medvisМедицинская визуализацияMedical Visualization1607-07632408-9516RDS-Media Ltd.medvis-301Research ArticleКОСТИ И СУСТАВЫBONES AND JOINTSХронобиологические характристики колебаний ошибки воспроизводимости метода двухэнергетической абсорбциометрии при определении проекционной минеральной плотности в зонах ГруенаChronobiological Characterstics of the Projection- Mineral Density Repeatability Error Oscillations Determined by Dexa Method in Gruen RegionsАврунинАлександр СамуэльевичAvruninAlexander Samuelevicha_avrunin@mail.ruПавлычевАндрей АлексеевичPavlychevAndrew Alekseevichnoemail@neicon.ruКарагодинаМарина ПетровнаKaragodinaMarina Petrovnanoemail@neicon.ruШубняковИгорь ИвановичShoubniakovIgor Ivanovichnoemail@neicon.ruФГБУ “Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена” Минздрава РоссииРоссияVreden Russian Research Institute of Traumatology and OrthopedicsRussian FederationФГБОУ ВПО “Санкт-Петербургский государственный университет”РоссияSt-Petersburg State UniversityRussian Federation20162808201604100108Copyright © Аврунин А.С., Павлычев А.А., Карагодина М.П., Шубняков И.И., 20162016Аврунин А.С., Павлычев А.А., Карагодина М.П., Шубняков И.И.Avrunin A.S., Pavlychev A.A., Karagodina M.P., Shoubniakov I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://medvis.rdsmedia.ru/jour/article/view/301

Цель исследования: на основе индивидуального хронобиологического исследования проекционной минеральной плотности костной ткани (ПМПКТ) методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ДЭРА) перипротезной зоны у пациентов с тотальной заменой тазобедренного сустава определить возможные причины высокой ошибкой воспроизводимости (ОВ). Материал и методы. Впервые проведена хронобиологическая оценка ОВ метода ДЭРА при измерении ПМПКТ в зонах Г руена после тотальной замены тазобедренного сустава у 10 пациентов. Результаты. Величина ОВ меняется в колебательном (циркасептанном) режиме. Проведен анализ возможных причин этого феномена. Высказана гипотеза, что одной из причин является тремор и на этой основе предложена теоретическая физическая модель, которая рассматривает механизмы ослабления рентгеновского излучения при прохождении через костную ткань. Согласно модели, тремор изменяет длину пути рентгеновского луча в костной ткани, а величина амплитуды тремора меняется с циркасептанной периодичностью, в результате чего аналогично меняется и величина ОВ. В модели учитывается тот факт, что костная архитектура характеризуется участками с высокой и низкой атомной плотностью (трабекулярные структуры, молодые и старые остеоны). Теоретическое моделирование позволило аргументировать физические основы влияния тремора на прохождение рентгеновского излучения через костные структуры и предсказать зависимость результатов исследования от пространственных колебаний костных структур, вызванных тремором. Выводы. Рекомендовано учитывать влияние тремора при исследовании ПМПКТ в перипротезной зоне после эндопротезирования тазобедренного сустава.

Objective: to determine the main cause of the high repeatability error RE by realizing individual chronobiological investigations of the projection mineral density (PMD) in bone within the prosthesis zone by the dual energy X-ray absorptiometry (DEXA) method. Materials and methods. For the first time the chrono-biological evaluation is performed for the RE of the PMD measured in bone by DEXA method. The present results are obtained for Gruen regions of 10 patients after the total hip replacement. Results. The RE demonstrates hebdomadal oscillations. Possible causes of this phenomenon are examined. It is suggested that the tremor is one of them. Physical model of the tremor effect on intensity of X-rays transmitted through bone tissue is proposed. According to the model the effective pathway of X-rays in bone varies due to the tremor and depends on the hebdomadal rhythms. This model takes into account the bone architecture characterized by the regions with high and low atomic density (trabecular structure, young and old osteons) and allows us to argue the physical basis of the tremor impact on the attenuation of X-ray radiation in bone structure. Dependence of the measurements on the spatial fluctuations of bone structures caused by the tremor is predicted. Conclusion. It is recommended to consider the impact of tremor in the study of the PMD in the prosthesis area after hip replacement.

