RU2750126C1 - Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis - Google Patents

Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis Download PDF

Info

Publication number
RU2750126C1
RU2750126C1 RU2020142454A RU2020142454A RU2750126C1 RU 2750126 C1 RU2750126 C1 RU 2750126C1 RU 2020142454 A RU2020142454 A RU 2020142454A RU 2020142454 A RU2020142454 A RU 2020142454A RU 2750126 C1 RU2750126 C1 RU 2750126C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ctx
osteoarthritis
comp
stages
cartilage
Prior art date
Application number
RU2020142454A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Вячеславовна Гладкова
Наталия Александровна Ромакина
Юлия Ивановна Титова
Владимир Юрьевич Ульянов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России)
Priority to RU2020142454A priority Critical patent/RU2750126C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2750126C1 publication Critical patent/RU2750126C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, orthopedy in particular.SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, rheumatology, and deals with a method for detecting early changes in cartilage tissue at the pre X-ray stages of osteoarthritis of the knee joint. The essence of the method: the concentration of COMP in the blood serum and the content of the level of CTX-II in the urine are once determined with the calculation of the individual coefficients of СCOMPand СCTX-IIas a quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the examined, СCOMPresand СCTX-IIresby the median value of the same indicators evaluated in a group of healthy individuals СCOMPnormand СCTX-IInorm. Additionally, magnetic resonance imaging is performed in the T2-relaxometry mode with the determination of the CRELAXcoefficient equal to the ratio of the average T2-relaxation time measured in the loaded areas of tstressto the average T2-relaxation time in the intact areas of the articular hyaline cartilage tintactin the projection of the medial condyles of the tibia in the subject. Then the total diagnostic coefficient C, equal to the sum of the coefficients of CCOMP, CSTX-IIand CRELAXis calculated. With C<4.27, the absence of osteoarthritis is diagnosed, with C ≥4.27, its presence.EFFECT: use of this invention will make it possible to identify early changes in the cartilage tissue at the pre X-ray stages of knee osteoarthritis due to a quantitative aggregate assessment of its local and systemic manifestations that objectively characterize the processes of remodeling articular hyaline cartilage.1 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, ревматологии. Данное техническое решение может быть использовано при выявлении дегенеративно-дистрофических изменений хрящевой ткани коленного сустава, характерных для ранних проявлений первичного остеоартроза.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, rheumatology. This technical solution can be used to identify degenerative-dystrophic changes in the cartilage tissue of the knee joint, characteristic of early manifestations of primary osteoarthritis.

Основным на сегодняшний день методом выявления остеоартроза является рентгенологическое обследование наряду с оценкой жалоб и анамнестических данных пациентов, а также объективных клинических признаков патологиии коленного сустава и оценочных функциональных шкал [Клинические рекомендации по диагностике и лечению остеоартроза, утв. 05.10.2013г. Пленумом Ассоциации Ревматологов России (Association of Rheumatologists of Russia) - (АРР) совместно с профильной комиссией МЗ РФ по специальности «ревматология», Электронный ресурс: https://cyberleninka.ru/article/n/validatsiya-russkoyazychnoy-shkaly-oprosnika-urovnya-boli-v-plechevom-sustave-dlya-vyyavleniya-patsientov-s-subakromialnym impidzhment/pdf].Today, the main method for detecting osteoarthritis is an x-ray examination along with an assessment of complaints and anamnestic data of patients, as well as objective clinical signs of pathology of the knee joint and assessment functional scales [Clinical guidelines for the diagnosis and treatment of osteoarthritis, approved. 05.10.2013 By the Plenum of the Association of Rheumatologists of Russia - (APP) together with the profile commission of the Ministry of Health of the Russian Federation in the specialty "rheumatology", Electronic resource: https://cyberleninka.ru/article/n/validatsiya-russkoyazychnoy-shkaly-oprosnika- urovnya-boli-v-plechevom-sustave-dlya-vyyavleniya-patsientov-s-subakromialnym impidzhment / pdf].

Однако рентгенологические методы обладают ограниченными разрешающими способностями при выявлении ранних стадий дегенеративно-дистрофических изменений хрящевой ткани коленного сустава, которые обнаруживаются позднее, чем появляются жалобы пациентов на боль, хруст, ограничение функции и т.п.However, X-ray methods have limited resolving capabilities in detecting the early stages of degenerative-dystrophic changes in the cartilage tissue of the knee joint, which are detected later than the patients' complaints of pain, crunching, limitation of function, etc. appear.

