такой системой расчета, ученые могут определить, насколько значимо отличается некий конкретный показатель от среднего и каковы шансы, что этот показатель означает действительно аномальное состояние, а не случайный вариант нормы.
Рисунок 2.
Пример: стандартные отклонения на практике
Предположим, что группа детей не нашла лучшего занятия, чем пострелять из лука, пытаясь попасть в яблочко большой, умеренно удаленной мишени. Предположим также, что к вечеру в мишени оказалась тысяча стрел, каким-то образом рассредоточенных по всей поверхности. На рисунке 3 изображены два возможных варианта расположения стрел.
Захотев узнать, как близко в среднем к яблочку попали стрелы, мы могли бы измерить расстояние от каждой стрелы до центра мишени, суммировать эти расстояния и разделить сумму на общее количество стрел. Допустим, одна стрела на рисунке 3А оказалась в 4 футах от яблочка, другая – в 14 футах, третья – в 9 футах, четвертая – в 23 футах и так далее. Если сложить расстояния тысячи стрел, получится 10 000. Таким образом, среднее расстояние стрел до центра мишени составит 10 футов. Расчет стандартного отклонения показывает, насколько разнообразны положения разных стрел с учетом их отдаленности от среднего показателя в 10 футов.
Статистики используют формулу, по которой расстояние каждой стрелы до яблочка вычитается из 10 и результат возводится в квадрат. Чем больше итоговое число, тем выше стандартное отклонение. Как видим, на данном рисунке положения стрел значительно отличаются друг от друга, поэтому число будет большим.
Рисунок 3. Несмотря на то что обе группы стрел имеют одинаковое среднее расстояние до яблочка, величина стандартного отклонения в них разная.
Теперь рассмотрим второй вариант, рисунок 3Б, и рассчитаем стандартное отклонение. В среднем расстояние от стрелы до центра мишени снова составляет 10 футов. Но стандартное отклонение, определенное путем вычитания расстояния каждой стрелы из среднего показателя, будет весьма небольшим. Это небольшое число говорит о том, что положения отдельных стрел относительно яблочка практически одинаковы.
На первой картинке стрела, удаленная на 20 футов от центра мишени, не имеет существенного значения. Хотя это расстояние в два раза больше среднего, оно в данном случае не редкость. По-другому можно сказать, что стандартное отклонение очень большое. Следовательно, стрела, оказавшаяся в 20 футах от яблочка, находится менее чем в одном стандартном отклонении от среднего показателя и может считаться довольно вероятным явлением.
Нас повсюду окружают какие-то группы похожих явлений – от размера отпечатков человеческих ног на пляже до результатов общенационального тестирования. Очень плотная сгруппированность показателей заслуживает пристального внимания и заставляет нас задаться вопросом: «Почему стрелы выстроились на мишени так, как показано на рисунке 3Б?» Может быть, завихрения воздуха или магнитная воронка увлекли за собой наконечники всех стрел и выстроили их на мишени плотным кольцом? Причина неизвестна, но сила статистики такова, что мы можем обойтись и без этого знания. Учитывая стандартное отклонение в случае, изображенном на рисунке 3Б, стрела, угодившая в мишень в 20 футах от центра, была бы большой редкостью. Она оказалась бы во множестве стандартных отклонений от среднего значения. Ее положение потребовало бы объяснений.
Во время стандартной процедуры ДЭРА сканируются три участка тела: поясничные позвонки, все кости бедра и, отдельно, шейка бедренной кости. Полученный снимок сравнивается с изображением костей здоровой среднестатистической 25–30-летней женщины и среднестатистической здоровой женщины вашего возраста, роста и веса. Ваш Т-показатель говорит о том, на сколько стандартных отклонений отличается минеральная плотность вашей костной ткани от среднего значения для здоровых женщин в возрасте от 25 до 30 лет; Z-показатель говорит о том, на сколько стандартных отклонений отличается минеральная плотность вашей костной ткани от среднего значения для здоровых женщин вашего возраста, роста и веса. Положительный показатель относит вас в категорию выше среднего, а отрицательный указывает на то, что среднестатистический человек имеет более крепкие кости, чем вы. При Т-показателе в 2,5 стандартного отклонения ниже среднего уровня, говорящем о том, что ваши кости слабее, чем у 99 процентов женщин в возрасте от 25 до 30 лет, когда кости находятся на пике прочности, диагностируется остеопороз. Т-показатель, находящийся между 1,0 и 2,5 стандартными отклонениями ниже среднего уровня, указывает на остеопению – ослабление костей, угрожающее развитием остеопороза. Диагностические критерии, основанные на ДЭРА, считаются довольно точными. Если Т-показатель в любом из трех вышеперечисленных участков тела достигает одного из вышеперечисленных значений, врач ставит соответствующий диагноз.
