Перелом шейки бедра: как распознать, чем лечить и как долго придётся восстанавливаться
Когда надо срочно вызывать скорую
Любые переломы бедра вызывают сильную боль и требуют срочной хирургической операции. Поэтому при подозрении на такую травму наберите 103 или 112 либо самостоятельно как можно быстрее доставьте пострадавшего в отделение неотложной помощи .
Предположить перелом шейки бедра можно по таким признакам :
- Невозможность опереться на ногу после падения.
- Сильная боль в бедре или паху.
- Большой синяк и отёчность в области пострадавшего бедра.
- Неестественное положение бедра: верхняя часть ноги может выглядеть вывернутой внутрь или наружу.
- Повреждённая нога выглядит так, будто она стала короче.
Точно установить, какой участок бедренной кости сломан, и сломан ли вообще, сможет только врач — хирург или травматолог. И часто лишь после того, как пострадавшему сделают рентген.
В некоторых случаях, чтобы уточнить диагноз, требуется компьютерная (КТ) или магниторезонансная (МРТ) томография.
Что такое перелом шейки бедра
Перелом шейки бедра — это перелом бедренной кости на том участке, который непосредственно входит в тазобедренный сустав.
Иллюстрация: Alila Medical Media / ShutterstockБедро при падении или ударе может сломаться и на других участках. Например, в межвертельной области (в утолщении кости на расстоянии примерно 7,5–10 см от тазобедренного сустава) или ниже, в так называемой подвертельной области. Однако такие травмы встречаются значительно реже , чем перелом шейки бедра.
К тому же они гораздо менее опасны.
Чем опасен перелом шейки бедра
Эта травма может привести к разрыву кровеносных сосудов, которые питают головку бедренной кости, входящей в тазобедренный сустав. Если кровоснабжение прекращается, костная ткань быстро погибает. А значит, разрушается тазобедренный сустав в целом.
Но даже если сустав удаётся сохранить, перелом шейки бедра нередко приводит к другим проблемам.
Такие травмы болезненны и долго заживают. Это ограничивает подвижность. Часто люди, даже пройдя лечение, не хотят встать с постели или двигать пострадавшей ногой, поскольку опасаются нового приступа боли.
Из-за малоподвижного образа жизни или постельного режима могут развиться такие осложнения:
- инфекции мочеиспускательного канала;
- пролежни;
- повышенный риск образования тромбов в сосудах нижних конечностей или лёгких;
- застойная пневмония;
- потеря мышечной массы, из-за чего человек ещё больше слабеет, а его шансы однажды подняться на ноги становятся всё более призрачными.
По этим причинам перелом шейки бедра требует срочного лечения и грамотной реабилитации.
Как лечат перелом шейки бедра
Как мы уже сказали, только хирургическим путём. Операцию стараются провести как можно быстрее — как правило, в первые 24 часа после постановки диагноза.
Чем скорее человек получит помощь, тем выше его шансы на полное выздоровление.
Тип операции зависит от того, где находится перелом и насколько он серьёзен.
1. Внутренняя фиксация бедренной кости винтами
Иллюстрация: Medical Art Inc / ShutterstockХирург вставит в шейку бедра металлические винты или стержни, чтобы зафиксировать кость в правильном положении, пока она не срастётся. Эту операцию выбирают, если травма невелика и есть возможность выровнять шейку.
2. Операция по замене тазобедренного сустава
Если кость сильно повреждена и её невозможно зафиксировать правильным образом, хирург заменит её металлическим протезом. Эта операция называется частичной заменой бедра.
При более серьёзных повреждениях рекомендуется полная замена тазобедренного сустава. По данным американской организации Mayo Clinic, этот вариант предпочтительнее частичной. Люди, которые перенесли полную замену тазобедренного сустава, легче восстанавливаются и в будущем чувствуют себя лучше.
Что делать после операции
Основная задача — постараться сохранить подвижность. Поэтому на следующий же день после операции врач предложит пациенту попробовать встать с кровати и пройтись с помощью трости или ходунков.
Движение необходимо, чтобы не допустить пролежней, тромбов, пневмонии и потери мышечной массы.
Чтобы снизить риск тромбоза, некоторым пациентам назначают лекарства, разжижающие кровь.
И абсолютно всем врач пропишет курс физиотерапии и лечебной физкультуры. Упражнения и процедуры подбираются индивидуально — в зависимости от возраста пациента и состояния его здоровья.
Как долго придётся восстанавливаться после перелома шейки бедра
Это зависит от множества факторов: тяжести травмы, общего состояния здоровья, типа перенесённой операции. А также от того, насколько человек старается вернуться к привычной жизни и как прилежно выполняет назначения врача.
В среднем, чтобы восстановить силы и способность ходить после перелома шейки бедра, нужно около трёх месяцев.
Большинство людей, пройдя реабилитацию, возвращаются к нормальной жизни. Но есть и те, кто до конца жизни будет нуждаться в посторонней помощи.
Как предотвратить перелом шейки бедра
Чаще всего от этой травмы страдают пожилые люди . Это связано с тем, что с возрастом у многих развивается остеопороз — состояние, при котором кости теряют свою прочность. Причём у женщин этот процесс идёт быстрее, чем у мужчин.
Но если с возрастом и полом ничего поделать нельзя, то другие факторы риска всё же можно свести к минимуму. Вот что для этого надо делать.
- Полноценно питайтесь. В частности, следите за тем, чтобы в вашем рационе было достаточно продуктов, содержащих кальций и витамин D. Если сомневаетесь, что получаете достаточное количество этих элементов, попросите терапевта подобрать вам подходящие биодобавки.
- Ведите активный образ жизни. Упражнения с собственным весом, такие как ходьба или неторопливый бег, помогают поддерживать плотность костей.
- Тренируйте равновесие. Например, ходите по бордюрам или иногда стойте на одной ноге. Чувство равновесия ухудшается с возрастом, поэтому важен навык держать баланс.
- Бросьте курить и ограничьте употребление алкоголя. Эти вредные привычки снижают плотность костей. Кроме того, спиртное ещё плохо влияет на вашу способность сохранять равновесие.
- Следите за зрением. Проходите профилактические осмотры у офтальмолога раз в два года или чаще, если у вас диабет либо какое-нибудь заболевание глаз. Хорошее зрение может уберечь вас от случайных падений.
- Читайте инструкции к тем лекарствам, которые принимаете. Некоторые препараты могут приводить к нарушению равновесия. Если это так, обсудите такой побочный эффект с вашим лечащим врачом.
- Не поднимайтесь на ноги слишком резко. Особенно из положения лёжа или после того, как вы долго сидели. Быстрый подъём может привести к падению артериального давления, головокружению и потере равновесия.
- При необходимости пользуйтесь тростью или ходунками.
Эта рекомендация — для пожилых людей, которым бывает сложно сохранять устойчивость при ходьбе. Им важно найти для себя дополнительную точку опоры. - Следите за собственной безопасностью дома и на улице. Уберите из-под ног провода, игрушки, обувь, лишнюю мебель, коврики с приподнимающимися краями — всё то, обо что можно случайно споткнуться. Старайтесь не выходить из дома в гололёд. И в любую погоду внимательно смотрите под ноги.
Читайте также 🦵👩⚕️
Интервью врачей госпиталя о переломе шейки бедра, его лечении и профилактике
- Главная /
- Новости /
- Интервью врачей госпиталя о переломе шейки бедра, его лечении и профилактике
09.
01.2019
На web-портале «Медуза» опубликована статья о переломе шейки бедра. Ещё недавно такая травма у пожилых людей воспринималась, как приговор, поскольку делала их беспомощными, приковывала к постели. А осложнения, вызванные длительной неподвижностью (тромбозы, застойная пневмония) угрожали жизни пациента. Сейчас ситуация в корне изменилась. Каким образом?
На вопросы о переломе шейки бедренной кости отвечают врачи Клинического госпиталя на Яузе врач-ревматолог
- Почему так опасен перелом шейки бедра?
- Почему эту травму чаще всего получают люди старшего возраста?
- Как распознать перелом шейки бедра?
- Когда нужна операция?
- Что такое остеосинтез, и какое бывает эндопротезирование тазобедренного сустава?
- Какие возможны осложнения и как часто?
- Как долго длится реабилитация, и в чём она заключается?
- Что делать, если операция противопоказана?
