Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ОЦЕНКА АНАТОМО-АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОСТНЫХ СТРУКТУР ПОЗВОНКОВ У ДЕТЕЙ С ИДИОПАТИЧЕСКИМ СКОЛИОЗОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАВИГАЦИИ

Кокушин Д.Н. 1 Виссарионов С.В. 1 Барт В.А. 2
1 ФГБУ НИДОИ им. Г.И. Турнера Минздрава России
2 СПбГУ
Проведена оценка анатомо-антропометрических параметров позвонков у детей с идиопатическим сколиозом грудной локализации с применением навигационной установки. Определяли угол основной дуги сколиотической деформации, ротацию апикального и периапикальных позвонков, внешний поперечный и продольный диаметр корней дуг позвонков с уровня Th2 до L5 позвонка и коэффициенты асимметрии костных структур позвонков. Обнаружена сильная корреляционная связь между величиной ротацией апикального позвонка, основным углом сколиотической деформации и коэффициентом асимметрии продольных диаметров корней дуг вершинного позвонка. Впервые выявлена закономерность, заключающаяся в значительной асимметрии правых и левых поперечных диаметров корней дуг позвонков верхнегрудного отдела позвоночника на уровне Th3-Th4 позвонков, вне зоны основной дуги искривления.
идиопатический сколиоз
анатомо-антропометрические параметры
ротация апикального позвонка
транспедикулярная фиксация
дети
1. Виссарионов С.В., Кокушин Д.Н., Дроздецкий А.П., Белянчиков С.М. Варианты коррекции деформации позвоночника у детей с идиопатическим сколиозом грудной локализации // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. – 2012. – № 3. – С. 9–13.
2. Виссарионов С.В., Дроздецкий А.П., Кокушин Д.Н., Белянчиков С.М. Коррекция идиопатического сколиоза у детей под контролем 3D-КТ-навигации // Хирургия позвоночника. – 2012. – № 2. – С. 30–36.
3. Виссарионов С.В. Технологии коррекции деформаций позвоночника транспедикулярными спинальными системами у детей с идиопатическим сколиозом // Хирургия позвоночника. – 2013. – № 1. – С. 21–27.
4. Виссарионов С.В., Белянчиков С.М., Кокушин Д.Н., Мурашко В.В., Соболев А.В., Козырев А.С., Иванов М.Д., Сюндюков А.Р. Результаты коррекции деформации позвоночника транспедикулярными спинальными системами у детей с идиопатическим сколиозом // Хирургия позвоночника. – 2013. – № 3. – С. 30–37.
5. Виссарионов С.В., Кокушин Д.Н., Белянчиков С.М., Мурашко В.В., Надиров Н.Н. Хирургическое лечение деформаций позвоночника у детей с идиопатическим сколиозом транспедикулярными спинальными системами // Пособие для врачей. – СПб.: 2014. – 40с.
6. Catan H, Buluc L, Anik Y, et al. Pedicle morphology of the thoracic spine in preadolescent idiopathic scoliosis: magnetic resonance supported analysis // Eur Spine J. – 2007. – Vol. 16. – P.1203 – 1208.
7. Liljenqvist U, Halm H, Link Th. Pedicle screw instrumentation of the thoracic spine in idiopathic scoliosis // Spine. – 1997. Vol.22. – P.2239–2245.
8. Liljenqvist U.R., Link T.M., Halm H.F. Morphometric analysis of thoracic and lumbar vertebrae in idiopathic scoliosis // Spine. – 2000. – Vol. 25. – №10. – P.1247-1253.
9. Parent S., Labelle H., Skalli W., Latimer B., de Guise J. Morphometric analysis of anatomic scoliotic specimens // Spine. – 2002. – Vol. 27. – № 21. – P.2305-2311.
10. Suk S. I., Lee C.K., Kim W.J., et al. Segmental pedicle screw fixation in the treatment of thoracic idiopathic scoliosis // Spine. – 1995. – Vol. 20. – № 12. – P.1399 – 1405.
11. Vaccaro A, Rizzolo S, Allardyce T, et al. Placement of pedicle screws in the thoracic spine. Part I: Morphometric analysis of the thoracic vertebrae // J BoneJoint Surg [Am]. – 1995. – Vol. 77. – P.1193–1199.
12. Zindrick MR, Wiltse LL, Doornik A, et al. Analysis of the morphometric characteristics of the thoracic and lumbar pedicles // Spine. – 1987. – Vol. 12. – P.160–166.