Известны также более чувствительные и специфичные способы лучевой диагностики, основанные на использовании цифровой обработки полученных сканов изображений, позволяющих с большей прецизионностью выялять минимальные изменения структуры хрящевой ткани коленного сустава и количественно их оценивать [патент RU на изобретение №2644542]. Рентгенограмму оцифровывают, выбирают зону интереса в области субхондральной кости медиального большеберцового плато, которое переводят в бинарный вид, рассчитывают фрактальный размер методом квадратов, при полученных значениях от 1,726 до 1,739 определяют остеоартроз I стадии, при полученных значениях от 1,740 до 1,767 - остеоартроз II стадии, при полученных значениях от 1,768 до 1,772 – III стадии, а при значениях в диапазоне от 1,773 до 1,787 – IV стадии. Значения фрактального размера от 1,700 до 1,725 соответствуют норме. There are also known more sensitive and specific methods of radiation diagnostics, based on the use of digital processing of the obtained scans of images, allowing with greater precision to identify minimal changes in the structure of the cartilaginous tissue of the knee joint and quantitatively evaluate them [RU patent for invention No. 2644542]. The roentgenogram is digitized, the area of interest is selected in the region of the subchondral bone of the medial tibial plateau, which is converted into a binary form, the fractal size is calculated by the square method, with the obtained values from 1.726 to 1.739, stage I osteoarthritis is determined, with the obtained values from 1.740 to 1.767 - stage II osteoarthritis, with the obtained values from 1.768 to 1.772 - stage III, and with values in the range from 1.773 to 1.787 - stage IV. Fractal size values from 1.700 to 1.725 are normal.

Однако применение в виде исходного изображения рентгенограммы в одной или нескольких проекциях, даже с измерением изменений фрактальных размеров после оцифровки, позволяет оценивать лишь изменения формы и толщины хрящевой выстилки и прилежащей субхондральной кости без объективизации структурных нарушений имеющихся анатомических образований коленного сустава. However, the use of an X-ray image in one or several projections in the form of an initial image, even with the measurement of changes in fractal dimensions after digitization, makes it possible to assess only changes in the shape and thickness of the cartilaginous lining and the adjacent subchondral bone without objectifying structural disorders of the existing anatomical formations of the knee joint.

Известен способ оценки степени гидратации суставного гиалинового хряща при его дегенерации, основанный на оценке анизотропии распределения коллагена II типа и выявлении нарушений структуры протеогликано-коллагеновых комплексов, ассоциированных с увеличением объема свободной жидкости и снижением параметров вязкости, путем измерения времени Т2-релаксации в ходе выполнения магнитно-резонансной томографии [Беляева И.Б., Мазуров В.И., Трофимов Е.А., Трофимова А.С. // Эффективная фармакотерапия 2018. №33. С. 64-69]. There is a known method for assessing the degree of hydration of the articular hyaline cartilage during its degeneration, based on the assessment of the anisotropy of the distribution of type II collagen and the identification of disturbances in the structure of proteoglycan-collagen complexes associated with an increase in the volume of free fluid and a decrease in viscosity parameters, by measuring the time of T2 relaxation during the magnetic -resonance tomography [Belyaeva I.B., Mazurov V.I., Trofimov E.A., Trofimova A.S. // Effective pharmacotherapy 2018. №33. S. 64-69].

Однако применение методик оценки степени гидратации суставного гиалинового хряща не позволяет патогномонично определить значимость морфологических изменений в качестве этиологического фактора развития остеоартроза, так как в этом случае оценивается лишь локальный характер патологического процесса без учета системности его патогенетических механизмов.However, the use of methods for assessing the degree of hydration of the articular hyaline cartilage does not allow pathognomonically to determine the significance of morphological changes as an etiological factor in the development of osteoarthritis, since in this case only the local nature of the pathological process is assessed without taking into account the systemic nature of its pathogenetic mechanisms.

В настоящее время наряду с существующими возможностями локальной оценки состояния хрящевой ткани патологически измененного сустава разработан целый ряд методов определения ранних биохимических маркеров остеоартроза, позволяющих выявлять основные звенья нарушения метаболизма в скелетных соединительных тканях, отражающих наличие системных воспалительных проявлений, протеолитической активности, деструкции суставного гиалинового хряща и субхондрального ремоделирования [Щёкотова А.П., Невзорова М.С., Боталов Н.С., Чепкасова Н.И. //Современные проблемы науки и образования. 2019]. Currently, along with the existing possibilities of local assessment of the state of the cartilage tissue of the pathologically altered joint, a number of methods have been developed for determining early biochemical markers of osteoarthritis, which make it possible to identify the main links of metabolic disorders in skeletal connective tissues, reflecting the presence of systemic inflammatory manifestations, proteolytic activity, destruction of articular hyaline cartilage and subchondral remodeling [Shchekotova A. P., Nevzorova M. S., Botalov NS, Chepkasova N. And. // Modern problems of science and education. 2019].