- Как снизить риск или избежать перелома шейки бедра?
Читать статью на портале meduza.
io
Все новости Работаем без выходных
Обслуживание на двух языках: русский, английский.
Оставьте свой номер телефона, и мы обязательно перезвоним вам.
Восстановление после перелома шейки бедра
Одной из самых частых травм среди пожилых людей является перелом шейки бедра. Почти 90% пациентов с этим недугом старше 50 лет, причем женщины страдают в 2 раза чаще, чем мужчины. Причина этому — развитие остеопороза, истончение и хрупкость костей из-за вымывания из них кальция. На появление остеопороза влияет гормональный фон, который подвергается серьезным изменениям у женщин в постклимактерический период. Когда кости так хрупки, перелом может вызвать даже незначительное на первый взгляд падение с высоты своего роста. Поэтому так много людей ломают шейку бедра зимой, поскользнувшись на улице.
Снижение количества кальция в костях влияет и на скорость восстановления после перелома. В данном случае опасен не столько сам перелом, сколько вынужденный постельный режим и тотальное снижение активности, которые в свою очередь ведут к таким осложнениям как пролежни, атрофия, тромбоз, тромбоэмболия, пневмония, сердечная недостаточность и отек легких. Так что не будет преувеличением сказать, что в данном случае
Реабилитация после перелома шейки бедра зависит от многих факторов:
-
тип перелома (простой или со смещением, есть ли осколки, задеты ли сосуды),
-
возраст пациента,
-
тип лечения, предшествующий реабилитации.
На последнем остановимся подробнее. Вариантов лечения перелома шейки бедра на сегодняшний день несколько.
В редких случаях врачи назначают консервативное лечение с полной иммобилизацией поврежденного участка. Однако данный метод считается устаревшим и малоэффективным: сильно ограничивает любую подвижность и нарушает кровообращение. Консервативное лечение применяют в основном при наличии серьезных противопоказаний к операции.
Остеосинтез шейки бедра — фиксация кости в месте перелома специальными винтами и штифтами. Операция проводится под общим наркозом, а период заживления после нее длится 4-6 месяцев. Метод широко используется для лечения людей моложе 65 лет, так как резервы для восстановления костной ткани в организме еще есть в достаточном количестве. Если «запас прочности» исчерпан, хирурги прибегают к протезированию.
Эндопротезирование — замещение (полное или частичное) тазобедренного сустава протезом из металлического сплава или титана. Именно этот способ считается наиболее передовым в лечении перелома шейки бедра, он же способствует скорейшему восстановлению двигательной активности — уже через неделю человек может двигать ногой или даже ходить с опорой.
Начинать двигаться надо как можно раньше, но важно при этом обеспечить себе
Для первого этапа реабилитации хорошо подойдут двухуровневые ходунки, помогающие встать с кровати, а также ходунки усиленной конструкции с опорой на руки. Если в качестве лечения применялся остеосинтез, кости могут срастаться до полугода, поэтому первое время самостоятельное передвижение затруднительно, а человек нуждается в максимально надежной опоре.
После эндопротезирования бедра подвижность восстанавливается значительно быстрее, и можно начать реабилитацию сразу с шагающих ходунков.
Роляторы (ходунки с колесами) подойдут людям более молодого возраста, а также тем, кто имел опыт передвижения с помощью ходунков до травмы. Для новичков это может быть довольно сложным, лучше остановиться на классических моделях.
В деле реабилитации действительно важен каждый шаг, даже самые маленькие и неуверенные из них ведут к лучшему качеству жизни и здоровья.
Перелом шейки бедра в пожилом возрасте реабилитация
Перелом шейки бедра – довольно распространенный вид травмирования. Согласно статистическим данным, он занимает около 6,5% от общего числа травм, что достаточно много. Особенно учитывая тот факт, что смертность составляет 20-40%. Этот показатель стабилен на протяжении десятилетий, несмотря на прогрессивные методы лечения.
Примечательно, что риск получить такую травму сильно зависит от возраста. Лишь один случай из десяти приходится на молодых людей. Как правило, из-за дорожно-транспортных происшествий, падений с высоты, травмирования на производстве.
В 9 из 10 случаев происходит перелом шейки бедра у пожилых людей. И чаще страдают от него женщины, ведь женский организм особенно сильно подвержен утрате кальция. Беременность, кормление грудью, эндокринные расстройства в старшем возрасте, гормональные сбои – все это ослабляет организм и особенно кости.
Почему так опасен перелом шейки бедра в пожилом возрасте?
Бедренная кость – самая крупная в человеческом организме. Находясь в верхней части ноги, она принимает на себя основную нагрузку, когда человек находится в вертикальном положении. Сама по себе она достаточно крепкая и состоит из трех основных частей – шейки, головки и тела.
Бедренная кость вместе с подвздошной образует тазобедренный сустав. Головка бедренной кости входит в суставную впадину подвздошной, а шейка соединяет ее с основной частью. И в этой связке шейка – самое слабое звено. Убедитесь в этом сами, взглянув на фото перелома шейки бедра.
Перелом шейки – тяжелая травма, которая нарушает работу многих органов и систем. Возможные последствия этой травмы довольно опасны:
- нарушение кровообращения, провоцирующее омертвение головки. В результате прогрессирует некроз и происходят необратимые трансформации;
- формирование ложного сустава посреди обломков кости при ее несращении;
- вероятность образования тромбоза вен из-за длительной неподвижности;
- застои мокроты, повышающие риск развития пневмоний.
То есть страшен не столько сам факт перелома, сколько длительная обездвиженность из-за травмы. Помимо вышеуказанных проблем, серьезную опасность представляют пролежни, нарушение деятельности мочеполовой системы. Избежать этого можно, если своевременно пройти лечение перелома шейки бедра и реабилитацию.
Как лечится перелом шейки?
Существуют консервативная и оперативная стратегии лечения. К первой прибегают в случаях, если хирургическое вмешательство невозможно в силу определенных причин. Она заключается в том, чтобы обездвижить поврежденную часть тела до того времени, пока кость срастается. Такое лечение у пожилого человека занимает от шести до восьми месяцев, что в таком возрасте равносильно катастрофе.
Оперативное лечение позволяет сократить время срастания до пяти месяцев и менее. В настоящее наиболее распространены две методики:
- Остеосинтез. Скрепление сустава или костей посредством специальных винтов. Метод не используется в случае перенесенных инфарктов или инсультов.
- Эндопротезирование. Замена сустава шейки бедра. Данный метод применяется на порядок чаще, особенно в старшем возрасте. Он подходит также при осложнениях в виде смещения отломков, раздробленности костей, некрозе головки.
Впрочем, вне зависимости от способа лечения не менее важной является качественная реабилитация после перелома бедра.
Почему важна грамотная реабилитация и уход за больным с переломом шейки бедра?
Такая травма надолго выбивает человека из обычного ритма жизни. Как правило, восстановление и его скорость зависят от состояния здоровья пациента, сопутствующих заболеваний и качества реабилитации. Суть в том, чтобы соблюсти в должной мере постельный режим, но вовремя приступить к реабилитационной программе.
Грамотно составленная реабилитация дает возможность человеку восстановиться в более короткий срок, избежав при этом негативных последствий для здоровья, в том числе необратимых. Специалист:
- разрабатывает индивидуальный план восстановительных мер;
- следит за ходом восстановления и показателями здоровья;
- контролирует возникновение осложнений, при необходимости вносит корректировки.
При переломе шейки бедра реабилитация включает в себя целую систему мероприятий, которые подбираются компетентным врачом так, чтобы не нанести вред и добиться максимального результата. В нее традиционно входят:
- Лечебная физкультура.
- Физиотерапевтические процедуры.
- Прием лекарственных препаратов.
- Диетическое питание.
- Массаж.
- Психологические консультации.
Все вместе они дают человеку возможность вернуть наилучшую возможную форму. И лучше эту работу доверить проверенным специалистам, ведь реабилитация после перелома шейки бедра в домашних условиях почти всегда занимает больше времени и дает гораздо более скромные результаты.
«Добрая жизнь» – профессиональная забота и помощь в восстановлении
Искренне желаете помочь близкому человеку, с которым приключилась беда? Реабилитация при переломе шейки бедра у пожилых людей и уход за ними принесут гораздо больше пользы, если этим займутся компетентные специалисты.