тотальное эндопротезирование тазобедренного суставадвухэнергетическая рентгеновская абсорбциометриязоны Груенаошибка воспроизводимостиTotal hip replacementX-ray absorptiometryregions Gruenrepeatability errorReferencesCohen B., Rushton N. Bone remodelling in the proximal femur after charnley total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. (Br.). 1995; 77 (5): 815-819.Cohen B., Rushton N. Bone remodelling in the proximal femur after charnley total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. (Br.). 1995; 77 (5): 815-819.Gallinaro P., Mass A., Leonardi F. et al. Eight- to ten-year results of a variable geometry stem. Orthopedics. 2007; 30 (11): 954-958.Gallinaro P., Mass A., Leonardi F. et al. Eight- to ten-year results of a variable geometry stem. Orthopedics. 2007; 30 (11): 954-958.Cohen B., Rushton N. Accuracy of DEXA measurement of bone mineral density after total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. (Br). 1995; 77 (3): 479-483.Cohen B., Rushton N. Accuracy of DEXA measurement of bone mineral density after total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. (Br). 1995; 77 (3): 479-483.Boden H., Adolphson P., Oberg M. Unstable versus stable uncemented femoral stems: a radiological study of periprosthetic bone changes in two types of uncemented stems with different concepts of fixation. Arch. Orthop. Trauma Surg. 2004; 124 (6): 382-392.Boden H., Adolphson P., Oberg M. Unstable versus stable uncemented femoral stems: a radiological study of periprosthetic bone changes in two types of uncemented stems with different concepts of fixation. Arch. Orthop. Trauma Surg. 2004; 124 (6): 382-392.Boden H.S.G., Skoldenberg O.G., Salemyr M.O.F. et al. Continuous bone loss around a tapered uncemented femoral stem. A long-term evaluation with DEXA. Acta Orthopaedica. 2006; 77 (6): 877-885.Boden H.S.G., Skoldenberg O.G., Salemyr M.O.F. et al. Continuous bone loss around a tapered uncemented femoral stem. A long-term evaluation with DEXA. Acta Orthopaedica. 2006; 77 (6): 877-885.Martini F., Lebherz C., Mayer F. et al. Precision of the measurements of periprosthetic bone mineral density in hips with a custom-made femoral stem. J. Bone Joint Surg. (Br.). 2000; 82 (7): 1065-1071.Martini F., Lebherz C., Mayer F. et al. Precision of the measurements of periprosthetic bone mineral density in hips with a custom-made femoral stem. J. Bone Joint Surg. (Br.). 2000; 82 (7): 1065-1071.Аврунин А.С., Голиков В.Ю., Сарычева С.С. и др. Дозы облучения пациентов при использовании рентгеновского денситометра PRODIGY для индивидуального мониторинга плотности костной ткани. Медицинская радиология и радиоционная безопасность. 2009; 54 (4): 32-37.Аврунин А.С., Голиков В.Ю., Сарычева С.С. и др. Дозы облучения пациентов при использовании рентгеновского денситометра PRODIGY для индивидуального мониторинга плотности костной ткани. Медицинская радиология и радиоционная безопасность. 2009; 54 (4): 32-37.Bonnick S.L., Lewis L.A. Bone densitometry for technologists. Humana Press Inc. Totowa, New Jersey, 2006. 416 p.Bonnick S.L., Lewis L.A. Bone densitometry for technologists. Humana Press Inc. Totowa, New Jersey, 2006. 416 p.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Об определении минеральной плотности костной ткани в перипротезной зоне. Ортопедия, травматология и протезирование. 2009; 3: 121-126.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Об определении минеральной плотности костной ткани в перипротезной зоне. Ортопедия, травматология и протезирование. 2009; 3: 121-126.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Ошибка воспроизводимости метода двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии при исследовании перипротезной зоны вокруг бедренного компонента клиновидной формы типа SPOTORNO (экспериментальное исследование). Травматология и ортопедия России. 