Однако на сегодняшний день известно несколько молекулярных подтипов остеоартроза, что не позволяет однозначно трактовать изменения рада биохимических маркеров в пользу того или иного подтипа.However, to date, several molecular subtypes of osteoarthritis are known, which does not allow an unambiguous interpretation of changes in a number of biochemical markers in favor of one or another subtype.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является «Способ дифференциальной диагностики стадий гонартроза» [патент RU на изобретение №2588372]. Согласно данному способу исследуют концентрацию мочевой кислоты в плазме крови, а в мононуклеарнй фракции крови пациента - активность миелопероксидазы (МПО), в у.е./мин·мг, а также активность ксантиноксидоредуктазы (КОР), в МЕ/г. Затем рассчитывают суммарный коэффициент диагностики K по разработанной формуле. При выполнении условия 3.1≤K<3.4 диагностируют I стадию гонартроза по шкале Kellgren-Lawrence. При выполнении условия 3.4≤K<3.9 диагностируют II стадию гонартроза по шкале Kellgren-Lawrence. При выполнении условия 3.9≤K<5.2 диагностируют III стадию гонартроза по шкале Kellgren-Lawrence. При выполнении условия K≥5.2 диагностируют IV стадию гонартроза по шкале Kellgren-Lawrence.The closest analogue to the claimed invention is "Method for differential diagnosis of stages of gonarthrosis" [RU patent for invention No. 2588372]. According to this method, the concentration of uric acid in the blood plasma is investigated, and in the mononuclear fraction of the patient's blood - the activity of myeloperoxidase (MPO), in cu / min · mg, as well as the activity of xanthine oxidoreductase (KOR), in IU / g. Then the total diagnostic coefficient K is calculated according to the developed formula. If the condition 3.1≤K <3.4 is met, stage I of gonarthrosis is diagnosed according to the Kellgren-Lawrence scale. If the condition 3.4≤K <3.9 is met, stage II of gonarthrosis is diagnosed according to the Kellgren-Lawrence scale. If the condition 3.9≤K <5.2 is met, stage III of gonarthrosis is diagnosed according to the Kellgren-Lawrence scale. If the condition K≥5.2 is met, stage IV of gonarthrosis is diagnosed according to the Kellgren-Lawrence scale.

Недостатком данного способа является отсутствие методов объективизации содержания структурных метаболитов хрящевой ткани, что позволило бы оценить состояние ремоделирования хрящевой ткани – основного плацдарма патологических изменений при ранних проявлениях остеоатроза. The disadvantage of this method is the lack of methods for objectifying the content of structural metabolites of cartilage tissue, which would allow assessing the state of remodeling of cartilaginous tissue - the main bridgehead of pathological changes in early manifestations of osteoatrosis.

Задачей заявляемого изобретения является выявление ранних изменений хрящевой ткани на дорентгенологических стадиях остеоартроза коленного сустава за счет количественной совокупной оценки его локальных и системных проявлений, объективно характеризующих процессы ремоделирования суставного гиалинового хряща.The objective of the claimed invention is to identify early changes in the cartilage tissue at the pre-radiological stages of osteoarthritis of the knee joint due to the quantitative cumulative assessment of its local and systemic manifestations, objectively characterizing the processes of remodeling of the articular hyaline cartilage.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе выявления ранних изменений хрящевой ткани на дорентгенологических стадиях остеоартроза коленного сустава, включающем определение в биологических жидкостях биомаркеров с дальнейшим оцениванием суммарного коэффициента диагностики, в качестве биомаркеров однократно определяют COMP в сыворотке крови и CTX-II в моче с расчетом индивидуальных коэффициентов СCOMP и СCTX-II как частного от деления абсолютной величины концентрации последних у обследуемого СCOMPres и СCTX-IIres на медианное значение этих же показателей, оцениваемых у группы здоровых лиц СCOMPnorm и СCTX-IInorm, дополнительно проводят магнитно-резонансную томографию в режиме Т2-релаксометрии с определением коэффициента СRELAX, равного отношению среднего времени Т2-релаксации измеренного в нагружаемых участках tstress к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact в проекции медиальных мыщелков большеберцовых костей у обследуемого, оценивают суммарный коэффициент диагностики С, равный сумме коэффициентов СCOMP, СCTX-II и СRELAX и при С<4,27 диагностируют отсутствие остеоартроза, при С ≥4,27 – его наличие.The essence of the claimed invention lies in the fact that in a method for detecting early changes in cartilage tissue at pre-radiological stages of osteoarthritis of the knee joint, including the determination of biomarkers in biological fluids with further assessment of the total diagnostic coefficient, COMP in blood serum and CTX-II in urine are determined once as biomarkers with the calculation of individual coefficients CCOMP and CCTX-II as a quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the subject CCOMPres and CCTX-IIres by the median value of the same indicators assessed in a group of healthy individuals CCOMPnorm and CCTX-IInorm, additionally conduct magnetic resonance imaging in the T2-relaxometry mode with the determination of the coefficient CRELAX, equal to the ratio of the average T2 relaxation time measured in the loaded sections tstress to the mean time of T2-relaxation in intact areas of the articular hyaline cartilage tintactin the projection of the medial condyles of the tibia in the subject, the total diagnostic coefficient C is estimated, equal to the sum of the coefficients CCOMP, FROMCTX-II and CRELAXand with C <4.27, the absence of osteoarthritis is diagnosed, with C ≥ 4.27 - its presence.

Технический результат заявляемого изобретения.The technical result of the claimed invention.