Гериатрический пансионат «Добрая жизнь» располагает всем необходимым для того, чтобы возвращать здоровье и способность к полноценной жизни:
- наблюдение медицинского персонала в режиме 24/7;
- материально-техническая база для физкультурных упражнений;
- специальная система диетического питания;
- уютная обстановка и атмосфера;
- развитая социальная жизнь.
Самое ценное, что мы можем предложить для реабилитации после перелома шейки бедра – это наши специалисты. Каждый сотрудник из штата «Доброй жизни» имеет обширный практический опыт ухода и помощи в восстановлении после перелома шейки бедра у пожилых. Их внимание и забота, индивидуальный подход становятся настоящей опорой и поддержкой людям, которые пережили столь серьезную травму. Пациенты в нашем центре гораздо охотнее и с большей отдачей трудятся на тем, чтобы вернуться к нормальной жизни и быстрее достигают этой цели.
«Это одна из самых тяжёлых травм». Насколько страшен перелом шейки бедра и как после него восстановиться?
Считает пульс, калории, следит за сном.
Всем ли нужен фитнес-браслет и как он работает? До чего техника дошла. Пульс, калории, мониторинг сна, уровень стресса, шаги – сегодня все эти показатели можно отслеживать благодаря смарт-часам, или фитнес-браслету.
Елизавета Лазаревич:
На прошлый Новый год родители подарили мне эти смарт-часы. Я не просила, но они подумали, что они мне очень нужны по учебе, так как там много полезных функций.
Любителям лайфхаков на заметку. Этот гаджет может стать неплохим помощником в учебе и выручить на контрольной. Если раньше в браслетах был только шагомер, сегодня производители добавляют все больше новых функций.
Елизавета Лазаревич:
Если сфотографировать шпаргалки, можно списать. Можно приблизить, если сильно захотеть, то увидеть можно. Есть Shazam для музыки. В принципе, все приложения, которые есть на телефоне, сюда синхронизируются. Можно измерять пульс. Мне очень нравится записывать сюда свои тренировки, они считают калории.
Красный кружочек – за день нужно выходить 380 калорий, зеленый – 30 минут воркаута эври дэй, синий – это сколько часов я стою.
Вы уже убедились, что этот гаджет умеет все? Тогда давайте узнаем, что это на самом деле: реальный помощник или просто игрушка? А главное, насколько точны показатели фитнес-браслета и можно ли ему доверять?
Александр Толкачев, фитнес-тренер:
Определенные лучи направляются на наше запястье. Он считывает сердцебиение, пульс, так он считает калории. Фитнес-браслет считает на 90-100 % все правильно, но данные могут отличаться от вашей активности. Если во время активности мы будем его снимать, он точно считать эти калории не будет.
Гаджет будет особенно полезен тем, у кого сидячая работа. Браслет можно настроить таким образом, что каждые полчаса он будет напоминать вам о необходимости выпить стакан воды, сделать разминку или пройтись.
Александр Толкачев:
Как он считывает эту активность, он подключается к GPS-спутнику, он смотрит, если мы двигаемся по дорожке, он считывает данные GPS, если мы стоим на месте, он шаги не считает, но калории он считает по пульсу.
Но бывает и так, что каждое устройство считает шаги по-разному. Точность подсчета потраченных калорий зависит от математической модели, которая используется в трекере. Чем больше данных она учитывает, тем достовернее результат.
Александр Толкачев:
Есть дешевые фитнес-браслеты, там датчики более неточные, есть подороже, там более точные датчики. Поэтому подсчет калорий, шагов будет точнее. Все зависит от нашего веса, чем человек тяжелее, тем больше нагрузки на организм. Сердцебиение будет учащенное. Чем оно выше, тем больше мы сжигаем калорий. Человек с большой массой тела будет сжигать больше калорий, чем человек с меньшей массой тела.
Количество функций «умных» часов растет, если вы хотите отслеживать минимальные показатели здоровья, такие устройства для самонаблюдения могут быть полезны. Но если вас беспокоит что-то серьезное, всегда лучше обратиться к врачу и пройти профессиональное обследование.
Уход при переломе шейки бедра в пансионате в Екатеринбурге
В престарелом возрасте любая травма чревата последствиями, так, ткани срастаются дольше и проблематичнее.
Регенерация и восстановление занимают больше времени, чем у молодого организма. Реабилитационный период после перелома шейки бедра у пожилых людей по прогнозам занимает от шести месяцев. При этом на протяжении всего времени требуется особый уход и лечение при переломе шейки бедра.
Перелом шейки бедра у пожилых – симптомы и клиника
Хрупкость костей в старости является причиной травмы даже при падении с высоты собственного роста. По возможности за пожилыми следует организовывать контроль и сопровождать их, чтобы предотвратить такой серьезной травмы. Если же беда всё же случилась, то необходимо окружить престарелого заботой и теплом.
Чаще переломы шейки бедра случаются у пожилых женщин, так как они больше занимаются домашними делами и риск оступиться выше. Основные признаки перелома шейки бедра, наблюдающиеся у пожилых людей:
- гематомы;
- отеки;
- боль в паху;
- неестественное положение ноги и укорочение ее до 4 см;
- невозможность поднять прямую ногу.
Старики часто не сообщают о своих травмах, падениях и недомоганиях, боясь показаться проблемными. Поэтому именно вам нужно относиться внимательно к их поведению. В пансионате эту ответственность берут на себя сестры милосердия, находясь постоянно с постояльцами.
Чем опасен перелом шейки бедра для пожилых людей?
Опасность травмы не настолько велика по сравнению с последствиями. При переломе шейки бедра в пожилом возрасте последствия бывают разные. Может понадобиться длительный постельный режим, в некоторых случаях больной навсегда остается неходячим. А при неправильном уходе престарелый человек может и вовсе умереть, так как появляются пролежни, проблемы с туалетом, тромбозы, некроз тканей. Перелом шейки бедра у пожилых без операции редко обходится, чаще необходимо провести операцию, а после отправить престарелого на реабилитацию в специализированный пансионат.
Восстановление пожилых после перелома шейки бедра
При переломе в шейке бедра у пожилых восстановление – это очень длительный и болезненный период.
Уход за больным с переломом шейки бедра в пансионате
Различают оскольчатый, компрессионный, вколоченный, чрезвертельный и другие переломы шейки бедра у пожилых. Сестринский уход при переломе шейки бедра заключается в следующем:
- смена положения больного в постели раз в 2 часа;
- проведение микродвижений с помощью валиков;
- контроль положения стопы;
- кормление;
- гигиена;
- смена одежды и постельного белья;
- проведение дыхательных упражнений для профилактики пневмонии;
- выдача обезболивающих при необходимости;
- подбор диеты для хорошего пищеварения;
- психологическая работа и поднятие настроения.
После соблюдения постельного режима можно вводить ходунки для пожилых с переломом шейки бедра, выводить их на прогулки, вводить небольшую активность.
Массаж при переломе шейки бедра у пожилых в пансионате
Активные процедуры при такой травме запрещены, поэтому о физкультуре или долгих прогулках нужно забыть. Однако движение необходимо. На первых этапах массаж проводится очень мягкий для размятия суставов всего тела, используется валик под голову, под бок. Также больному предлагается выполнять простые движения: двигать пальцами ног, нажимать стопой на ладонь сиделки, сгибать больную ногу в колене, начинать садиться на кровати, пробовать вставать с опорой на что-то. Всё это занимает не менее месяца, после больному можно выделять время на прогулки в сопровождении, постепенно увеличивая время активности. В домашних условиях с переломом в бедре справиться тяжело, так как это времязатратно и энергозатратно.
Обращайтесь в специализированные пансионаты, где вашим пожилым родственникам после травмы смогут оказать должный уход на уровне и восстановить физическое и психологическое здоровье!
Перелом шейки бедра — лечение в Израиле
Русский Медицинский Сервер / Ортопедия в Израиле / Перелом шейки бедра — лечение в Израиле
Современные методы оперативного лечения перелома шейки бедра
Чаще всего по вопросам, связанным с лечением перелома шейки бедра в Израиле, ко мне обращаются не сами больные, а их дети или даже внуки.
В 9 случаях из 10 переломы шейки бедра случаются у пациентов старше 65 лет. У женщин они диагностируется в 3 раза чаще, чем у мужчин.
