ortopéd brať v úvahu vek, BMI ale aj životný štýl pacienta, teda napríklad či je aktívny športovec.
Ako hovoríte, nie som doktor, ale ak by som sa mala vyjadriť konkrétne k typom trhlín, ktoré by sa mali operovať touto metódou, sú to radiálne trhliny najmä v oblasti ktorá nie je cievne zásobená (tzv. white-white zone).Práve tieto oblasti sa považujú za nezahojiteľné.

Vyborne spracovana, popularna a zaujimava studia. Chcem sa spytat, ze akou inou metodou by ste vedeli potvrdit vase vysledky?pripadne aj invazivnou.. a este ze ked existuje predpoklad ze pri vacsom tlaku budu zmeny vyraznejsie preco sa nedal pouzit vacsi tlak?

Ďakujem za otázku.
Najprv by som rada spomenula aj rôzne typy analýz priamo na MRI dátach, s ktorými pracujeme. Ide o biochemickú analýzu (ručná segmentácia a následné vyhodnocovanie T2 hodnôt) a textúrovú analýzu (ručná segmentácia a následné vyhodnocovanie pomocou metódy GLCM: gray- level-co-occurence matrix).
Ak ide o inú metódu, dala by sa využiť biopsia chrupavky. Takto odobrané tkanivo by sa histologicky aj cytologicky vyšetrilo, teda by sa dali zistiť osteoartritické zmeny v mikroštruktúre chrupavky (no nie som si istá či by boli zmeny viditeľné už v skorých štádiách OA). Následne by sa tkanivo mohlo podrobiť ex vivo testom, pri ktorých by sa skúmala odpoveď na cyklus kompresie. No túto metódu nepovažujem za vhodnú práve v dôsledku jej invazívnosti a toho, že by sa porušila integrita chrupavky pacientov aj dobrovoľníkov.
Väčší tlak nebol použitý z toho dôvodu, že pri testoch robených pred začatím tejto štúdie sa zistilo, že pri použití väčšieho tlaku pociťoval subjekt tŕpnutie v nohe. Pravdepodobne sa v tejto určitej polohe kolena v cievke iritoval blúdivý nerv. Preto sa pristúpilo ku simulovanému zaťaženiu 125N, ktoré nebolo nijak nepríjemné alebo nebezpečné.

Zaujimave...ako presne sa vyvijal tlak na klb spominanym kompresnym zariadenim? nejak pacienti tlacili na pedal, ktory je na obrazku? alebo to zariadenie same o sebe vyvijalo tlak? Keby spravite MRI snimky a nepouzijete kompresne zariadenie nezistili by ste rozdiely medzi skupinami?dakujem za odpoved

Ďakujem za otázku.
Toto kompresné zariadenie pomocou stlačeného vzduchu vyvinulo tlak na piest, čím sa piest posunul o 40 mm a tým produkoval silu o veľkosti 125N, ktorá pôsobila na plantárnu stranu nohy meraného subjektu. Teda subjekt ležal v horizontálnej polohe, pričom mal imobilizovanú panvu bedrovým pásom a zároveň bola meraná noha fixovaná v kompresnom zariadení na predkolení a na chodidle.
Konkrétne u pacientov, ktorý pravdepodobne trpia osteoartrózou ale v skorých štádiách, nie je možné iným spôsobom zistiť zmeny v chrupavke, keďže nemajú žiadne viditeľné rádiografické znaky. Teda nezistili by sme rozdiely medzi pacientmi a dobrovoľníkmi. Následne, ak už pacient má viditeľné zmeny na MRI snímkach, vieme OA rozdeliť podľa Kellgren – Lawrenc skóre na štyri štádia, práve podľa rádiografických znakov (napr. zúženie kĺbovej štrbiny, tvorba osteofytov (kostné výrastky), skleróza subchondrálnej kosti a pod.).

Zaujimave...ako presne sa vyvijal tlak na klb spominanym kompresnym zariadenim? nejak pacienti tlacili na pedal, ktory je na obrazku? alebo to zariadenie same o sebe vyvijalo tlak? Keby spravite MRI snimky a nepouzijete kompresne zariadenie nezistili by ste rozdiely medzi skupinami?dakujem za odpoved

Velmi sa ospravedlnujem za tento chaos co som tu sposobila ze jeden komentar vidno 30x ale mne to neslo okomentovat a zjavne som viakrat stlacila enter a vzniklo toto...mrzi ma to a neda sa to povymazavat...

Zaujímavý príspevok nie len klinicky ale aj metodologicky. Zaujal ma výber sekvencie (TESS). Mohli by ste zdôvodniť, prečo ste použili TESS a nie štandardné CPMG?

Ďakujem za otázku.
Sekvencia TESS bola použitá najmä vďaka jej rýchlosti. Jedno meranie v tejto práci trvalo 2 minúty, čo je oveľa kratší čas ako merania pomocou CPMG (približne 7,5 minúty).
V ďalších prácach by sme vďaka tejto sekvencii mohli pozorovať vývoj zmien v čase v závislosti na aplikovaný tlak a tým presnejšie zistiť, čo sa deje v chrupavke pri zaťažovaní.
Je to veľký benefit aj v klinickej aplikácii. Zníži sa čas, kedy je pacient, ktorý môže mať bolesti, v „nekomfortnom priestore“. V neposlednom rade sa znížia výdavky potrebné na meranie.