Совокупность количественного определения локальных – времени релаксации и системных – биомаркеров предикторов остеоартроза позволяет объективизировать процессы ремоделирования суставного гиалинового хряща по величине итогового коэффициента диагностики С, достоверно оценивая факт наличия или отсутствия патологического процесса на его дорентгенологических стадиях при наличии у пациента неспецифических симптомов патологии коленного сустава и модифицируемых факторов риска. Использование дополнительного режима магнитно-резонансной томографии, а именно Т2-релаксометрии для диагностики локальных изменений суставного гиалинового хряща на дорентгенологических стадиях остеоартроза, позволяет достаточно точно выявить проблемные зоны при их наличии, а также визуализировать интактные участки суставного хряща за счет повышения разрешающих способностей цветового картирования по сравнению с рентгенографией и возможности трехмерной реконструкции не только его структуры, но и прилежащей субхондральной кости. Применение определения маркеров ремоделирования скелетных соединительных тканей в биологических жидкостях пациентов с дорентгенологическими проявлениями остеоартроза коленного сустава (COMP и CTX-II) позволяет на системном уровне выявить деструкцию молекул коллагена II типа в составе экстрацеллюлярного матрикса суставного гиалинового хряща. Определение уровней COMP и CTX-II в сыворотке крови является потенциальным прогностическим маркером при заболеваниях суставов, повышенные концентрации которого прямо коррелируют с прогрессирующей деструкцией суставного гиалинового хряща, наблюдаемой при Т2- картировании. The combination of quantitative determination of local - relaxation time and systemic - biomarkers of predictors of osteoarthritis makes it possible to objectify the processes of remodeling of the articular hyaline cartilage according to the value of the final diagnostic coefficient C, reliably assessing the presence or absence of a pathological process at its pre-radiological stages if the patient has nonspecific symptoms of knee joint pathology and risk factors. The use of an additional mode of magnetic resonance imaging, namely T2-relaxometry for the diagnosis of local changes in the articular hyaline cartilage at the pre-radiological stages of osteoarthritis, makes it possible to accurately identify problem areas, if any, as well as visualize intact areas of the articular cartilage by increasing the resolution of color mapping by compared with radiography and the possibility of three-dimensional reconstruction of not only its structure, but also the adjacent subchondral bone. The use of the determination of markers of skeletal connective tissue remodeling in biological fluids of patients with pre-radiological manifestations of osteoarthritis of the knee joint (COMP and CTX-II) makes it possible to detect at the systemic level the destruction of type II collagen molecules in the extracellular matrix of the articular hyaline cartilage. Determination of the levels of COMP and CTX-II in blood serum is a potential prognostic marker for joint diseases, elevated concentrations of which directly correlate with the progressive destruction of articular hyaline cartilage observed on T2-mapping.

Способ выявления ранних изменений хрящевой ткани на дорентгенологических стадиях остеоартроза коленного сустава осуществляют следующим образом. A method for detecting early changes in cartilage tissue at pre-radiological stages of knee osteoarthritis is as follows.

Пациентам, обратившимся в медицинскую организацию с жалобами на боль, хруст, ограничение функции и т.п., имеющим в анамнезе сведения о модифицируемых факторах риска возникновения остеоартроза коленных суставов (пожилой возраст, избыточная масса тела, снижение уровня половых гормонов и др.) при отсутствии дегенеративно-дистрофических изменений хрящевой ткани, визуализируемых при выполнении рентгенологического иссследования в стандартных проекциях дополнительно выполняют следующие мероприятия:Patients who have applied to a medical organization with complaints of pain, crunching, limitation of function, etc., who have a history of information about modifiable risk factors for osteoarthritis of the knee joints (old age, overweight, decreased levels of sex hormones, etc.) in the absence of degenerative-dystrophic changes in cartilage tissue, visualized when performing an X-ray examination in standard projections, the following measures are additionally performed:

- определение методом твердофазного иммуноферментного анализа содержания в сыворотке крови олигомерного матриксного белка хряща (Human Cartilage Oligomeric Protein, COMP) - внеклеточного белка тромбоспондина, являющегося неколлагеновым гликопротеином, участвующим в стабилизации третичной структуры молекул коллагена – СCOMPres;- determination by the method of enzyme-linked immunosorbent assay of the content in the blood serum of the oligomeric matrix protein of cartilage (Human Cartilage Oligomeric Protein, COMP) - the extracellular protein thrombospondin, which is a non-collagen glycoprotein involved in the stabilization of the tertiary structure of collagen molecules - C COMPres ;

- исследование уровня содержания в моче С-терминальных телопептидов коллагена II типа (CTX-II) с целью объективизации уровня суточных потерь фрагментов коллагена II типа, в значительной мере подверженных колебаниям циркадных ритмов, определяют объем суточного диуреза и осуществляют его перерасчет в соответствии с полученными данными – СCTX-IIres;- study of the level of C-terminal telopeptides of type II collagen (CTX-II) in the urine in order to objectify the level of daily losses of type II collagen fragments, to a large extent subject to fluctuations in circadian rhythms, determine the volume of daily urine output and recalculate it in accordance with the data obtained - With CTX-IIres ;

- количественную оценку степени гидратации экстрацеллюлярного матрикса хряща и анизотропии коллагена.- quantitative assessment of the degree of hydration of the extracellular matrix of the cartilage and collagen anisotropy.