Что же такое шейка бедра и чем ее перелом так опасен? Шейка бедра соединяет головку, находящуюся в тазовой кости, и бедренную кость. Основная проблема при переломе шейки бедра заключается в разрыве сосуда, снабжающего кровью костную ткань, что может привести к:
- «не сращению»;
- аваскулярному некрозу.
Опасность перелома шейки бедра в том, что у людей пожилого возраста он может случиться из-за легкого толчка, слабого удара и даже наклона и после этого остаться не диагностированным.
При этом около 30% случаев переломов приводят к смерти. Как такое возможно? Дело вот в чем: лечение может быть консервативным или оперативным. Операция – это всегда стресс для организма. Особенно в пожилом возрасте. Консервативное лечение же очень длительно и смертельно опасно такими осложнениями, как:
- сердечная недостаточность;
- пневмония;
- тромбоэмболия;
- мышечная атрофия;
- иммобилизационные контрактуры;
- крупные пролежни.
Все это делает перелом шейки бедра смертельно опасным диагнозом. Не нужно относиться к нему как к просто перелому кости. Лечение перелома шейки бедра в Израиле – это один из немногих шансов для пожилого человека на возвращение к полноценной жизни.
Эффективнее всего лечить перелом шейки бедра путем операции. Это утверждение верно как для молодых людей, так и для пенсионеров. Консервативное лечение назначается в очень редких случаях, когда у больного имеются противопоказания к операции, например инфаркт миокарда в анамнезе.
Даже в этих случаях лечение перелома шейки бедра в Израиле эффективнее, чем в России. Безусловно, жить в Израиле на протяжении всего периода восстановления недешево, но посудите сами.
Успешность лечения складывается из трех факторов:
- качественного ухода за неподвижным больным;
- правильного подбора лекарств;
- грамотной реабилитации.
Услуги по этим направлениям в Израиле предоставляются на высшем уровне.
Направление реабилитации, к примеру, в России абсолютно неразвито, а израильские центры реабилитации по праву считаются одними из лучших.
Принципы лечения
Лечение переломов шейки бедренной кости может быть консервативным и оперативным.
В связи с высокой летальностью в результате развития осложнений длительного постельного режима (гипостатических пневмоний, сердечно-сосудистых расстройств и пролежней) методы лечения, связанные с длительным обездвижением больного, не желательны. Поэтому пожилым людям особенно показано оперативное лечение.
Консервативное лечение допустимо при определенных видах переломов и в тех случаях, когда оперативное лечение сопряжено с большим риском для жизни больного. Иммобилизацию конечности производят циркулярной тазобедренной гипсовой повязкой в положении отведения и внутренней ротации в течение 3 – 5 мес. С первых же дней после наложения системы вытяжения или гипсовой повязки больным назначают общую и дыхательную гимнастику для предупреждения застойных пневмоний, пролежней, атрофии мышц туловища и конечностей.
Больной должен с помощью балканской рамы поднимать верхнюю часть туловища. По мере возможности помогать перестилать свою постель, заниматься гимнастикой в коленном и голеностопном суставах, активно напрягать четырехглавую мышцу бедра. Ухаживающий должен быть настойчивым в активизации больного и уделять ему много внимания, иначе больные, особенно в старческом возрасте, быстро теряют активность, перестают самостоятельно заниматься лечебной физкультурой, и благоприятный исход заболевания становится сомнительным.
Оперативное лечение. Операция является серьезным испытанием для больного, однако она обеспечивает необходимые условия для благоприятного течения перелома. Во время операции обеспечиваются точная репозиция отломков, прочная их фиксация металлическим стержнем, что позволяет рано активизировать больных.
Операцию производят под наркозом или местной анестезией. На 2 – 3 день после операции начинают лечебную гимнастику в виде статических и динамических дыхательных и общеразвивающих упражнений для всех групп мышц.
Для неповрежденной ноги используют активные движения пальцами стопы, тыльное и подошвенное сгибание стопы, круговые движения стопой, сгибание и разгибание в коленном суставе, отведение и приведение ноги, сгибание и разгибание в тазобедренном суставе.
Рекомендуется изометрическое напряжение мышц бедра и голени, статическое удержание конечности в течение нескольких секунд, имитация ходьбы по плоскости постели, захватывание и удержание пальцами стопы различных легких предметов. С 4 – 5 дня после операции больному разрешается сгибать и разгибать оперированную ногу в коленном и тазобедренном суставе, скользя стопой по плоскости постели, сидеть и опускать ногу. Через 2 – 3 недели больного ставят на костыли и разрешают ходьбу с костылями без опоры на больную ногу.
Сроки начала нагрузки на больную ногу индивидуальные (от 1,5 до 6 месяцев). Больного обучают ходьбе на костылях по ровному полу, лестнице, затем с одним костылем и палкой. Дальнейшее лечение можно проводить в домашних условиях.
Важным представляется вопрос о времени начала нагрузки на оперированную конечность. Опыт показал, что преждевременная нагрузка может привести к смещению отломков, несращению перелома или асептическому некрозу головки.
Поэтому частичную нагрузку не более 30% массы тела разрешают не ранее, чем через 3 – 4 месяца после операции, а полную – только через 6 мес. В течение этого времени больной должен систематически заниматься лечебной физкультурой, разрабатывать суставы поврежденной конечности, получать процедуры массажа. Трудоспособность восстанавливается через 6 – 8 мес.
Особенности остеосинтеза в Израиле
Учитывая тяжесть возможных осложнений и низкую эффективность самостоятельного сращивания перелома шейки бедра, израильские врачи предпочитают лечить это состояние хирургическим путем. В ходе операции сломанные участки соединяются и фиксируются при помощи различных приспособлений, что создает наилучшие условия для скорейшего срастания перелома и резко сокращает период неподвижности для пациента.
Операция по фиксации костных осколков при переломе шейки бедра называется остеосинтез. Существуют различные методики остеосинтеза. Одним из наиболее перспективных и широко используемых израильскими хирургами является метод динамического бедренного винта.
При этом методе хирург соединяет головку и тело бедренной кости при помощи пластины и фиксирующего винта. Соединение позволяет не только прочно скрепить отломки, но и восстанавливает анатомическую структуру и физиологические функции бедра и тазобедренного сустава. Метод динамического бедренного винта позволяет предотвратить необходимость более сложной и травматичной операции по замене головки бедренной кости или протезированию тазобедренного сустава.
Успешное внедрение динамического бедренного винта позволяет пациенту уже через несколько дней не только вставать с кровати, но и ходить под контролем квалифицированного физиотерапевта.
Хирурги-ортопеды в Израиле имеют огромный опыт в лечении различных заболеваний тазобедренного сустава и бедренной кости, как травматической природы, так и возникших в силу возрастных изменений в организме.
Лицам, заинтересованным в лечении в Израиле, достаточно связаться с консультантом на сайте, и он поможет вам организовать лечение в ведущих медицинских центрах Израиля и у лучших специалистов – быстро и по адекватным ценам.
[Перелом шейки бедра как фактор риска смерти у пациентов старше 65 лет. Исследование случай-контроль]
Вступление:
Перелом бедра у пожилых пациентов в большинстве случаев является тяжелой травмой. Это глубоко влияет на физическое, умственное, функциональное и социальное равновесие, которое раньше имели пациенты, и, помимо ортопедических травм, оно отражает процесс старения и его ужасные последствия.Некоторые отчеты показывают, что до 50% пациентов с переломом шейки бедра умирают в течение шести месяцев, а многие из выживших не восстанавливают свою исходную независимость и функции. В последние десятилетия увеличение продолжительности жизни после 60 лет привело к экспоненциальному росту переломов шейки бедра.
Вот почему важно определить факторы, связанные с пациентом, и факторы окружающей среды, ведущие к увеличению показателей смертности у пациентов с переломом шейки бедра, чтобы улучшить выживаемость и качество жизни пожилых людей.Целью было определить связь между переломом шейки бедра и смертностью у пациентов старше 65 лет.
Материал и методы:
Было проведено наблюдательное, продольное, ретроспективное, описательное, сравнительное исследование случай-контроль. В истории болезни всех пациентов старше 65 лет, поступивших в Ортопедическую службу Областной больницы << Lic.Адольфо Лопес Матеос >>, ISSSTE, с диагнозом перелом бедра в течение предыдущих 12 месяцев были проанализированы, независимо от типа перелома и лечения, которое они получали. Группа пациентов без перелома шейки бедра использовалась в качестве контрольной группы. Общий объем выборки составил 50 пациентов с переломом шейки бедра и 50 пациентов без перелома шейки бедра.