Оперативное лечение детей с идиопатическим сколиозом остается актуальной проблемой до настоящего времени. В последние годы отмечено активное развитие и совершенствование технологий хирургической коррекции деформации позвоночника у пациентов с идиопатическим сколиозом. С целью исправления деформации позвоночника у детей с идиопатическим сколиозом все чаще используются металлоконструкции с транспедикулярными опорными элементами по сравнению с другими спинальными системами. Преимущества применения металлоконструкций с транспедикулярными винтами обусловлены возможностью воздействия на все три колонны позвоночного столба при проведении корригирующих манипуляций во время исправления деформации позвоночника, достижением полноценной, практически радикальной, коррекции, истинной деротации апикального позвонка и сохранением надежной стабилизации достигнутого результата в отдаленный период наблюдения [1, 2, 3, 4, 5, 7, 10]. После начала активного использования транспедикулярной фиксации у пациентов с деформациями позвоночника, встал вопрос о возможности проведения транспедикулярных опорных элементов в тела позвонков, обусловленных анатомо-антропометрическими особенностями корней дуг. В литературе имеются исследования, посвященные нормальной анатомии позвонков и оценке их анатомо-антропометрических параметров с точки зрения применения транспедикулярной фиксации [11, 12]. В последние годы появились работы, в которых авторы проводили оценку анатомо-антропометрических параметров деформированных позвонков при идиопатическом сколиозе на кадаверном материале, а также на основании данных компьютерной и магнитно-резонансной томографии позвоночника [6, 8, 9].

Целью исследования явилась оценка анатомо-антропометрических особенностей позвонков в основной дуге деформации, а также анализу взаимосвязей этих параметров с величиной сколиотической дуги и ротации апикального позвонка у детей с идиопатическим сколиозом грудной локализации на основании данных компьютерной томографии позвоночника в навигационной станции.

Материалы и методы исследования

Проведено исследование у 20 пациентов (18 девочек и 2 мальчика) в возрасте от 14 до 18 лет с правосторонним идиопатическим сколиозом грудной локализации 3 и 4 степени. Оценку анатомо-антропометрических особенностей позвонков грудного и поясничного отделов позвоночника осуществляли на основании данных, полученных при КТ-сканировании. Исследование выполняли на компьютерном томографе «Brilliance CT64» (Philips-USA). КТ-сканы осуществляли с толщиной среза 1 мм, которые затем импортировали при помощи носителя в навигационную систему, в которой выполняли все измерения [2]. Определяли угол основной дуги сколиотической деформации, ротацию апикального позвонка (РАП), ротацию проксимального (РППП) и дистального (РДПП) периапикальных позвонков, внешний поперечный (trd) и продольный диаметр (lngd) правых (R) и левых (L) корней дуг позвонков с уровня Th2 до L5 позвонка. Рассчитывали площади правого (SR) и левого корня дуги (SL) как произведение поперечного диаметра корня дуги на его продольный диаметр. В ходе исследования рассчитывали КАtrd – коэффициент асимметрии поперечных диаметров корней дуг позвонка, определяемый как отношение trdR к trdL; КАlng – коэффициент асимметрии продольных диаметров корней дуг позвонка, определяемый как отношение lngdR к lngdL и КАS – коэффициент асимметрии площадей корней дуг позвонка, определяемый как отношение SR к SL.

Описательные статистики были вычислены для сопоставления всех исследуемых анатомо-антропометрических характеристик позвонков и различных коэффициентов асимметрии. Для проверки нормальности маргинальных распределений применялся критерий Колмогорова-Смирнова. Корреляционный анализ и метод корреляционных плеяд В.П. Терентьева были применены для выявления закономерностей связей между характеристиками.

Результаты исследования и их обсуждение

Согласно данным исследования угол сколиотической деформации определенный по вышеописанной методике, составил от 33,7° до 107,9° (среднее – 61,4°). Угол РАП колебался от 9,3° до 40,2° (среднее – 21,09°), угол РППП – от 2,1° до 36,6° (среднее – 17,69°), угол РДПП находился в пределах от 6,3° до 30,0° (среднее – 17,13°). Абсолютные значения поперечных и продольных диаметров корней дуг позвонков, площадей корней дуг и их коэффициентов асимметрии представлены в табл. 1, 2 и 3.

