Possibilities of digital radiography in the quantitative assessment of bone fracture union

Abstract

Определение наступления костной консолидации является достаточно сложным вопросом. До сих пор не сформулировано четких морфологических стадий заживления переломов и образования костной мозоли. Взгляды специалистов различных отраслей медицины на них разные, иногда противоречащие друг другу. Учитывая, что сроки переломов и степень их заживления по рентгенограммам определяются приблизительно, опираясь на описательные методы, а также тот факт, что рентгенологические признаки заживления костного регенерата запаздывают от клинических признаков, что порой может привести к неправильной оценке формирования костной мозоли и увеличению срока иммобилизации поврежденных конечностей, актуальной задачей является объективизация оценки костного сращения при переломах костей с помощью цифровых технологий. Целью данной работы являлось изучение методов объективизация оценки костного сращения при переломах костей с помощью цифровых технологий. В данной работе были рассмотрены современные методы оценки костного сращения при переломах костей: рентгеновская денситометрия, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия, новые количественные методы оценки заживления костей с помощью рентгеновских методов визуализации - расчет показателей PVR (pixel value ratio) и MGV (mean gray value) на цифровом снимке. После анализа литературных источников на тему возможности современных методов цифровой рентгенографии в количественной оценке переломов костей, был сделан вывод, что в настоящее время не существует четко стандартизированных методов оценки заживления переломов. Обычная рентгенография не позволяет определить сращение с достаточной точностью и ненадежна для определения стадии репарации перелома, особенно на ранних этапах. Более современные методики в виде цифровых технологий, в частности расчет показателей PVR (pixel value ratio) и MGV (mean gray value), предоставляет новые возможности для получения количественной информации по результатам рентгенографии и, таким образом, – для объективизации оценки костного сращения.

Determining the onset of bone consolidation is a rather complex issue. So far, clear morphological stages of fracture healing and callus formation have not been formulated. The views of specialists from various branches of medicine on them are different, sometimes contradictory. Considering that the timing of fractures and the degree of their healing on radiographs are determined approximately, based on descriptive methods, as well as the fact that radiographic signs of bone regenerate healing lag behind clinical signs, which can sometimes lead to an incorrect assessment of callus formation and an increase in the period of immobilization of damaged limbs, an urgent task is to objectify the assessment of bone union in bone fractures using digital technologies. The purpose of this work was to study methods for objectifying the assessment of bone union in bone fractures using digital technologies. In this work, modern methods for assessing bone union in bone fractures were considered: x-ray densitometry, dual-energy x-ray absorptiometry, new quantitative methods for assessing bone healing using x-ray imaging methods - calculation of PVR (pixel value ratio) and MGV (mean gray value) indicators on a digital picture. After analyzing the literature on the possibility of modern methods of digital radiography in the quantitative assessment of bone fractures, it was concluded that сurrently, there are no clearly standardized methods for assessing fracture healing. Plain radiography does not allow to determine the union with sufficient accuracy and is unreliable for determining the stage of fracture repair, especially in the early stages. More modern techniques in the form of digital technologies, in particular the calculation of PVR (pixel value ratio) and MGV (mean gray value) indicators, provide new opportunities for obtaining quantitative information from the results of radiography and, thus, for objectifying the assessment of bone union.