Следующие данные были собраны в формах для сбора данных: возраст, пол, время, прошедшее с момента перелома, выживаемость через один год и, в случае умерших пациентов, причина смерти (пневмония, сепсис, аритмия, гидроэлектролитный дисбаланс, сердечная недостаточность и др.). другие).Полученные результаты представлены в виде таблиц и диаграмм для облегчения их визуального понимания.
Полученные результаты:
Демографические данные пациентов показывают, что у 40 (80%) пациентов женского пола и у 10 (20%) пациентов мужского пола был диагноз «перелом шейки бедра». Контрольную группу составили 35 (70%) женщин и 15 (30) мужчин. Была обнаружена связь между переломом бедра и повышенной смертностью со значимым значением p, равным 0.001. Основной причиной смерти среди пациентов с переломом шейки бедра в нашем исследовании был сепсис у 7 (35%), а в контрольной группе — инфаркт миокарда у 3 (15%).
Было обнаружено, что по времени смертность была выше в течение первых шести месяцев с 10 смертельными случаями (50%) и в течение первого года с шестью смертельными случаями (30%).
Обсуждение:
Перелом шейки бедра на самом деле является фактором риска, связанным со смертностью среди пациентов старше 65 лет.Женщины являются группой, наиболее подверженной перелому шейки бедра и, следовательно, повышенной смертности. Основной причиной смерти среди наших пациентов был сепсис, очевидно, вызванный неправильным уходом за мягкими тканями, плохой асептической техникой во время хирургической процедуры, длительным пребыванием в больнице или плохой системой поддержки семьи, а также деменция, которая связана с плохой хирургической раной. уход. Самые высокие показатели смертности были обнаружены в возрасте старше 90 лет, и они были связаны с существовавшими ранее хроническими дегенеративными состояниями.
Возрастная группа с самым высоким риском перелома шейки бедра составляла 80-89 лет. Пациентов с переломом бедра всегда следует лечить вместе с терапевтом и гериатром, и их следует рассматривать как неотложную ортопедическую ситуацию, поскольку длительное пребывание в больнице и отсроченное хирургическое лечение связаны с серьезными осложнениями и повышенным уровнем смертности.
Перелом бедра | Johns Hopkins Medicine
Хирургия бедраЧто такое перелом бедра?
Перелом бедра — это частичный или полный перелом бедренной кости (бедренной кости) в месте пересечения с тазовой костью.Это серьезная травма, требующая немедленной медицинской помощи.
Переломы бедра у молодых людей обычно возникают во время автомобильных аварий, длительных падений или других тяжелых травм. Волосная трещина, называемая стрессовым переломом, также может развиться в результате чрезмерного использования и повторяющихся движений.
Однако большинство переломов бедра случается у людей старше 60 лет. Для них простое падение является наиболее частой причиной, хотя у небольшого процента пациентов возникают спонтанные переломы. Переломы бедра могут вызвать ряд осложнений.У пожилых пациентов к ним относятся:
К счастью, методы хирургического ремонта и физиотерапии продолжают совершенствоваться. Есть также простые способы предотвратить переломы бедра.
Переломы бедра у детей
Каковы симптомы перелома шейки бедра?
Хотя каждый пациент переживает перелом бедра по-разному, обычно симптомы включают:
Симптомы перелома бедра могут быть вызваны другими заболеваниями, поэтому всегда консультируйтесь с врачом для постановки диагноза.
Каковы факторы риска перелома шейки бедра?
Кости становятся тоньше и слабее по мере взросления, что удваивает частоту переломов бедра на каждое десятилетие после 50.
Если кость теряется слишком быстро или не восстанавливается достаточно быстро, может развиться остеопороз, что увеличивает риск переломов бедра. Болезнь может поразить любого, но особенно уязвимыми являются:
Снижение выработки эстрогена делает женщин в постменопаузе более восприимчивыми к остеопорозу и переломам бедра — фактически, женщины составляют 70 процентов всех пациентов с переломами бедра.
Профилактика перелома бедра
Профилактика перелома бедра более желательна, чем его лечение. Совет по предотвращению перелома аналогичен совету по профилактике остеопороза и включает:
-
Потребление достаточного количества витамина D и кальция, включая такие богатые кальцием продукты, как молоко, творог, йогурт, сардины и брокколи
-
Регулярные упражнения с весовой нагрузкой, такие как ходьба, бег трусцой или походы, или улучшение силы и равновесия с помощью таких программ, как Тай Чи
Большинство переломов бедра у пожилых людей происходит в результате падений, обычно дома и часто при ходьбе по ровной поверхности.
Избежать подобных происшествий можно по:
Диагностика перелома бедра
Ваше бедро может сломаться за один или несколько переломов. В дополнение к полной истории болезни и физическому осмотру ваш врач может решить диагностировать вашу травму, используя:
Если вы сломали бедро, вам следует пройти обследование на остеопороз, чтобы вы и ваш врач могли принять меры для предотвращения нового перелома.
Лечение перелома бедра
Перелом бедра обычно лечат хирургическим путем: укрепляя и стабилизируя бедро металлическими вставками, или полностью заменяя его.Цель состоит в том, чтобы облегчить вашу боль и помочь вам вернуться к нормальному уровню активности. Тип рекомендуемого хирургического вмешательства зависит от:
Операция на бедре обычно требует пребывания в больнице с последующей дополнительной реабилитацией — дома или в реабилитационном центре.
Подготовка к операции по замене тазобедренного сустава | Вопросы и ответы с Савьей Тхаккаром, доктором медицины
Савья Таккар, специалист по замене тазобедренного и коленного суставов, рассказывает о том, при каких условиях может потребоваться замена тазобедренного сустава и чего ожидать до и после операции.
переломов бедра: что увеличивает ваш риск | Детская больница CS Mott
Обзор
У пожилых людей переломы бедра обычно возникают в результате падения. Иногда даже легкое падение может стать причиной перелома ослабленной тазобедренной кости. Дети и молодые люди с большей вероятностью сломают бедро из-за велосипедной, автомобильной аварии или спортивной травмы.
Падения вызывают больше переломов, в том числе переломов бедра, с возрастом, потому что примерно с 30 лет кость начинает реабсорбироваться организмом быстрее, чем заменяется.Со временем он естественным образом становится тоньше (менее плотным), слабее и легче ломается. Если кости истончаются на определенную величину, говорят, что у вас остеопороз. И остеопороз, и перелом бедра поражают женщин чаще, чем мужчин, потому что у мужчин плотность костей выше, чем у женщин, и из-за снижения уровня гормона эстрогена у женщин после менопаузы. Низкий уровень эстрогена ускоряет потерю костной массы и приводит к ослаблению костей. Более низкий уровень тестостерона у мужчин также может ускорить потерю костной массы.
Хотя мужчины также подвержены риску перелома шейки бедра с возрастом, у женщин изначально более низкая плотность костной ткани, большая потеря костной массы после среднего возраста и они живут дольше, чем мужчины.В результате большинство переломов бедра происходит у женщин.
Некоторые лекарства связаны с потерей костной массы или переломами. К ним относятся:
- Антациды, содержащие алюминий.
- Кортикостероиды, используемые для лечения таких состояний, как астма и хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).
- Антидепрессанты, называемые СИОЗС (селективные ингибиторы обратного захвата серотонина).
Другие факторы, повышающие риск перелома шейки бедра, включают:
- Ваш семейный анамнез (наследственность).Если вы худой или высокий, или у кого-то из членов семьи были переломы в более позднем возрасте, риск увеличивается.
- Гонка. Белые и азиатские люди имеют более высокий риск остеопороза. Остеопороз повышает риск перелома при падении, поэтому риск перелома бедра также выше у белых и азиатов.
- Плохое питание. Придерживайтесь полноценной диеты, включающей достаточное количество кальция и витамина D. Оба они необходимы для построения здоровых и крепких костей.
- Курение. Курение повышает риск остеопороза и увеличивает скорость истончения костей после его начала.
- Распитие спиртных напитков. Не употребляйте более 2-х алкогольных напитков в день, если вы мужчина, и не более 1 алкогольной порции в день, если вы женщина. Употребление большего количества алкоголя повышает риск остеопороза. Употребление алкоголя также увеличивает риск падения и перелома кости. Смотрите фотографии стандартных алкогольных напитков.