Таблица 1

Размеры поперечных диаметров корней дуг и коэффициент их асимметрии

 

trdR, мм

trdL, мм

КАtrd

Th2

5,3 ± 0,9

6,5 ± 0,9

0,82 (0,54 – 0,98)

Th3

3,3 ± 1,0

5,3 ± 1,1

0,63 (0,25 – 1,00)

Th4

2,9 ± 0,8

4,6 ± 0,8

0,60 (0,30 – 1,30)

Th5

3,5 ± 1,0

4,5 ± 1,1

0,76 (0,33 – 2,55)

Th6

4,4 ± 1,1

4,2 ± 1,2

0,98 (0,57 – 2,22)

Th7

4,8 ± 1,0

3,6 ± 1,2

1,31 (0,72 – 3,11)

Th8

5,1 ± 0,7

3,6 ± 1,0

1,38 (0,93 – 2,45)

Th9

5,6 ± 0,9

4,3 ± 1,2

1,33 (0,86 – 2,30)

Th10

6,4 ± 1,3

5,1 ± 1,3

1,27 (0,84 – 1,69)

Th11

7,3 ± 1,2

6,8 ± 1,4

1,06 (0,82 – 1,97)

Th12

7,0 ± 1,0

7,4 ± 1,0

0,91 (0,79 – 1,27)

L1

6,1 ± 1,6

6,2 ± 1,4

0,96 (0,59 – 1,50)

L2

6,2 ± 1,7

6,3 ± 1,2

0,95 (0,59 – 1,41)

L3

8,5 ± 1,7

7,9 ± 1,2

1,11 (0,79 – 1,33)

L4

10,4 ± 1,9

10,3 ± 1,5

0,97 (0,76 – 1,73)

L5

14,5 ± 2,0

15,6 ± 2,1

0,93 (0,74 – 1,38)

Таблица 2

Размеры продольных диаметров корней дуг и коэффициент их асимметрии

 

lngdR, мм

lngdL, мм

КАlngd

Th2

10,6 ± 1,6

11,5 ± 1,6

0,91 (0,80 – 1,04)

Th3

10,7 ± 1,3

12,0 ± 1,7

0,90 (0,66 – 1,17)

Th4

10,9 ± 1,3

10,8 ± 1,5

0,98 (0,85 – 1,31)

Th5

11,6 ± 1,2

10,1 ± 1,3

1,11 (0,95 – 1,59)

Th6

12,6 ± 1,5

9,7 ± 1,3

1,30 (1,03 – 1,58)

Th7

12,7 ± 1,5

9,7 ± 1,8

1,31 (1,01 – 1,90)

Th8

13,3 ± 1,6

10,2 ± 1,4

1,32 (1,04 – 1,67)

Th9

13,8 ± 1,7

11,8 ± 1,6

1,12 (0,74 – 1,66)

Th10

15,6 ± 1,7

14,8 ± 1,9

1,02 (0,90 – 1,50)

Th11

16,7 ± 2,4

17,3 ± 1,7

0,96 (0,73 – 1,24)

Th12

15,7 ± 1,9

16,8 ± 2,1

0,92 (0,87 – 1,04)

L1

14,3 ± 1,3

14,8 ± 2,0

0,96 (0,84 – 1,38)

L2

13,5 ± 1,1

14,6 ± 1,0

0,94 (0,79 – 1,04)

L3

13,9 ± 1,0

14,3 ± 1,0

0,97 (0,91 – 1,15)

L4

13,3 ± 0,9

13,3 ± 1,2

1,00 (0,86 – 1,16)

L5

12,9 ± 2,4

12,7 ± 2,1

1,02 (0,90 – 1,25)

Таблица 3

Произведение поперечных и продольных диаметров корней дуг и коэффициент их асимметрии

 

SR, мм2

SL, мм2

КАS

Th2

56,2 ± 15,2

75,6 ± 17,0

0,76 (0,44 – 1,02)

Th3

36,4 ± 12,9

64,7 ± 18,5

0,57 (0,21 – 1,07)

Th4

31,8 ± 10,5

50,5 ± 13,2

0,59 (0,29 – 1,70)

Th5

41,1 ± 13,1

46,2 ± 14,4

0,77 (0,32 – 3,92)

Th6

55,1 ± 15,7

41,3 ± 15,8

1,29 (0,67 – 3,08)

Th7

60,7 ± 15,9

36,6 ± 16,9

1,76 (0,80 – 4,73)

Th8

68,0 ± 13,7

37,1 ± 12,8

1,94 (1,15 – 3,88)

Th9

78,0 ± 17,0

51,8 ± 19,0

1,55 (0,73 – 3,09)

Th10

100,0 ± 26,2

76,3 ± 29,0

1,28 (0,78 – 2,53)

Th11

121,3 ± 27,8

118,1 ± 31,0

0,97 (0,68 – 2,21)