Для осуществления последнего выполняют магнитно-резонансную томорафию в режиме Т2-релаксометрии с проведением сопоставительного анализа уровней сигнала Т2-релаксации. Для выбора зон измерений (интереса) – (ROI) выбирают не менее трех точек в проекции медиальных мыщелков бедренных костей, подвергающихся наибольшей нагрузке и не менее трех точек измерения хрящевой ткани коленных суставов в проекции медиальных мыщелков бедренных костей наименее нагружаемых зон. Для корректного определения топографии расположения зон интереса (ROI) по рентгенограммам, выполненным во фронтальной плоскости, проводят оценку наличия/отсутствия деформации оси нижних конечностей и особенностей ее расположения. В качестве основного инструмента, служащего для определения правильности выбора измерений используют цветовые карты Т2 релаксомерии Relax MAP. Вычисляют среднее время Т2- релаксации, измеренного в нагружаемых участках tstress, к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact. To implement the latter, magnetic resonance tomography is performed in the T2-relaxometry mode with a comparative analysis of the levels of the T2-relaxation signal. To select the measurement zones (of interest) - (ROI), at least three points are selected in the projection of the medial condyles of the femurs that are exposed to the greatest load and at least three points of measurement of the cartilage tissue of the knee joints in the projection of the medial condyles of the femurs of the least loaded zones. To correctly determine the topography of the location of the zones of interest (ROI) from radiographs made in the frontal plane, the presence / absence of deformity of the axis of the lower extremities and the features of its location are assessed. T2 color maps of Relax MAP are used as the main tool for determining the correct choice of measurements. Calculate the average time T2-relaxation, measured in the loaded areas t stress, to the average time T2-relaxation in the intact areas of the articular hyaline cartilage t intact.

Вычисляют коэффициенты СCOMP и СCTX-II как частное от деления абсолютной величины концентрации последних у обследуемого СCOMPres и СCTX-IIres на медианное значение этих же показателей, оцениваемых у группы здоровых лиц СCOMPnorm и СCTX-Iinorm, ранее обследованных с целью определения средних популяционных значений нормы данных показателей. Группа здоровых лиц должна включать выборку в объеме не менее 20 значений. The coefficients C COMP and C CTX-II are calculated as the quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the subject C COMPres and C CTX-IIres by the median value of the same indicators, assessed in the group of healthy individuals C COMPnorm and C CTX-Iinorm , previously examined for the purpose of determination of the average population values of the norm of these indicators. The group of healthy individuals should include a sample of at least 20 values.

Определяют коэффициент СRELAX, равный отношению среднего времени Т2- релаксации измеренного в нагружаемых участках tstress к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact в проекции медиальных мыщелков большеберцовых костей у обследуемого.Determine the coefficient CRELAX, equal to the ratio of the average relaxation time T2 measured in the loaded sections tstress to the mean time of T2-relaxation in intact areas of the articular hyaline cartilage tintactin the projection of the medial condyles of the tibia in the subject.

Рассчитывают суммарный коэффициент диагностики С, равный сумме коэффициентов СCOMP, СCTX-II и СRELAX. Calculate the total diagnostic coefficient C, equal to the sum of the coefficients C COMP , C CTX-II and C RELAX.

При С<4,27 диагностируют отсутствие остеоартроза, при С ≥4,27 – его наличие.With C <4.27, the absence of osteoarthritis is diagnosed, with C ≥ 4.27 - its presence.

Пример №1.Example # 1.

Пациентка М., 51 год. ИМТ- 31. Менопауза – 3 года. Отчетливых жалоб на болезненность в области коленных суставов не предъявляет. При опросе и осмотре отмечает некоторые признаки функциональной недостаточности при занятиях спортом, связанных с избыточной осевой нагрузкой на коленные суставы, а также при длительной ходьбе на значительные расстояния (свыше 8 км).Patient M., 51 years old. BMI - 31. Menopause - 3 years. She does not show clear complaints of soreness in the area of the knee joints. During questioning and examination, she notes some signs of functional impairment during sports activities associated with excessive axial load on the knee joints, as well as during prolonged walking for considerable distances (over 8 km).

Рентгенография коленных суставов не выявила признаков наличия остеоартроза.X-ray of the knee joints showed no signs of osteoarthritis.