Взаимосвязь между низкой минеральной плотностью костной ткани по результатам ДЭРА-исследования и переломом сильнее, чем взаимосвязь между повышенным артериальным давлением и инсультом. Тем не менее этот метод нельзя назвать универсальным или на сто процентов точным. ДЭРА-исследование обнаруживает девять случаев остеопороза из десяти и в 5–7 процентах случаев ставит ошибочный диагноз здоровым людям.
Рисунок 4. Т-показатель ниже, чем примерно у двух третей молодых женщин, указывает на остеопению. Т-показатель ниже, чем у 99 процентов молодых женщин, указывает на остеопороз.
Допустимый предел погрешности данного диагностического метода – 3–4 процента. Если ваш показатель снизился не более чем на 0,1, не воспринимайте это слишком серьезно, поскольку на точность результатов теста мог повлиять целый ряд внешних факторов. Среди них:
• операция на позвоночнике;
• металлические приспособления (устройства для уменьшения боли; пластинки, стержни или винты для фиксации сломанных костей);
• дефекты позвонков, в том числе возникшие из-за артрита или предыдущих переломов;
• кальцификация кровеносных сосудов, проходящих вблизи позвоночного столба.
Во время беременности ДЭРА-сканирование противопоказано. Даже такие мизерные дозы радиации считаются вредными для плода. Для пациентов с любыми противопоказаниями к ДЭРА-сканированию существуют другие методы диагностики. Периферическая двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (пДЭРА) определяет плотность костной ткани в дистальных костях, таких как кости пальцев, запястий, пяток. Для одноэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (ОЭРА) используется небольшой портативный прибор, похожий на сканер для ДЭРА, но испускающий только один рентгеновский пучок. Он используется для определения плотности костной ткани в пятке или предплечье. Если результат показывает отклонение от нормы, а более точное обследование, например ДЭРА, провести невозможно, то самое разумное решение – назначить пациенту такое же лечение, как в случае положительного результата ДЭРА.
Существуют и другие способы диагностики остеопороза и остеопении. Ультразвуковое исследование, в частности костей голеностопного сустава или запястья, применяется в том случае, когда ДЭРА-сканирование недоступно или не рекомендовано. Магнитно-резонансная томография (МРТ) и компьютерная томография (КТ) сегодня используются для определения качества кости. Они применяются также при специфических обстоятельствах, когда существуют подозрения на другие заболевания в организме, такие, например, как множественная миелома (разновидность рака, затрагивающая в том числе и кости), нарушение обмена веществ либо пищеварения, а также остеомаляция.
Плотность костей и риск перелома
Т-показатель, равный одному стандартному отклонению влево от среднего уровня, соответствует повышению риска перелома бедра примерно в 2–2,6 раза.
Однако нельзя забывать о том, что риск перелома в каждой индивидуальной ситуации зависит и от других факторов:
1. Пол и возраст (см. рис. 5).
2. Качество костей. На сегодняшний день эта область активно исследуется. Новая технология микроМРТ и фрактальный анализ могут позволить ученым установить роль внутренней структуры костей в их устойчивости к переломам.
3. Сенсорные расстройства. Любое нарушение зрения, слуха или чувствительности ступней увеличивает риск падения. Людям с такими проблемами должно быть рекомендовано ношение очков, слуховых аппаратов и вспомогательных устройств. Это особенно актуально для тех, кто страдает остеопорозом.
