לזהות את השבר הבא על רקע גרורות בעצם הירך

מאת: ד"ר אמיר שטרנהיים, מנהל תחום כירורגיה של גרורות לעצמות, היחידה הארצית לאורטופדיה אונקולוגית, המרכז הרפואי תל אביב

מערכת ממוחשבת, מותאמת אישית, מסייעת בזיהוי שברים עתידיים ובמניעתם על רקע גרורות בעצם הירך. כיצד זה עובד? 

לאחרונה הסתיים בבית החולים איכילוב השלב הראשון של מחקר שבו נעשה שימוש במערכת ממוחשבת חדישה, מותאמת אישית, לזיהוי מוקדם ומניעה של שברים במטופלים עם גרורות של סרטן לעצם הירך. המחקר הוא פרי שיתוף פעולה בין בית החולים איכילוב ובין חוקרים מאוניברסיטת בן גוריון שבנגב והסטארט-אפ "פרסימיו". המערכת מבצעת הדמיה במחשב של עצמות הירך של מטופל תחת עומס יומיומי, מנבאת בדיוק רב אזורי חולשה ומספקת מידע כמותי לגבי הסיכון לשבר. השלב הראשון במחקר כלל הערכה של מטופלים שנותחו לאחרונה ובדק את יעילות המערכת. כעת, לאחר הצלחת השלב הראשון, מתחיל השלב הבא במחקר ובו ישתמשו במערכת בזמן אמת ככלי עזר נוסף בקבלת ההחלטה לגבי צורך בניתוח מונע. שברים נוצרים בעצמות כאשר על העצם מופעל במהלך פעילות יומיומית כוח גדול יותר מחוזק העצם. שברים פתולוגיים על רקע גרורות מתפתחים באופן פתאומי בעצמות שאינן בריאות, כיוון שהגרורה פוגעת באופן מקומי בחוזק העצם ומחלישה אותה. הסיכון לשבר פתולוגי (שבר בעצם שאינה בריאה) גדול יותר כאשר מיקום הגרורה הוא בעצמות הארוכות של הרגליים, במיוחד עצם הירך. העומסים המופעלים בזמן הליכה על עצמות אלו מגדילים את הסיכוי לשבר. השבר לרוב קורה בעומסים נמוכים יחסית כמו נפילה, החלקה במקלחת, סיבוב מהיר, מעידה במדרגות או חבלה. המיקום הנפוץ ביותר הוא בקרבת מפרק הירך. שבר של עצם הירך גורם לכאב ניכר, לחוסר יכולת לעמוד וללכת ולצורך בניתוח מיידי לתיקון השבר או החלפת החלק השבור במשתל.

סימנים לשבר פתולוגי בהתהוות

כיצד ניתן לזהות את קבוצת החולים בסיכון שעומדים לשבור את העצם ולנתח אותם מבעוד מועד? יש מספר סימנים המעידים על שבר פתולוגי בהתהוות. הסימן הראשון הוא כאב המופיע בכל פעם שמעמיסים על הרגל משקל. כאב זה מופיע בפעילות כמו עמידה והליכה, והוא מוקל במנוחה. סימנים נוספים הם מיקום הנגע ברגל, המימדים שלו ומידת ההרס שהוא גורם לעצם. זיהוי מוקדם של מטופלים עם סיכון גבוה לשבר מאפשר להציע להם ניתוח מבעוד מועד, וכך נמנע מהם השבר, נחסך הכאב וניתן לשקם את המטופל מהר וטוב יותר לעומת מצב שבו נשברת עצם. מנגד, יש רצון לעשות ניתוח מונע רק למטופלים עם סיכון אמיתי גבוה לשבר. כיום, ההחלטה על ניתוח מניעתי מתקבלת על ידי מנתח מומחה באורתופדיה אונקולוגית על סמך התרשמות קלינית, בדיקה ובחינה של צילומי ירך ו-CT ירכיים. עד לאחרונה חסרה בדיקה שמודדת בדיוק גבוה ובהתבסס על מדדים מדעיים את חוזק העצם ואת הסיכון לשבר.