Th12

110,2 ± 26,9

125,3 ± 27,9

0,88 (0,73 – 1,18)

L1

87,0 ± 27,5

93,0 ± 28,2

0,93 (0,50 – 2,06)

L2

83,8 ± 25,1

92,0 ± 20,8

0,87 (0,61 – 1,36)

L3

118,6 ± 24,9

112,9 ± 21,7

1,08 (0,76 – 1,29)

L4

138,9 ± 27,6

136,8 ± 23,7

0,99 (0,72 – 1,48)

L5

187,8 ± 46,3

199,2 ± 41,4

0,94 (0,67 – 1,27)

Для значений поперечных и продольных диаметров корней дуг, их площадей данные в таблицах представлены в виде – среднее ± стандартное отклонение; для значений коэффициентов асимметрии данные представлены в виде – медиана, минимум – максимум.

В верхнегрудном отделе позвоночника значения trdR уменьшались с уровня позвонка Th2 (5,3±0,9 мм), достигая минимальных на уровне позвонка Th4 (2,9 ± 0,8 мм), затем происходило увеличение размеров в кранио-каудальном направлении, достигавшее своего максимума на уровне позвонка Th11 (16,7 ± 2,4 мм). Далее происходило небольшое уменьшение значения до уровня позвонка L1 (6,1 ± 1,6 мм). Для значений trdL отмечалось более плавное уменьшение размеров с уровня позвонка Th2 (6,5±0,9 мм) с достижением минимальных значений на уровне позвонка Th7 (3,6±1,2 мм). Далее trdL увеличивался по направлению к позвонку Th12, достигая значения 7,4±1,0 мм. Необходимо отметить, что направленность изменений размеров trdR и trdL для позвонков поясничного отдела позвоночника была схожей и характеризовалась нарастанием размеров поперечных диаметров корней дуг в кранио-каудальном направлении с достижением максимальных значений на уровне позвонка L5. Значение lngdR в грудном отделе позвоночника плавно увеличивалось в кранио-каудальном направлении с уровня позвонка Th2 (10,6±1,6 мм), достигая своего максимума на уровне позвонка Th11 (16,7 ± 2,4 мм), затем происходило небольшое уменьшение значения на уровне позвонка Th12 (15,7 ± 1,9 мм). Отмечалось уменьшение размеров lngdL с уровня позвонка Th2 (11,5±1,6 мм) с достижением минимальных значений на уровне позвонка Th7 (9,7±1,8 мм), далее lngdL увеличивался в кранио-каудальном направлении, достигая своего максимального значения на уровне позвонка Th11 (17,3±1,7 мм). Зависимости продольных диаметров правых и левых корней дуг от положения позвонка в поясничном отделе позвоночника были схожими и характеризовались уменьшением своих значений в кранио-каудальном направлении с достижением минимальных значений на уровне позвонка L5. КАtrd имел максимальные отклонения от единицы на уровне позвонка Th4 – 0,60 (0,30-1,30) и Th8 – 1,38 (0,93-2,45). КАlngd в верхнегрудном отделе позвоночника имел значения близкие к единице, постепенно увеличиваясь и достигая максимального значения (максимальной асимметрии) на уровне позвонков Th7-Th8 – 1,31-1,32, с последующим уменьшением в каудальном направлении. В поясничном отделе значения КАtrd и КАlngd находились близко к единице, характеризуя тем самым отсутствие выраженных структуральных изменений. Значение SR уменьшалось с уровня позвонка Th2 (56,2±15,2 мм2), достигая минимума на уровне позвонка Th4 (31,8 ± 10,5 мм2), затем происходило его увеличение в кранио-каудальном направлении, достигавшее своего максимума на уровне позвонка Th11 (121,3 ± 27,8 мм2). Далее происходило уменьшение значения SR до уровня позвонка L2 (83,8 ± 25,1 мм2), с последующим увеличением в каудальных сегментах поясничного отдела позвоночника. Значение SL плавно уменьшалось с уровня позвонка Th2 (75,6±17,0 мм2), достигая минимального на уровне позвонка Th7 (36,6 ± 16,9 мм2), в последующем происходило его увеличение в кранио-каудальном направлении, достигавшее своего максимума на уровне позвонка Th12 (125,3 ± 27,9 мм2). Далее происходило уменьшение значения SL до уровня позвонка L2 (92,0 ± 20,2 мм2), с последующим увеличением в каудальных сегментах поясничного отдела позвоночника. Значения КАS имели максимальные отклонения от единицы на уровне позвонка Th4 – 0,59 (0,29-1,70) и Th8 – 1,94 (1,15–3,88), с последующим приближением к единице в каудальном направлении. В поясничном отделе значения КАS находились близко к единице, характеризуя тем самым отсутствие выраженных структуральных изменений.