Дополнительно у пациентки произвели забор биологических жидкостей: крови из периферической вены в объеме 5 мл, мочи суточной порции в объеме 5мл. Однократно определили в сыворотке крови концентрацию СCOMPres и в моче уровень содержания СCTX-IIres. Вычислили индивидуальные коэффициенты СCOMP и СCTX-II как частное от деления абсолютной величины концентрации последних у обследуемого СCOMPres и СCTX-IIres на медианное значение этих же показателей, оцениваемых у группы здоровых лиц СCOMPnorm и СCTX-Iinorm. In addition, biological fluids were taken from the patient: blood from a peripheral vein in a volume of 5 ml, urine in a daily portion in a volume of 5 ml. The concentration of C COMPres in the blood serum and the level of C CTX-IIres in the urine were determined once. The individual coefficients C COMP and C CTX-II were calculated as the quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the subject C COMPres and C CTX-IIres by the median value of the same indicators assessed in the group of healthy individuals C COMPnorm and C CTX-Iinorm.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Провели магнитно-резонансную томографию в режиме Т2-релаксометрии с определением коэффициента СRELAX, равного отношению среднего времени Т2- релаксации измеренного в нагружаемых участках tstress к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact в проекции медиальных мыщелков большеберцовых костей у пациентки:Magnetic resonance imaging was performed in the T2-relaxometry mode with the determination of the C RELAX coefficient, equal to the ratio of the average T2-relaxation time measured in the loaded areas t stress to the average T2 relaxation time in the intact areas of the articular hyaline cartilage t intact in the projection of the medial condyles of the tibia in patients:

Figure 00000003
Figure 00000003

Оценивают суммарный коэффициент диагностики С, равный сумме коэффициентов СCOMP, СCTX-II и СRELAX.The total diagnostic coefficient C is estimated, equal to the sum of the coefficients C COMP , C CTX-II and C RELAX .

Figure 00000004
Figure 00000004

При С =2,91 диагностируют отсутствие остеоартроза коленного сустава.With C = 2.91, the absence of osteoarthritis of the knee joint is diagnosed.

В дальнейшем при выполнении дополнительных интраскопических исследований были обнаружены признаки эпикондилита слева, что и было причиной жалоб. Было назначено медикаментозное лечение с положительным результатом.Later, when performing additional intrascopic studies, signs of epicondylitis on the left were found, which was the cause of the complaints. Medical treatment was prescribed with a positive result.

Пример №2.Example # 2.

Пациент Р., 56 лет. ИМТ – 27. Жалобы на болезненность в области правого коленного сустава. При опросе и осмотре отмечает некоторые признаки функциональной недостаточности при повседневной физической нагрузке.Patient R., 56 years old. BMI - 27. Complaints of pain in the right knee joint. When questioned and examined, she notes some signs of functional failure during daily physical activity.

Рентгенография коленных суставов не выявила признаков наличия остеоартроза.X-ray of the knee joints showed no signs of osteoarthritis.

Дополнительно у пациентки произвели забор биологических жидкостей: крови из периферической вены в объеме 5 мл, мочи суточной порции в объеме 5 мл. Однократно определили в сыворотке крови концентрацию СCOMPres и в моче уровень содержания СCTX-IIres. Вычислили индивидуальные коэффициенты СCOMP и СCTX-II как частное от деления абсолютной величины концентрации последних у обследуемого СCOMPres и СCTX-IIres на медианное значение этих же показателей, оцениваемых у группы здоровых лиц СCOMPnorm и СCTX-IInorm. Additionally, biological fluids were taken from the patient: blood from a peripheral vein in a volume of 5 ml, urine in a daily portion in a volume of 5 ml. The concentration of C COMPres in the blood serum and the level of C CTX-IIres in the urine were determined once. The individual coefficients C COMP and C CTX-II were calculated as the quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the subject C COMPres and C CTX-IIres by the median value of the same indicators assessed in the group of healthy individuals C COMPnorm and C CTX-IInorm.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Провели магнитно-резонансную томографию в режиме Т2-релаксометрии с определением коэффициента СRELAX, равного отношению среднего времени Т2- релаксации измеренного в нагружаемых участках tstress к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact в проекции медиальных мыщелков большеберцовых костей у пациента:Magnetic resonance imaging was performed in the T2-relaxometry mode with the determination of the C RELAX coefficient, equal to the ratio of the average T2-relaxation time measured in the loaded areas t stress to the average T2 relaxation time in the intact areas of the articular hyaline cartilage t intact in the projection of the medial condyles of the tibia in patient:

Figure 00000007
Figure 00000007

Оценивают суммарный коэффициент диагностики С, равный сумме коэффициентов СCOMP, СCTX-II и СRELAX The total diagnostic coefficient C is estimated, equal to the sum of the coefficients C COMP , C CTX-II and C RELAX

Figure 00000008
Figure 00000008

При С=4,27 диагностируют наличие ранних изменений хрящевой ткани, соответствующих остеоартрозу коленного сустава.At C = 4.27, the presence of early changes in cartilage tissue corresponding to osteoarthritis of the knee joint is diagnosed.

В дальнейшем при выполнении дополнительных интраскопических исследований признаков другой патологий области коленного сустава обнаружено не было, клинические проявления были связаны с остеоартрозом, назначено медикаментозное лечение, имеющее положительный результат в отдаленном периоде. Рекомендовано динамическое наблюдение. Further, when performing additional intrascopic studies, no signs of other pathologies of the knee joint were found, clinical manifestations were associated with osteoarthritis, drug treatment was prescribed, which had a positive result in the long-term period. Dynamic observation recommended.

Пример №3.Example No. 3.