טכנולוגיה להערכת סיכון לשברים

בשנים האחרונות פותחו טכנולוגיות חדשות עם פוטנציאל לזהות בצורה מדויקת יותר אילו חולים מועדים לשבר (Patient specific high order CT based finite element analysis). פרופ׳ זהר יוסיבאש וד"ר ניר טרבלסי פיתחו סימולציית מחשב שמתבססת על CT של מטופל, לאחר מחקר על עצמות שארך יותר מ-15 שנה במסגרת סטארט-אפ בשם "פרסימיו". הבדיקה מודדת את חוזק העצם עם גרורות תחת עומסים שונים ובהשוואה לעצם הירך השנייה של המטופל. בדומה לסימולציות של חוזק מבנים, מתייחסים לעצם המטופל כאל מבנה (בעל מבנה מסובך ותכונות שמשתנות) ועליו מפעילים כוחות העמסה ככיפוף, מתיחה וסיבוב בדומה לפעילות יומיומית, כדי לנתח מהו העומס המוביל לשבירת העצם.

לצורך הערכת הסיכון לשבר, הרופא המטפל מזמין בדיקת CT של עצמות הירך. את בדיקת ה-CT משחזרים לעצם ירך תלת מימדית, את השחזור הופכים למודל מדויק של העצם ואותו מחלקים לאלמנטים קטנים בצורת פירמידות משולשות תלת מימדיות. בשלב הבא מעמיסים את העצם על פי משקל המטופל ומדמים מצב של הליכה וירידה במדרגות. המערכת מייצרת מפת עומסים וחוזק לכל נקודה בעצם לגבי מתיחה ולחיצה וניתן לבדוק אם העומסים בכל נקודה בעצם עוברים או לא את החוזק הנקודתי ולכן להעריך את הסיכון לשבר. כל המידע משוקלל בסוף לאחת מתוך ארבע רמות סיכון לשבר והוא ניתן כדו״ח למנתח. הכוונה היא להשתמש בבדיקה ככלי עזר להחלטה לגבי ניתוח, בנוסף לכלים המקובלים כיום של בדיקה גופנית ובחינה של צילום ו-CT.

בשנת 2014 פורסם מאמר מרכזי שעסק בבחינת רמת הדיוק של המערכת במעבדה, בעצמות ירך עם גרורות. בעבודה בוצעה הערכה לגבי העומס שיגרום לשבר בעצם, סוג ומיקום השבר על סמך CT של אותה עצם. במקביל, במעבדה באירופה בדקו את העצם במעבדה ביומכנית ונמצא דיוק רב של המערכת. המחקר פורסם בעיתון האורתופדי המוביל בעולם לעניין מחקר מעבדה באורתופדיה.

השנה הוצגו תוצאות המחקר הקליני הראשוני במטופלים עם גרורות לעצם הירך בשני כנסים בינלאומיים גדולים וזכו לעניין רב. במחקר נכללו 50 מטופלים. חמישה מטופלים הגיעו לבית החולים עם שבר בירך על רקע גרורה והיה בידם CT עדכני של הירך לפני שבר. האנליזה הראתה שבכל חמשת המקרים ניתן היה לחזות את הסיכון המוגבר לשבר. בנוסף, מתוך 45 מטופלים שהומלץ להם ניתוח, היתה קבוצה (25%) של חולים שהסיכון שלהם לשבר היה נמוך מאוד וייתכן שניתן היה להימנע מניתוח במקרים אלה.

הכוונה היא להיעזר באנליזה כדי לזהות את המטופלים עם סיכון מוגבר לשבר ולנתח אותם לפני שהשבר מתרחש. מאידך, המטרה היא להימנע מלנתח את אלה שאינם נמצאים בסכנה מיידית לשבר ולחסוך כך ניתוח מיותר. למערכת ממוחשבת זו יש פוטנציאל לשפר את הטיפול הניתן לחולים עם גרורות ביחידה הארצית לאורתופדיה אונקולוגית בבית החולים איכילוב, ואנו נמצאים בתהליך ביצוע ניסוי קליני פרוספקטיבי לפני תחילת שימוש רוטיני במערכת.

איור 1. הדמיית CT משמאל עם חתכים אקסיאלים של עצמות הירך (a) משוחזרת למבנה תלת מימד של עצמות הירך. לידה, הדמיה של חלוקת העומסים בעצמות (b). סימולצית העמסה ממוחשבת מדמה הליכה (c) והתוצאה המתקבלת במפת עומסים של לחיצה בשתי עצמות הירך (d).

איור 2. צילום סקירה של בדיקת CT של מטופלת עם גרורה מסרטן שד לאמצע עצם ירך ימין. משקלה של המטופלת 120 ק"ג. שינויים משמעותיים בעצם ומשקל עודף מקשים על הערכת הסיכון לשבר במטופלת זו. סימולציית העמסה לשתי עצמות הירך מדגימה סיכוי נמוך לשבר בשונה מההערכה הקלינית והרנטגנית של המטופלת.