- Не активен. Умеренное количество упражнений с отягощением, таких как ходьба и танцы, могут помочь сохранить прочность костей.
- Имеются проблемы со здоровьем. Некоторые заболевания, например болезнь Меньера, могут вызывать проблемы с равновесием или головокружение.Другие состояния, такие как артрит, могут мешать вам сохранять устойчивость при ходьбе и движении.
- Лекарственные взаимодействия. Иногда одно лекарство, которое вы принимаете, изменяет действие другого, или лекарства действуют вместе, вызывая неожиданные побочные эффекты. К ним могут относиться головокружение или помутнение зрения, повышающие вероятность падений.
Исследования также показывают, что если у вас был перелом позвоночника или, у мужчин, перелом запястья по Коллесу, у вас повышенная вероятность перелома бедра. сноска 1
Ссылки
Цитаты
- Haentjens P, et al. (2003). Перелом Коллеса, перелом позвоночника и последующий риск перелома бедра у мужчин и женщин: метаанализ. Журнал костной и суставной хирургии , 85-A (10): 1936–1943.
Кредиты
Текущий по состоянию на: 16 ноября 2020 г.
Автор: Healthwise Staff
Медицинский обзор:
Уильям Х.Блахд-младший, доктор медицины, FACEP — неотложная медицина
Адам Хусни — семейная медицина
Кэтлин Ромито — семейная медицина
Кеннет Дж. Коваль — ортопедическая хирургия, ортопедическая травма
Действует по состоянию на 16 ноября 2020 г.
Автор: Здоровый персонал
Медицинский обзор: Уильям Х. Блахд младший, доктор медицины, FACEP — неотложная медицина и Адам Хусни, доктор медицины — семейная медицина, и Кэтлин Ромито, доктор медицины — семейная медицина и Кеннет Дж.Коваль MD — Ортопедическая хирургия, Ортопедическая травма
Haentjens P, et al. (2003). Перелом Коллеса, перелом позвоночника и последующий риск перелома бедра у мужчин и женщин: метаанализ. Журнал костной и суставной хирургии , 85-A (10): 1936-1943.
Оценка риска перелома бедра на основе машинного обучения
Выявление пациентов с высоким риском перелома бедра является серьезной проблемой при клинической оценке остеопороза. Минеральная плотность костной ткани (МПК), измеренная с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA), в настоящее время является золотым стандартом в клинической оценке остеопороза.Однако точность его классификации составляет всего около 65%. Чтобы повысить эту точность, в данной статье предлагается использовать модели машинного обучения (ML), обученные с данными из биомеханической модели, имитирующей падение вбок. Модели машинного обучения (ML) — это модели, способные учиться и делать прогнозы на основе данных. В процессе обучения модели машинного обучения изучают функцию, которая отображает входные и выходные данные без предварительного знания проблемы. Основное преимущество моделей машинного обучения заключается в том, что после построения функции отображения они могут делать прогнозы сложных биомеханических моделей поведения в режиме реального времени.Однако, несмотря на растущую популярность моделей машинного обучения (ML) и их широкое применение во многих областях медицины, их использование в качестве предикторов перелома бедра все еще ограничено. В этой статье предлагается использовать модели машинного обучения для оценки и прогнозирования риска перелома шейки бедра. Клинические, геометрические и биомеханические переменные, полученные при моделировании бокового падения методом конечных элементов, используются в качестве независимых переменных для обучения моделей. Среди различных протестированных моделей выделяется Random Forest, демонстрируя свою способность превосходить BMD-DXA, достигая точности более 87%, со специфичностью более 92% и чувствительностью более 83%.
1. Введение
Постоянное увеличение продолжительности жизни также увеличивает количество проблем, связанных с ослаблением организма из-за возраста. Среди болезней и состояний, поражающих страны первого мира, наряду с сердечно-сосудистой и нервной системами, но очень недооцененными в сравнении, есть проблемы, связанные с костями. В частности, одной из самых больших проблем для людей старше 65 лет является перелом шейки бедра из-за остеопороза. Остеопороз — это заболевание скелета, которое в первую очередь характеризуется снижением костной массы [1].
По данным Международного фонда остеопороза (IOF), ежегодно в мире происходит около 1,6 миллиона переломов бедра, а в 2050 году это число увеличится до 4,5–6,3 миллиона, в основном из-за старения населения [2 ]. Кроме того, по оценкам, около 75% всех переломов происходит у женщин из-за накопления определенных факторов риска, связанных с полом. В случае Испании в 2015 году этим заболеванием страдали 2,2 миллиона женщин и 0.6 миллионов мужчин, что составляет практически 1% нынешнего населения Испании. По данным IOF, в 2017 году в этой стране произошло около 330 000 переломов из-за хрупкости.
Золотым стандартом для диагностики остеопороза и оценки риска переломов бедра в настоящее время является минеральная плотность костной ткани (BMD), которая измеряется методом Dual- Энергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA) [3]. Однако его способность различать переломные и контрольные случаи ограничена. Распределение МПК для пожилых людей обеих групп в значительной степени перекрывается, что снижает точность классификации примерно до 65% [4].Для расчета риска перелома были предложены альтернативные методы FRAX и Garvan [5, 6]; они представляют собой статистические модели, основанные на клинических переменных, в которых данные пациентов сравниваются с большой базой данных по популяции США, которая включает множество клинических характеристик: возраст, пол, предыдущие переломы и т. д. Точность классификации составляет около 70% [7], что составляет незначительное улучшение по сравнению с МПК. Другой альтернативный метод — измерение объемного распределения BMD (vBMD) с помощью количественной компьютерной томографии QCT, которая считается более чувствительной для остеопороза [8].Однако, хотя QCT позволяет получить трехмерную геометрию кости и обеспечивает объемное распределение BMD, QCT не интегрирован в клиническую практику из-за его более высокой стоимости, времени обработки и радиационного воздействия [9].
Другими радикально отличающимися подходами являются стратегии на основе данных, которые заключаются в обучении модели машинного обучения (ML) на основе симуляций (например, полученных с помощью методов конечных элементов (FEM)) или непосредственно на основе клинических данных. Алгоритмы машинного обучения могут автоматически изучать нелинейные сопоставления между несколькими входными данными (клинические данные, биомеханические данные и т. Д.) и несколько выходных данных (например, факторы риска перелома). Хотя процесс обучения относительно медленный, после обучения эти алгоритмы обеспечивают чрезвычайно быстрое время вывода, таким образом выполняя требование предсказывать решения в реальном времени [10]. Эта ситуация открывает возможность использовать FEM для автономной генерации данных, которые модели ML могут использовать для оценки функции, которая отображает входные данные (механические свойства, геометрическая сетка, граничные условия и т. Д.) И выходы (узловые смещения, напряжения, деформации и т. Д.) .) [11], чтобы предоставить ценные предикторы риска перелома в реальном времени.
Машинное обучение (ML) стало надежным и относительно обычным подходом к использованию при работе со сложными данными для выявления неожиданных факторов риска в области профилактической медицины [12]. Однако в литературе есть лишь несколько исследований, связанных с оценкой перелома бедра при остеопорозе. Одну из упомянутых работ можно найти в [13]. В этой работе был проведен кластерный анализ для выявления подгрупп датских пациентов с остеопорозом на основе сходства признаков.Было выявлено девять кластеров пациентов с различным риском переломов с использованием набора данных, состоящего из 10775 субъектов. Четыре кластера представляли женщин в постменопаузе с профилями высокого риска переломов, низкой МПК и межгрупповыми различиями: плохое и хорошее соблюдение антирезорбтивного лечения. Один кластер, сформированный 9% участников, вызывал особую тревогу из-за плохого соблюдения режима лечения и очень низкой МПК. Три группы, представляющие большинство, были женщины со средним профилем риска переломов.Наконец, две группы женщин в перименопаузе и очень молодых женщин представляли субъектов с низким риском переломов, высокой МПК и низкой сопутствующей патологией. Авторы утверждали, что для пациентов старше 60 лет было достигнуто четкое различие между группами высокого риска переломов и среднего риска переломов.
