CORRELATION OF MORPHOMETRIC PARAMETERS IN THE STRUCTURE OF THE FEMORAL AND TIBIAL CONDYLES

Full Text

Заболевания и повреждения коленного сустава являются наиболее частой причиной обращения пациентов за помощью к врачу-ортопеду [2, 8]. По различным данным, частота повреждения коленного сустава составляет 20% от всех травм нижних конечностей [12]. Он является самым большим и сложным в функциональном плане суставом тела человека, который ежедневно подвергается огромной физической нагрузке [6]. Коленный сустав образован суставными поверхностями трех костей - бедренной, большеберцовой и надколенника [9, 11]. Последний является сесамовидной костью, поэтому определяющее значение для опорно-локомоторной функции имеют мыщелки бедренной и большеберцовой костей. Известно, что форма и размер мыщелков бедренной кости различаются, что является морфологической основой механизма ротационных движений [15]. Можно полагать, что различия в строении мыщелков бедренной кости будут влиять на особенности их изменений при заболеваниях и повреждениях коленного сустава [10, 14]. Сложное анатомическое строение данного сустава обусловливает большое разнообразие причин болевого синдрома, что создает значительные трудности в их дифференциальной диагностике, а следовательно, и в выборе тактики лечения [1, 4]. При диагностике поражений коленного сустава возникают ряд трудностей, одной из которых является недостаточная информация о вариантной и возрастной анатомии мыщелков бедренной и большеберцовой костей [13]. В связи с изложенным изучение вопросов вариантной анатомии мыщелков бедренной и большеберцовой костей, определение диапазона нормы и корреляций между их морфометрическими показателями представляет не только теоретический, но и практический интерес. Поэтому целью проведенного исследования стало выявление корреляций морфометрических показателей анатомического строения мыщелков бедренной и большеберцовой костей взрослого человека, характерных для интактного коленного сустава. Материал и методы. Морфометрическому исследованию было подвергнуто по 100 паспортизированных костей скелета нижних конечностей, принадлежащих людям зрелого возраста (50 женских, 50 мужских). Костные препараты (скелет нижней конечности) были взяты из музейного фонда и банка учебных препаратов кафедры нормальной анатомии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. Все препараты были без видимых признаков патологических изменений суставных поверхностей и повреждений мыщелков бедренной и большеберцовой костей. Изучали морфометрические показатели медиальных и латеральных мыщелков бедренной и большеберцовой костей, на их основе рассчитывали индексы соответствия и выделяли основные варианты строения. Разделение костных препаратов нижних конечностей на мужские и женские проводили при помощи линеек и транспортира путем измерения шеечно-диафизарного угла (этот угол образуется при пересечении продольных осей шейки и диафиза бедренной кости). По данным Д. Г. Рохлина, у женщин данный угол является практически прямым, а у мужчин составляет 120-135 º [7]. При проведении измерений исходное положение костей соответствовало анатомической стойке. При помощи штангенциркуля измеряли продольные размеры медиального (AБм) и латерального (AБл) мыщелков бедренной кости, их поперечные размеры (Bи Bсоответственно), а на передней поверхности - их вертикальные размеры (HБм и HБл). Продольный размер межмыщелкового возвышения (или переднезадний) определяли как максимальное расстояние между передней и задней поверхностями мыщелков, поперечный - между их наружной и внутренней боковыми поверхностями. Для вычисления вертикальных размеров мыщелков, используя линейку, проводили перпендикуляр к продольной оси кости на уровне самого глубокого отдела ее надколенниковой поверхности. Показатель вертикального размера мыщелка определяли как значение прямой, соединяющей этот перпендикуляр с наиболее выступающей частью мыщелка. Изучение строения мыщелков большеберцовой кости также включало в себя определение их продольного (Атм и А) и поперечного (ВиВ) размеров с применением штангенциркуля, а также продольного размера межмыщелкового