Корреляционный анализ методом корреляционных плеяд В.П.Терентьева был проведен для десяти признаков: угла сколиоза и еще девяти анатомо-антропометрических характеристик апикального позвонка (рис. 1).

kokus1.tif

Рис. 1. Диаграмма корреляционных плеяд по Терентьеву. Сплошная линия соответствует значениям коэффициента корреляции Пирсона r , по модулю превышающим 0,7: |r| > 0,7. Пунктир соответствует диапазону: 0,5 < |r| < 0,7 . Толщина линий пропорциональна соответствующим значениям модуля r

На диаграмме отмечены связи признаков, коэффициент корреляции r которых значимо отличается от нуля на уровне значимости P < 0,05.

Выделяется плеяда уровня |r|> 0,7 (сплошная линия на рис. 1), состоящая из признаков РАП, угол сколиоза и КАlng. Это подчеркивает клиническую значимость связи между ротацией АП как локальной характеристикой пространственного положения позвонка, углом сколиоза по Cobb как глобальной характеристикой и соотношением продольных диаметров корней дуг АП как отражением структуральной деформации самого АП. Спускаясь до уровня плеяд |r|> 0,5 (пунктир на рис. 1), к указанной плеяде прибавляется признак АП lngd L. Выделяются сильные корреляции между коэффициентом асимметрии площадей корней дуг и коэффициентом асимметрии поперечных диаметров корней дуг и поперечным диаметром левого корня дуги апикального позвонка, которые на уровне |r|> 0,5 образуют плеяду.

Необходимо подчеркнуть выявленную нами закономерность, заключающуюся в выраженной асимметрии правых и левых поперечных диаметров корней дуг позвонков верхнегрудного отдела позвоночника на уровне Th3-Th4 у пациентов с правосторонним идиопатическим сколиозом грудной локализации, несмотря на отсутствие структуральной компенсаторной противодуги и торсионных изменений этих позвонков. У всех пациентов, вошедших в группу данного исследования, отмечалось преобладание размеров поперечных диаметров левых корней дуг позвонков над правыми, подтверждавшееся их коэффициентом асимметрии, медиана которого для уровня Th3 и Th4 позвонков составила 0,60-0,63. Согласно полученным результатам отмечено, чем больше угол сколиотической дуги деформации, тем больше величина ротации и более выраженный коэффициент асимметрии продольных диаметров корней дуг апикального позвонка. Одновременно с этим необходимо обратить внимание на отсутствие корреляционной связи величины угла сколиотического искривления и РАП с размером поперечного диаметра левого корня дуги и коэффициентом асимметрии поперечных диаметров апикального позвонка. Таким образом, можно утверждать, что выявленная сильная корреляционная связь между величиной основной дуги деформации, ротацией апикального позвонка и коэффициентом асимметрии продольных диаметров корней дуг на его уровне у детей с правосторонним идиопатическим сколиозом грудной локализации отражает закономерности формирования и развития структуральных изменений, происходящих в позвонках, в результате сколиотического процесса.

Заключение

В ходе исследования выявлена сильная корреляционная связь между значением основной сколиотической дуги деформации и коэффициентом асимметрии продольных диаметров корней дуг апикального позвонка у детей с правосторонним идиопатическим сколиозом грудной локализации. Вместе с этим, наблюдается отсутствие корреляции между углом сколиотического искривления и коэффициентом асимметрии поперечных диаметров корней дуг апикального позвонка. Впервые выявлена уникальная закономерность, заключающаяся в выраженной асимметрии правых и левых поперечных диаметров корней дуг на уровне Th3-Th4 позвонков с преобладанием абсолютных и относительных показателей поперечных диаметров левых корней дуг позвонков над правыми у пациентов с данным типом деформации. Эти изменения встречались у пациентов во всех наблюдениях, несмотря на отсутствие структуральной компенсаторной противодуги и торсионных изменений позвонков верхнегрудного отдела.


Библиографическая ссылка

Кокушин Д.Н., Виссарионов С.В., Барт В.А. ОЦЕНКА АНАТОМО-АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОСТНЫХ СТРУКТУР ПОЗВОНКОВ У ДЕТЕЙ С ИДИОПАТИЧЕСКИМ СКОЛИОЗОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАВИГАЦИИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 11-2. – С. 207-211;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7707 (дата обращения: 22.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074