Пациент М., 61 год. ИМТ – 33. Жалобы на болезненность и отечность в области левого коленного сустава. При опросе и осмотре отмечает признаки функциональной недостаточности при повседневной физической нагрузке.Patient M., 61 years old. BMI - 33. Complaints of pain and swelling in the left knee joint. When questioned and examined, he notes signs of functional failure during daily physical activity.

Рентгенография коленных суставов не выявила признаков наличия остеоартроза.X-ray of the knee joints showed no signs of osteoarthritis.

Дополнительно у пациента произвели забор биологических жидкостей: крови из периферической вены в объеме 5 мл, мочи суточной порции в объеме 5 мл. Однократно определили в сыворотке крови концентрацию СCOMPres и в моче уровень содержания СCTX-IIres. Вычислили индивидуальные коэффициенты СCOMP и СCTX-II как частное от деления абсолютной величины концентрации последних у обследуемого СCOMPres и СCTX-IIres на медианное значение этих же показателей, оцениваемых у группы здоровых лиц СCOMPnorm и СCTX-Iinorm. Additionally, biological fluids were taken from the patient: blood from a peripheral vein in a volume of 5 ml, urine in a daily portion in a volume of 5 ml. The concentration of C COMPres in the blood serum and the level of C CTX-IIres in the urine were determined once. The individual coefficients C COMP and C CTX-II were calculated as the quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the subject C COMPres and C CTX-IIres by the median value of the same indicators assessed in the group of healthy individuals C COMPnorm and C CTX-Iinorm.

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Провели магнитно-резонансную томографию в режиме Т2-релаксометрии с определением коэффициента СRELAX, равного отношению среднего времени Т2- релаксации измеренного в нагружаемых участках tstress к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact в проекции медиальных мыщелков большеберцовых костей у пациента:Magnetic resonance imaging was performed in the T2-relaxometry mode with the determination of the C RELAX coefficient, equal to the ratio of the average T2-relaxation time measured in the loaded areas t stress to the average T2 relaxation time in the intact areas of the articular hyaline cartilage t intact in the projection of the medial condyles of the tibia in patient:

Figure 00000011
Figure 00000011

Оценивают суммарный коэффициент диагностики С, равный сумме коэффициентов СCOMP, СCTX-II и СRELAX The total diagnostic coefficient C is estimated, equal to the sum of the coefficients C COMP , C CTX-II and C RELAX

Figure 00000012
Figure 00000012

При С=5,12 диагностируют наличие ранних изменений хрящевой ткани, соответствующих остеоартрозу коленного сустава.At C = 5.12, the presence of early changes in cartilage tissue corresponding to osteoarthritis of the knee joint is diagnosed.

В дальнейшем при выполнении дополнительных интраскопических исследований признаков другой патологий области левого коленного сустава обнаружено не было, клинические проявления были связаны с остеоартрозом, назначено медикаментозное лечение, имеющее положительный результат в отдаленном периоде. Рекомендовано динамическое наблюдение. Further, when performing additional intrascopic studies, no signs of other pathologies of the left knee joint were found, clinical manifestations were associated with osteoarthritis, drug treatment was prescribed, which had a positive result in the long-term period. Dynamic observation recommended.

Claims (1)

Способ выявления ранних изменений хрящевой ткани на дорентгенологических стадиях остеоартроза коленного сустава, включающий определение в биологических жидкостях биомаркеров с дальнейшим оцениванием суммарного коэффициента диагностики, отличающийся тем, что в качестве биомаркеров однократно определяют COMP в сыворотке крови и CTX-II в моче с расчетом индивидуальных коэффициентов СCOMP и СCTX-II как частного от деления абсолютной величины концентрации последних у обследуемого СCOMPres и СCTX-IIres на медианное значение этих же показателей, оцениваемых у группы здоровых лиц СCOMPnorm и СCTX-IInorm, дополнительно проводят магнитно-резонансную томографию в режиме Т2-релаксометрии с определением коэффициента СRELAX, равного отношению среднего времени Т2-релаксации, измеренного в нагружаемых участках tstress, к среднему времени Т2-релаксации в интактных участках суставного гиалинового хряща tintact в проекции медиальных мыщелков большеберцовых костей у обследуемого, оценивают суммарный коэффициент диагностики С, равный сумме коэффициентов СCOMP, СCTX-II и СRELAX, и при С<4,27 диагностируют отсутствие остеоартроза, при С ≥4,27 – его наличие. A method for detecting early changes in cartilage tissue at the pre-radiological stages of osteoarthritis of the knee joint, including the determination of biomarkers in biological fluids with further assessment of the total diagnostic coefficient, characterized in that COMP in blood serum and CTX-II in urine are determined as biomarkers once with the calculation of individual coefficients CCOMP and CCTX-II as a quotient of dividing the absolute value of the concentration of the latter in the subject CCOMPres and CCTX-IIres by the median value of the same indicators assessed in a group of healthy individuals CCOMPnorm and CCTX-IInorm, additionally conduct magnetic resonance imaging in the T2-relaxometry mode with the determination of the coefficient CRELAX, equal to the ratio of the average T2 relaxation time measured in the loaded sections tstress, by the mean time of T2-relaxation in intact areas of the articular hyaline cartilage tintact in the projection of the medial condyles of the tibia in the subject, the total diagnostic coefficient C is estimated, equal to the sum of the coefficients CCOMP, FROMCTX-II and CRELAX, and with C <4.27, the absence of osteoarthritis is diagnosed, with C ≥ 4.27 - its presence.
RU2020142454A 2020-12-22 2020-12-22 Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis RU2750126C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142454A RU2750126C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020142454A RU2750126C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2750126C1 true RU2750126C1 (en) 2021-06-22