Еще одну замечательную работу можно найти в [14], где искусственные нейронные сети (ИНС) использовались для прогнозирования перелома бедра. Данные включали информацию о возрасте, МПК, клинических факторах и факторах образа жизни, которые были получены в результате длительного исследования с участием 1167 женщин в возрасте 60 лет и старше из Даббо, Австралия.За женщинами наблюдали до 10 лет, и в течение этого периода была установлена частота новых переломов бедра, хотя только 90 из них перенесли перелом бедра. Были разработаны две модели: первая была произведена путем объединения только показателей МПК поясничного отдела позвоночника и шейки бедра, а вторая — факторов, не относящихся к МПК, с точностью 82% и 84% соответственно. Третья модель была создана путем объединения факторов МПК и факторов, не относящихся к МПК, с точностью до 87%. Таким образом, авторы показали, что ИНС могут прогнозировать перелом бедра более точно, чем другие существующие статистические модели.Однако, несмотря на хорошие результаты, в модели не вошли механические атрибуты; поскольку они считаются основными факторами, ответственными за разрушение костей, это может ограничить точность модели при применении к другому набору данных.
Механическое поведение бедра при падении на бок является основной причиной перелома бедра. Фактически, сравнение ударной нагрузки при падении с силой бедра определит разрушение кости. Верно, что МПК является основным фактором силы бедра, но большинство статистических моделей не проводят это сравнение для прогнозирования перелома бедра.Получение механических характеристик кости обычно рассматривается в литературе с помощью методов конечных элементов (КЭ). Модели на основе ККТ создают биомеханическую модель из трехмерной геометрии кости и трехмерного объемного распределения МПК, которое используется для получения свойств материала кости [15, 16]. Однако, несмотря на то, что это довольно точные модели, их сложная реализация, ограничения и вычислительные затраты делают их непригодными для использования в повседневной клинической практике.Напротив, модели FE, основанные на DXA, создают биомеханическую модель из 2D-представления кости и 2D-распределения BMD. Следовательно, его реализация проще, а их вычислительные затраты ниже. Кроме того, они очень привлекательны для клинической практики, поскольку не прерывают текущий клинический рабочий процесс. Эти модели позволили оценить прочность костей и повысили точность классификации примерно до 80% [17–19]. Более того, риск переломов и анализ структуры тазобедренного сустава (HSA), полученные на основе моделей QCT и DXA, по-видимому, значительно коррелируют [20].
В некоторых исследованиях использовались методы машинного обучения, объединяющие как клинические, так и механические данные. Nishiyama et al. [21] выполнили индивидуальный для пациента анализ FE на основе QCT в условиях множественной нагрузки для подачи в классификатор машины опорных векторов (SVM) с радиальным базисным ядром для устранения неопределенности в конфигурации падения. Jiang et al. [22] исследовали комбинацию клинических и полученных из FE механических атрибутов с помощью SVM, используя полностью параметризованную трехмерную модель FE, которая была создана с использованием заданных значений геометрических атрибутов; однако эта модель была глобальной, а не индивидуальной.В недавнем исследовании использовались данные, полученные с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) с высоким разрешением, для сравнения 15 классификаторов ML при прогнозировании любого вида остеопоротического перелома [23]; данные включали эластичность костной ткани и топологию проксимального отдела бедренной кости при определенных представляющих интерес объемах, рассчитанных с помощью микрофинитных элементов; Хотя это исследование дало некоторое представление о значимости микроструктурных параметров, набор данных был небольшим и не был специально сосредоточен на переломе бедра. Важно отметить, что во всех этих исследованиях авторы не использовали модель FE, включающую данные для конкретного пациента, описывающие геометрию или распределение МПК.Наша гипотеза заключается в том, что включение механических атрибутов в модель ML может улучшить прогнозирование перелома шейки бедра, а не использование только клинических атрибутов.
В области оценки риска остеопороза и перелома бедра контролируемое машинное обучение почти не применялось в сочетании с механическими атрибутами, управляемыми с помощью вычислений. Наша группа недавно опубликовала исследование, в котором контролируемое машинное обучение применялось в сочетании с клиническими и вычислительными механическими атрибутами [24].Всего в исследование было включено 137 женщин в возрасте постменопаузы, разделенных на группу с переломами () и контрольную группу (). Полуавтоматическая и индивидуальная для пациента модель FE на основе DXA использовалась для создания механических атрибутов, описывающих геометрию, силу удара, структуру кости и механическую реакцию кости после падения на бок. После предварительной обработки всего набора данных в качестве предикторов были выбраны 19 атрибутов. SVM с радиальной базисной функцией (RBF), логистической регрессией (LR), мелкими нейронными сетями и случайными лесами (RF) были протестированы с помощью комплексной процедуры проверки для сравнения их прогностических характеристик.Результаты показали, что SVM сгенерировал наиболее усвоенный алгоритм для обеих экспериментальных установок, когда были включены клинические и механические атрибуты, а также когда учитывались только клинические атрибуты. Первая установка сгенерировала наиболее изученную модель, превосходящую точность BMD на 14 п.п. (79%).
Эта статья дополняет исследование, представленное в [24], за счет использования клинических, геометрических и биомеханических переменных из предыдущей базы данных с последующим ранжированием релевантности, чтобы выяснить, какие переменные являются наиболее важными для проблемы.С выбранными переменными были обучены разные модели машинного обучения. Результаты показывают, что RF — лучший вариант с точностью более 87%, специфичностью более 92% и чувствительностью более 83%. Эти значения намного лучше, чем текущая клинически используемая МПК, точность классификации которой составляет около 65%, а также лучше, чем точность нашей предыдущей работы, которая составляла 79%. Вдобавок к этому, использование методов генерации данных также замечательно для баланса количества выборок в двух классах, которые изначально были смещены.
Остальная часть документа представлена следующим образом. В разделе 2 представлены методы, а также характеристики набора данных и процесс выбора атрибутов. Достигнутые результаты показаны в Разделе 3, а в конце статьи представлены заключительные замечания и наши предложения по дальнейшим исследованиям в Разделе 5.
2. Материал и методы
2.1. Биомеханическая модель
2.1.1. Популяция исследования
База данных была такой же, как и в [24]. В исследование было включено 137 пациентов со средним возрастом лет.Критерии включения включали женщин в постменопаузе старше 50 лет с клиническими факторами риска, связанными с остеопорозом. Женщины с признаками перелома шейки бедра были набраны после поступления в отделение неотложной помощи больницы Mútua Terrassa (Террасса, Испания). Каждому предмету было показано денситометрическое исследование.
Сканирование было выполнено в CETIR Medical Group после получения информированного согласия. Время между переломом и получением DXA было меньше двух недель. Сканирование DXA проводилось на бедренной кости, противоположной сломанной, с использованием костного денситометра GE Healthcare Prodigy Advance (GE Healthcare, Мэдисон, Висконсин, США).В соответствии с рекомендациями производителя испытуемых помещали на стол DXA в положении лежа, ступни параллельны столу, а внутреннее вращение ног составляло 25-30 °. Размер изображения в пикселях был. Пациенты были разделены на группу с переломом () с переломом бедра, произошедшего в результате падения, и контрольную группу (). В группе переломов 45 приходились на перелом вертела и 44 — на перелом шеи.
2.1.2. Модель FE для конкретного пациента
Была создана 2D-модель FE для конкретного пациента с целью получения механических атрибутов, которые будут использоваться в моделях ML [24].Для каждого сканирования DXA проксимальный отдел бедренной кости сегментировался вручную (рис. 1). Полуавтоматически определялись области интересов (ROI), определяющие вертельную и шейную область. Входными данными, необходимыми для построения модели FE, были сегментированное изображение бедренной кости вместе с основной клинической информацией о пациенте (рост, вес и пол).
После сегментации процесс не требует вмешательства человека. Ствол бедренной кости повернут на 10 градусов до физиологической конфигурации.Накладываются прокладки, закрывающие головку бедренной кости и большой вертел, чтобы избежать локального повреждения из-за применяемых граничных условий [25, 26]. Бедренную кость, вертельную подушку и подушечку головки бедренной кости соединяют с помощью TetGen [27]; после анализа сходимости размер ячейки был определен примерно с 60 000 элементов, в зависимости от объекта. Модель построена в предположении плоской деформации и поведения линейной упругости.