возвышения (Hтв). Продольный размер соответствовал максимальному расстоянию между передней и задней поверхностями мыщелков, а поперечный - между наружной и внутренней поверхностями. Для характеристики корреляций морфометрических параметров и вариантов соответствия мыщелков большеберцовой кости мыщелкам бедренной кости были вычислены следующие индексы: продольный индекс соответствия медиальных мыщелков (AБм:Атм); продольный индекс соответствия латеральных мыщелков (AБл:Атл); поперечный индекс соответствия медиальных мыщелков (ВБм:Втм); поперечный индекс соответствия латеральных мыщелков (ВБл:Втл). Статистическую обработку результатов проводили с использованием методов параметрической и непараметрической статистики на персональном компьютере с использованием стандартного пакета программ прикладного статистического анализа (Statistica for Windows 6.0). Критический уровень значимости нулевой статистической гипотезы принимали равным <0,05. Результаты исследования. Линейные размеры различных параметров мыщелков, главным образом, дают представление о размерах этих компонентов коленного сустава, а также демонстрируют их конфигурацию. Согласно полученным данным, средние значения всех исследуемых показателей мыщелков бедренной кости у мужчин значимо превышают таковые у женщин (табл. 1). Для всех показателей без исключения характерен большой диапазон различий между минимальными и максимальными значениями как у мужчин, так и у женщин. Значения продольного размера медиального мыщелка превышают значения продольного размера латерального мыщелка как у мужчин, так и у женщин. Однако среднее значение вертикального размера медиального мыщелка в значительной степени меньше вертикального размера латерального мыщелка. Поперечные размеры латерального и медиального мыщелков бедренной кости были практически равны у представителей обоего пола. Сравнительный анализ размеров во всех 50 наблюдениях как у мужчин, так и у женщин выявил индивидуальные особенности. Продольный размер медиального мыщелка в 85% случаев превалировал над аналогичным показателем латерального мыщелка, поперечный размер латерального мыщелка в 78% случаев превышал таковой медиального мыщелка, вертикальный размер латерального мыщелка в 77% случаев преобладал над вертикальным размером медиального мыщелка. При морфометрическом исследовании показателей мыщелков большеберцовой кости также наблюдается значимое их превышение у мужчин по сравнению с таковыми у женщин. Как видно из табл. 2, наиболее существенное преобладание по половому признаку характерно для поперечного размера латерального мыщелка. Для всех исследуемых параметров мыщелков большеберцовой кости, так же как и для мыщелков бедренной кости, присуща выраженная вариабельность. Анализ средних значений показал, что продольный размер медиального мыщелка превышает таковой латерального мыщелка как у мужчин, так и у женщин. В то же время, поперечные размеры медиального и латерального мыщелков существенно не различаются. При анализе общей выборки выявлены индивидуальные особенности мыщелков большеберцовых костей. Продольный размер медиального мыщелка в 84% случаев превалировал над таковым латерального. В то же время, поперечный размер латерального мыщелка в 62% случаев превышал аналогичный размер медиального. Более детально охарактеризовать соответствие мыщелков бедренной и мыщелков большеберцовой костей можно с помощью индексов их соответствия. Анализ табл. 3 показывает, что поперечные индексы соответствия латеральных мыщелков у мужчин и женщин равны. Продольные индексы соответствия медиальных мыщелков, продольный индекс соответствия латеральных мыщелков, поперечный индекс соответствия медиальных мыщелков у женщин несколько больше (на 0,1). Это свидетельствует о том, что у мужчин по сравнению с женщинами мыщелки бедренной кости несколько больше мыщелков большеберцовой кости. Обсуждение полученных данных. Несмотря на то, что в работе использованы костные препараты людей I-II периода зрелого возраста (когда их рост стабилизировался), проведенное исследование свидетельствует о широком диапазоне морфометрических параметров мыщелков бедренной и большеберцовой