4. Уровень активности. Более активная повседневная деятельность укрепляет кости, но вместе с тем повышает риск травм и падений. Поэтому тщательно продумывайте физическую нагрузку.
Как и практически любое клиническое состояние, перелом имеет две причины: предрасположенность организма, то есть хрупкость костей; набор составляющих окружающей среды, от которых зависит риск падения. Так, например, водители гоночных автомобилей априори подвергаются повышенному риску переломов независимо от их результатов ДЭРА.
Один из надежных критериев предрасположенности к падениям и их вероятности, шкала падений Морзе, сводит воедино такие факторы, как когнитивный статус пациента, самостоятельность передвижений, любые другие диагнозы, использование капельницы и, естественно, предыдущие случаи падений. На основе этих данных рассчитывается риск перелома. В шкале Каммингса для оценки того же риска используются такие параметры, как физическая и социальная активность, физиологические боли, эмоциональная функция, психическое здоровье и общее состояние организма. Оба метода измеряют подверженность человека падениям и, следовательно, рекомендуемую степень внимания к проблеме укрепления костей.
Рисунок 5. Корреляция между плотностью костной ткани и риском перелома по результатам исследования с участием 39 тысяч пациентов из Европы, Северной Америки и Японии
Ваши союзники в борьбе с переломами
Переломы вследствие падений настолько подрывают здоровье всего организма, что имеет смысл направить все силы на их профилактику. Некоторые риски можно уменьшить, но процесс старения неумолим и неизбежен. Поэтому против него нужно направить другой, более мощный процесс, основными компонентами которого являются:
• Сила. Чем сильнее мышцы, тем выше нагрузка на кости при любом движении. Нагрузка стимулирует активное образование новой костной ткани. Кроме того, более сильное тело эффективнее противостоит земному притяжению, что уменьшает риск падения. Имейте в виду, что мышцы могут оказаться сильнее костей. Однажды к нам на лечение попал цирковой силач, встретивший своего коллегу из другой труппы. Что неудивительно, они решили побороться на руках. В итоге его плечевая кость не выдержала и сломалась в трех местах: совокупная сила их бицепсов (и воли к победе) оказалась сильнее кости.
• Когнитивный статус. Снижение способности распознавать предметы, такие как мебель, автомобили и лестницы, ослабление бдительности и спутанность сознания приводят к падениям с переломами. Снижение физической активности часто идет рука об руку с ухудшением психического состояния.
• Координация движений. Люди с более развитым чувством равновесия реже падают. Простой факт, но о нем важно помнить.
Естественно, все взаимосвязано: чем меньше человек двигается, тем меньше он рискует упасть и что-то себе сломать. Но с увеличением физической активности улучшается координация движений, растет сила мышц и прочность костей (а также их плотность). Если у человека ослаблена психическая функция, он плохо ориентируется в пространстве, чрезвычайно забывчив или легко отвлекается, то для него более высокий уровень активности сопряжен с повышенным риском. Поэтому очень важно подобрать правильный уровень активности с учетом индивидуального состояния пациента.
Глава 2. Кости
Что такое кость?
Костная ткань состоит из двух компонентов: протеинового матрикса, или остеоида, продуцируемого остеоцитами, и накапливающихся в нем минералов. Минеральный компонент представлен преимущественно кальцием и фосфорнокислыми радикалами. В меньшем количестве присутствуют также бикарбонат, цитрат, калий, натрий и магний. Каждый элемент периодически обновляется.
Рисунок 6. Кости представляют собой сложную систему живых клеток, связывающих и питающих их каналов, их белковоподобного секрета и минералов, оседающих внутри белковой структуры.
Кальций и фосфорнокислые радикалы образуют кристалловидную структуру, гидроксиапатит, химическая формула которой Ca10(PО4)6(OH)2.
И белок, и минералы необходимы костям и обеспечивают их основные характеристики. Функция этих элементов становится понятной, когда видишь, что происходит при их недостатке. При остеомаляции, возникающей по причине дефицита кальция, кости становятся мягкими и деформируются, утрачивая способность служить опорой