2009; 2: 89-95.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Ошибка воспроизводимости метода двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии при исследовании перипротезной зоны вокруг бедренного компонента клиновидной формы типа SPOTORNO (экспериментальное исследование). Травматология и ортопедия России. 2009; 2: 89-95.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Ошибка воспроизводимости ДЭРА при оценке ПМПКТ в перипротезной зоне полированного клиновидного бедренного компонента цементной фиксации. Гений ортопедии. 2010; 1: 96-102.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Ошибка воспроизводимости ДЭРА при оценке ПМПКТ в перипротезной зоне полированного клиновидного бедренного компонента цементной фиксации. Гений ортопедии. 2010; 1: 96-102.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Ошибка воспроизводимости аппаратно-программного комплекса Lunar Prodigy (version Encore) (Prodigy) при исследовании фантомов и костных структур. Гений ортопедии. 2010; 4: 104-110.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Ошибка воспроизводимости аппаратно-программного комплекса Lunar Prodigy (version Encore) (Prodigy) при исследовании фантомов и костных структур. Гений ортопедии. 2010; 4: 104-110.Abrahamsen B., Gram J., Hansen T. B., Beck-Nielsen H. Cross calibration of QDR-2000 and QDR-1000 dualenergy X-ray densitometers for bone mineral and softtissue measurements. Bone. 1995; 16 (3): 385-390.Abrahamsen B., Gram J., Hansen T. B., Beck-Nielsen H. Cross calibration of QDR-2000 and QDR-1000 dualenergy X-ray densitometers for bone mineral and softtissue measurements. Bone. 1995; 16 (3): 385-390.Goh J.C.H., Low S.L., Bose K. Effect of femoral rotation on bone mineral density measurements with dual energy x-ray absorptiometry. Calcif. Tissue Int. 1995; 57 (5): 340-343.Goh J.C.H., Low S.L., Bose K. Effect of femoral rotation on bone mineral density measurements with dual energy x-ray absorptiometry. Calcif. Tissue Int. 1995; 57 (5): 340-343.Dequeker J., Pearson J., Reeve J. et al. Dual X-ray absorptiometry - cross-calibration and normative reference ranges for the spine: Results of a European Community Concerted Action. Bone. 1995; 17 (3): 247-254.Dequeker J., Pearson J., Reeve J. et al. Dual X-ray absorptiometry - cross-calibration and normative reference ranges for the spine: Results of a European Community Concerted Action. Bone. 1995; 17 (3): 247-254.Dirrigl F.J., Dalsky G.P., Warner S.E. Dual-energy X-ray absorptiometry of birds: an examination of excised skeletal specimens. J. Vet. Med. A. Physiol. Clin. Med. 2004; 51 (6): 313-319.Dirrigl F.J., Dalsky G.P., Warner S.E. Dual-energy X-ray absorptiometry of birds: an examination of excised skeletal specimens. J. Vet. Med. A. Physiol. Clin. Med. 2004; 51 (6): 313-319.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Влияние ротации бедренной кости на величину проекционной минеральной плотности костной ткани в зонах интереса проксимального отдела. Медицинская визуализация. 2009; 4: 120-127.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Влияние ротации бедренной кости на величину проекционной минеральной плотности костной ткани в зонах интереса проксимального отдела. Медицинская визуализация. 2009; 4: 120-127.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Емельянов В.Г. Позволяет ли метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии выявить быстрые колебания проекционной минеральной плотности костной ткани в поясничном отделе позвоночника? Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2008; 3: 47-52.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Емельянов В.Г. Позволяет ли метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии выявить быстрые колебания проекционной минеральной плотности костной ткани в поясничном отделе позвоночника? Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2008; 3: 47-52.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Емельянов В.Г. Неинвазивный клинический метод оценки остеоцитарного ремоделирования. Новые возможности двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Ортопедия, травматология и протезирование. 2008; 2: 67-74.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Емельянов В.Г. Неинвазивный клинический метод оценки остеоцитарного ремоделирования. Новые возможности двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. Ортопедия, травматология и протезирование. 2008; 2: 67-74.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Емельянов В.Г. Оценивает ли двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия параметры физиологического обмена минерального матрикса? Гений ортопедии. 2008; 1: 41-49.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Емельянов В.Г. Оценивает ли двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия параметры физиологического обмена минерального матрикса? Гений ортопедии. 2008; 1: 41-49.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. Динамическая оценка остеоцитарного ремоделирования костной ткани при использовании неинвазивного метода. Морфология. 2009; 2: 66-73.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. Динамическая оценка остеоцитарного ремоделирования костной ткани при использовании неинвазивного метода. Морфология. 2009; 2: 66-73.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Минимально необходимое количество исследований ПМПКТ методом ДЭРА при индивидуальной диагностике остеопороза и мониторинге состояния скелета по дистальному отделу предплечья (предварительные рекомендации). Ортопедия, травматология и протезирование. 2009; 1: 9-56.Аврунин А.С., Тихилов Р.М., Шубняков И.И. и др. Минимально необходимое количество исследований ПМПКТ методом ДЭРА при индивидуальной диагностике остеопороза и мониторинге состояния скелета по дистальному отделу предплечья (предварительные рекомендации). Ортопедия, травматология и протезирование. 2009; 1: 9-56.Деряпа Н.Р., Мошкин М.П., Постный В.С. Проблемы медицинской биоритмологии. М.: Медицина, 1985. 206 с.Деряпа Н.Р., Мошкин М.П., Постный В.С. Проблемы медицинской биоритмологии. М.: Медицина, 1985. 206 с.Elble R.J. Tremor: clinical features, pathophysiology, and treatment. Neurol. Clin. 2009; 27 (3): 679-695.Elble R.J. Tremor: clinical features, pathophysiology, and treatment. Neurol. Clin. 2009; 27 (3): 679-695.Ayachea S.S., Al-ani T., Lefaucheura J.-P. Distinction between essential and physiological tremor using Hilbert-Huang transform. Neurophysiol. Clin. 2014; 44 (2): 203-212.Ayachea S.S., Al-ani T., Lefaucheura J.-P. Distinction between essential and physiological tremor using Hilbert-Huang transform. Neurophysiol. Clin. 2014; 44 (2): 203-212.Basden C. Medication- and toxin-induced neurologic syndromes. Prim. Care. 2015; 42 (2): 259-265.Basden C. Medication- and toxin-induced neurologic syndromes. Prim. Care. 2015; 42 (2): 259-265.Руководство по хирургии тазобедренного сустава: в 2-х томах; Под ред. Р.М. Тихилова, И.И. Шубнякова. СПб.: РНИИТО им. Р.Р. Вредена, 2014. Т.1. 368 с.Руководство по хирургии тазобедренного сустава: в 2-х томах; Под ред. Р.М. Тихилова, И.И. Шубнякова. СПб.: РНИИТО им. Р.Р. Вредена, 2014. Т.1. 368 с.Хронобиология и хрономедицина: Руководство; Под ред. Ф.И. Комарова. М.: Медицина, 1989. 400 с.Хронобиология и хрономедицина: Руководство; Под ред. Ф.И. Комарова. М.: Медицина, 1989. 400 с.de Jong W.C., Koolstra J.H., Korfage J.A.M. et al. The daily habitual in vivo strain history of a non-weight-bearing bone. Bone. 2010; 46 (1): 196-202.de Jong W.C., Koolstra J.H., Korfage J.A.M. et al. The daily habitual in vivo strain history of a non-weight-bearing bone. Bone. 2010; 46 (1): 196-202.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.