костей. Действительно, по отдельным параметрам различия между min и max значениями продольных и поперечных размеров составляют 20-30%, а по вертикальным - являются двукратными. Анатомические сведения о значительной вариабельности только костей верхней конечности приводит И. В. Аверченко [1]. По-видимому, такая вариабельность костных структур конечностей обусловлена особенностями строения скелета при различных формах телосложения. Об этом также свидетельствуют работы других авторов [3, 5]. В данной работе установлено существенное превалирование размеров костей у мужчин по сравнению с таковыми у женщин, что может быть обусловлено, с одной стороны особенностями гормонального фона, с другой стороны - большей физической нагрузкой, которая определяет строение костной ткани. Исследованиям такого рода посвящена работа Н. Н. Клак и соавт. [3]. О выявленных существенных различиях морфометрических характеристик медиального и латерального мыщелков на обеих костях, участвующих в образовании коленного сустава, ранее указывали другие авторы [9]. Однако в этих работах отмечается, что размеры латерального мыщелка бедренной кости преобладают над размерами медиального мыщелка, также авторы указывают на большую высоту медиального мыщелка. Следует отметить, что представленные в табл. 1, 2 средние показатели не всегда охватывают весь спектр индивидуальной анатомической изменчивости. Анализ морфометрических параметров, представленных в общей выборке (100 наблюдений), показал, что встречается 3 варианта формы мыщелков у каждой из костей - с преобладанием размеров медиального мыщелка, с их равными размерами и преобладанием размеров латерального мыщелка. Так, в большинстве случаев медиальный мыщелок бедренной кости был длиннее и у́же латерального, в то же время, вертикальный размер латерального мыщелка превалировал над вертикальным размером медиального. Крайне редко встречались короткие и широкие медиальные мыщелки. И наконец, также редко наблюдались удлиненные и узкие латеральные мыщелки. Медиальные мыщелки большеберцовой кости, как правило, длиннее и ýже, чем латеральные. Однако выявлены и другие варианты строения этих анатомических образований, проявляющиеся преобладанием продольных размеров латерального мыщелка над продольными размерами медиального, а также с равными значениями этих показателей. В данном исследовании впервые были определены индексы соответствия мыщелков бедренной кости и мыщелков большеберцовой кости. Данное исследование показало, что в большинстве случаев продольный размер медиального и латерального мыщелков бедренной кости превалирует над размерами соответствующих мыщелков большеберцовой кости. Однако для латеральных мыщелков эта зависимость выражена в меньшей степени, чем для медиальных. В то же время, значения поперечного индекса соответствия как латеральных, так и медиальных мыщелков, свидетельствуют об их практически равных поперечных размерах у большеберцовой и бедренной костей. Таким образом, на основании комплексных морфометрических исследований мыщелков бедренной и большеберцовой костей, можно сделать заключение о широком диапазоне их вариантной анатомии, отчетливо выраженных индивидуальных особенностях строения, существенных различиях размеров и формы медиальных и латеральных мыщелков на одной кости и наличием корреляций между размерами соответствующих мыщелков обеих костей. Результаты данного исследования могут быть использованы при диагностике дегенеративнодистрофических заболеваний и эндопротезировании коленного сустава в качестве исходных данных, отражающих нормальное строение мыщелков бедренной и большеберцовой костей у взрослого человека.

About the authors

I. V. Gaivoronskiy

S. M. Kirov Military Medical Academy

Department of Normal Anatomy

V. V. Khominets

S. M. Kirov Military Medical Academy

Department of Military Traumatology and Orthopedics

L. A. Udochkina

Astrakhan’ State Medical Academy

Department of Human Anatomy

A. A. Semyonov

S. M. Kirov Military Medical Academy

Department of Military Traumatology and Orthopedics

Ye. B. Grinberg

Astrakhan’ State Medical Academy

Department of Human Anatomy

References

Supplementary files