Family

ID=76504850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020142454A RU2750126C1 (en) 2020-12-22 2020-12-22 Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2750126C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808192C1 (en) * 2022-07-05 2023-11-24 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА) Method of measuring t2-relaxation as quantitative marker of pathological changes

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008118090A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Anamar Medical Ab Cartilage intermediate layer protein 2 c1 and its use to differentiate osteoarthritis from rheumatoid arthritis and non-disease conditions
RU2588372C1 (en) * 2014-12-25 2016-06-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Method for differential diagnosis of gonarthrosis stages

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008118090A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Anamar Medical Ab Cartilage intermediate layer protein 2 c1 and its use to differentiate osteoarthritis from rheumatoid arthritis and non-disease conditions
RU2588372C1 (en) * 2014-12-25 2016-06-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Method for differential diagnosis of gonarthrosis stages

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIN BAI, YANQIN LI. Combined detection of serum CTX-II and COMP concentrations in osteoarthritis model rabbits: an effective technique for early diagnosis and estimation of disease severity. J Orthop Surg Res. 2016; 11: 149, с. 1-7. *
ROMAKINA NA Possibilities of complex diagnostics of the initial stages of osteoarthritis. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2020. Vol. 16, No. 2.s. 494-499. *
РОМАКИНА Н. А. Возможности комплексной диагностики начальных стадий остеоартроза. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2020. Vol. 16, N 2. с. 494 - 499. BIN BAI, YANQIN LI. Combined detection of serum CTX-II and COMP concentrations in osteoarthritis model rabbits: an effective technique for early diagnosis and estimation of disease severity. J Orthop Surg Res. 2016; 11: 149, с. 1-7. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808192C1 (en) * 2022-07-05 2023-11-24 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА) Method of measuring t2-relaxation as quantitative marker of pathological changes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Messina et al. Body composition with dual energy X-ray absorptiometry: from basics to new tools
Rumberger et al. Relation of coronary calcium determined by electron beam computed tomography and lumen narrowing determined by autopsy
Erhart-Hledik et al. A relationship between mechanically-induced changes in serum cartilage oligomeric matrix protein (COMP) and changes in cartilage thickness after 5 years
Mittal et al. T1 and T2 mapping of articular cartilage and menisci in early osteoarthritis of the knee using 3-Tesla magnetic resonance imaging
Martel et al. What is the best salivary gland ultrasonography scoring methods for the diagnosis of primary or secondary Sjögren's syndromes?
D’Elia et al. Bone fragility and imaging techniques
Diekhoff et al. Osteitis: a retrospective feasibility study comparing single-source dual-energy CT to MRI in selected patients with suspected acute gout
Verhulst et al. Quantitative ultrasound of lower leg and foot muscles: feasibility and reference values
Ratzlaff et al. A rapid, novel method of volumetric assessment of MRI-detected subchondral bone marrow lesions in knee osteoarthritis
Wang et al. Signal intensity alteration within infrapatellar fat pad predicts knee replacement within 5 years: data from the Osteoarthritis Initiative
Omoumi et al. Relationships between cartilage thickness and subchondral bone mineral density in non-osteoarthritic and severely osteoarthritic knees: In vivo concomitant 3D analysis using CT arthrography
Kijowski et al. Imaging following acute knee trauma
Araujo et al. Imaging of gout: new tools and biomarkers?
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
Ozturk et al. The role of muscle ultrasound to predict sarcopenia
Hannemann et al. Multiplanar reconstruction computed tomography for diagnosis of scaphoid waist fracture union: a prospective cohort analysis of accuracy and precision
Demehri et al. Osteoarthritis year in review 2022: imaging
Sadatsuki et al. Bone marrow lesion is associated with disability for activities of daily living in patients with early stage knee osteoarthritis
Jiang et al. Elasticity evaluation of the plantar fascia: A shear wave elastography study involving 33 early-stage plantar fasciopathy subjects
RU2750126C1 (en) Method for detecting early changes in cartilage tissue at pre x-ray stages of knee osteoarthritis
JP2023134792A (en) Non-invasive process for evaluating quality of internal dense connective tissue
Kawakami et al. Low psoas major muscle area as a risk factor for contralateral hip fracture following intertrochanteric fracture
Ciardo et al. Pulse-echo measurements of bone tissues. Techniques and clinical results at the spine and femur
RU2817945C1 (en) Method for detecting structural and metabolic changes of subchondral bone in patients with 0 and i stages of primary osteoarthrosis
Eckstein et al. Which risk factors determine cartilage thickness and composition change in radiographically normal knees?–Data from the Osteoarthritis Initiative