Свойства костного материала рассчитывались на основе BMD на пиксель с использованием эмпирических уравнений, полученных в [28–30].Коэффициент Пуассона был установлен равным 0,3 [31]. Основываясь на предыдущих исследованиях, включающих механические испытания [32] и модели FE [33], свойства материала ПММА (полиметилметакрилата), 1,5 ГПа для модуля Юнга и 0,37 для коэффициента Пуассона, были использованы для прокладок. Неоднородное распределение материала, полученное для модуля Юнга, показано на рисунке 2 (а). На этом рисунке показано, как модуль упругости изменяется в соответствии с распределением МПК в бедренной кости, показанной на рисунке 1.
Для получения механических характеристик было смоделировано падение вбок с помощью индивидуальной модели FE для каждого пациента.Пакет FEBio с открытым исходным кодом [34] был использован для получения численного решения. Что касается граничных условий, смещение узлов на дистальном конце диафиза бедренной кости было полностью ограничено, а медиальное смещение узлов на подушечке головки бедренной кости было предотвращено. Рисунок 2 (б) определяет расположение приложенных нагрузок, а также расположение граничных условий. Нагрузка прикладывалась к большому вертлугу через подушечку, представляя ударную силу при падении [35, 36].Эта нагрузка была рассчитана с помощью модели удара масса-пружина [37], входными переменными которой были вес, рост и пол пациента. Как только пиковая ударная сила (FPK) была получена, была рассчитана ослабленная ударная сила (FP) за вычетом ослабляющей силы:, на основании предыдущих исследований, касающихся влияния толщины мягких тканей (STH) [38] и корреляции между индексом массы тела ( ИМТ) и СТГ [39]. Наконец, было вычислено прилагаемое к бедру давление нагрузки (HP) путем деления ослабленной ударной силы на длину подушечки большого вертела () и толщину, зависящую от пациента () [24].
2.2. Модели ML
2.2.1. Входные данные для моделей машинного обучения
Для каждого пациента было собрано пять групп атрибутов [24]: клинические, геометрические, связанные с падением, связанные с костной тканью и полученные на основе анализа FE (FEA). В таблице 1 показаны клинические признаки, полученные из клинического отчета; средние значения и стандартные отклонения (SD) представлены для каждого атрибута и обеих групп (с трещинами и контроля).
| 9223 9030 для получения общей геометрической схемы показаны общие геометрические атрибуты Рисунок 3.Этот рисунок графически описывает геометрические атрибуты, которые необходимо ввести в модель. Эти атрибуты были получены с помощью морфометрического анализа проксимального отдела бедренной кости [19]. Их значения показаны в таблице 2. |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Атрибуты, связанные с падениями, вычисленные для каждого пациента, показаны в таблице 3.Что касается структурных свойств костной ткани, кортикальная кость была определена как имеющая кажущуюся плотность более 1,0 г / см 3 [33]. Процент губчатой кости (TB) и кортикальной кости (CT) в бедренной кости оценивался с использованием этого порога, а также среднего модуля упругости в каждой ткани (TBE и CTE). Эти значения показаны в таблице 4.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Из КЭ линейного моделирования бокового падения, выполненного с помощью FEBio, было выбрано несколько механических атрибутов, которые показаны в таблице 5; некоторые из них были рассчитаны для определения разрушения всей кости как отношения нагрузки к прочности (LSR) и прочности бедренной кости (FS) в соответствии с критерием [15].LSR был определен как минимальное соотношение в прилегающей зоне 9 мм 2 . Эта область включала элементы с наивысшими отношениями между основной деформацией сжатия и деформацией текучести при сжатии. Наиболее частыми участками перелома бедренной кости являются шейка и вертельные области. Из-за этого были вычислены механические атрибуты в каждой области (индекс используется для переменных в области шеи, а индекс — для переменных в области вертельной кости). Средневзвешенное по объему значение максимального и минимального главных напряжений (и), максимальных и минимальных главных деформаций (и), главного главного напряжения (MPStress), главной главной деформации (MPStrain), плотности энергии деформации (SED) и рассчитан индекс риска переломов (ИРП).MPStress и MPStrain были определены как максимальное собственное значение в тензоре напряжений и деформаций соответственно. FRI был рассчитан как средневзвешенное соотношение между напряжением по Мизесу и пределом текучести в регионе.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Для построения модели когорта (137 пациентов) была разделена на обучающую (70% данных) и тестовую (остальные 30%) с равным распределением переломованных и здоровых пациентов.Поскольку количество испытуемых, используемых для обучения, могло быть недостаточным для получения окончательных результатов, была использована методика передискретизации синтетических меньшинств (SMOTE) [40]. Цель использования SMOTE двоякая: первая — увеличить размер набора данных, чтобы модели можно было обучать с более значимой информацией и иметь больше параметров без переобучения данных, а вторая — сбалансировать оба класса. (сломанный и контрольный). Модели классификации могут ухудшить свою эффективность при работе с несбалансированными классами; следовательно, создавая синтетические образцы, оба класса могут иметь одинаковое количество образцов.В частности, количество образцов увеличено до 400, распределенных на 200 здоровых и 200 переломанных образцов. Для надежности синтетические образцы, созданные SMOTE, применялись только к обучающему набору, чтобы гарантировать, что потенциально неверные синтетические точки не повлияют на модели, полученные в конечном итоге.
2.2.2. Процесс выбора атрибутов
После процесса нормализации атрибутов выбор наиболее значимых атрибутов был выполнен в два этапа: анализ главных компонентов (PCA) и корреляционный анализ.В таблице 6 показан процент отклонения, включенный в 39 компонентов PCA. Таким образом, первый главный компонент (с 91,88% накопленной дисперсии) явно доминирует по сравнению с остальными. Более того, добавляя второй и третий компоненты, мы можем представить 99% общей дисперсии набора данных. Поскольку PCA представляет собой линейную комбинацию всех атрибутов, необходимо проанализировать вклад каждого из них в линейную комбинацию. Поскольку большинство атрибутов имеют очень низкие веса (от 10 −3 до 10 −15 ), их вклад может быть исключен.Те основные атрибуты, которые вносят значительный вклад (веса ≈1) в первые шесть основных компонентов, следующие: (i) PC1: TB и CT (ii) PC2, PC3 и PC4: BMI, STH, FPK, FAT и FP (iii) PC5: BMD, HP, FRI_N и FRI_T (iv) PC6: BMD, HP, TBE, LSR, FRI_N и FRI_T
| ||||||||||||||||||||||||||
Упомянутые выше три основных компонента , содержат 99% дисперсии, только семь вносят вклад: (i) TB: соотношение губчатой кости (ii) CT: соотношение кортикальной кости (iii) BMI: индекс массы тела (iv) STH: толщина мягких тканей (v) FPK: пиковая сила удара (vi) FAT: сила ослабления (vii) FP: ослабленная сила удара
Дополнительно к анализу PCA был проведен корреляционный анализ: были получены индекс корреляции Пирсона и ранговый индекс корреляции Спирмена.На рисунке 4 показан индекс корреляции Пирсона для всех 39 атрибутов. Цветные квадраты с единицами внутри обозначают пару атрибутов с корреляцией выше 0,9; все атрибуты, кроме одного, были удалены, чтобы уменьшить размерность проблемы.
Корреляция Пирсона основана на двух гипотезах: популяции нормально распределены, а субпопуляции не имеют одинаковой дисперсии. Если хотя бы одна из двух гипотез не верна, индекс Пирсона применять не следует.Чтобы избежать этих ограничений, мы также использовали корреляцию Спирмена, которая в основном переводит значения в диапазоны перед вычислением коэффициентов корреляции. Как и в предыдущем случае, на рисунке 5 показана соответствующая тепловая карта. На рисунке 6 корреляции Спирмена и Пирсона объединены в единую визуализацию. Исходя из семи переменных, выбранных PCA, наше предложение состоит в том, чтобы включить некоторые дополнительные функции в результате корреляционного анализа. В частности, мы рассмотрели те переменные, которые коррелировали (по крайней мере) с четырьмя другими атрибутами, ранее не включенными в PCA.В столбцах таблицы 7 показаны переменные с наиболее высокой степенью корреляции, ранее не включенные в PCA, а в строках — те характеристики, которые связаны с ними с корреляцией выше 0,9 (отмечены флажком). Это HP, S3_N, FRI_N и FRI_T. Примечательно, что только четыре функции могут включать большую часть информации, хранящейся в 18 переменных.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||