Статья: Влияние выполнения остеотомии таза на ключевые параметры пельвиосакральных отношений: исследование на экспериментальной 3D-модели

Влияние выполнения остеотомии таза на ключевые параметры пельвиосакральных отношений: исследование на экспериментальной 3D-модели

Хусаинов Н.О., Кокушин Д.Н., Познович М.С., Хальчицкий С.Е., Виссарионов С.В.

В связи с возрастающим интересом к проблеме восстановления и сохранения сагиттального баланса при различных патологических состояниях позвоночного столба актуальным является пересмотр отношения к ряду из них через призму накопленных знаний. В частности, при такой патологии, как спондилолистез, наиболее вероятным этиологическим фактором может являться имеющееся нарушение параметров пельвиосакральных отношений. Ряд авторов демонстрируют существенные отличия значения PI (pelvic incidence) у пациентов данной группы в сравнении с популяцией. Кроме того, существует корреляция между значениями позвоночно-тазовых параметров и качеством жизни в послеоперационном периоде. Известно, что традиционно выполняемые хирургические вмешательства: декомпрессия, редукция и стабилизация - позволяют воздействовать на величину угла наклона таза (PT - pelvic tilt) и замыкательной пластинки крестца (SS - sacral slope), но значения PI при этом не изменяются. Учитывая имеющиеся данные, целесообразно рассмотреть такие виды хирургических вмешательств, которые позволили бы эффективно влиять на данный параметр. К ним относятся, в частности, остеотомии таза.

В нашем экспериментальном исследовании была использована пластиковая 3Д-модель таза реальной пациентки со спондилолизным спондилолистезом 3-й степени по Meyrding. Проводили рентгенографию и расчет основных параметров (PI, P^ SS) нативной модели, а также после выполнения 4 видов остеотомии таза. В результате ни один из вариантов остеотомии не позволил привести значение PI к норме. В исследовании продемонстрирована взаимосвязь между величиной PI и расстоянием между центром ротации головок бедер и замыкательной пластинкой S1. Одним из возможных вмешательств, направленных на изменение PI, может стать транспозиция вертлужной впадины после выполнения тройной остеотомии таза, однако этот вопрос требует дальнейшего изучения.

Ключевые слова: спондилолистез, остеотомия таза, сагиттальный баланс, дети.

Influence of pelvic osteotomies on key sacropelvic parameters: study with an experimental 3D model

Khusainov N.O., Kokushin D.N., Poznovich M.S., Khalchitskiy S.E., Vissarionov S.V.

Due to the rising interest on a problem of sagittal balance restoration and preservation in different types of spinal pathology the time has come for reevaluation of our view on some of those through the prism of accumulated knowledge. Particularly for such pathologic condition as spondylolistheis there is no doubt that abnormal pelviosacral parameters might be one of the most probable etiologic factors. Several studies show that PI (pelvic incidence) values differ significantly in these patients as compared to healthy individuals. Moreover there is a correlation between post-operative values of sacropelvic parameters and health-related quality of life. It is well- known that traditional steps of surgical treatment such as decompression, reduction and fusion may influence only at PT (pelvic tilt) and SS (sacral slope) values but PI values remain unchanged.

Taken into account this given information it is reasonable to review such surgical options which would allow one to effectively manage with this particular parameter. In example pelvic osteotomies can be such option. In our experimental study plastic 3D model of a real patient pelvis with high-grade (Meyrding 3) isthmic spondylolisthesis was used. Main sacropelvic parameters (PI, PT and SS) were calculated using x-ray data in a native model and after performing 4 different types of pelvic osteotomies. As a result none of the types of osteotomies performed allowed PI normalization. We were able to show correlation of PI value and the distance between center of the femoral head rotation and S1 plate. Transposition of the acetabulum after triple pelvic osteotomy may be one of the possible surgical techniques which potentially can change PI, but this requires further investigation.

Keywords: spondylolisthesis, pelvic osteotomy, sagittal balance, children.

Изучение параметров позвоночно-тазовых соотношений в развитии заболеваний позвоночного столба, в частности спондилолистеза, имеет важное значение для определения хирургической тактики и оценки результатов проведенного лечения. Многие авторы неоднократно демонстрировали значимые отличия от нормы основных параметров, характеризующих морфологию позвоночно-тазового комплекса и его пространственные особенности, у пациентов со спондилолистезом [1, 2].

Известно, что при отсутствии достижения нормальных значений параметров сагиттального баланса после выполнения хирургических вмешательств повышается частота развития таких осложнений, как формирование псведоартроза, контактного кифоза и дестабилизация металлоконструкции [3]. При проведении оценки отдаленных результатов и сравнении качества жизни оперированных пациентов ряд авторов демонстрируют большую удовлетворенность проведенным лечением среди пациентов с восстановленными параметрами сагиттального баланса [4-6].

Целями хирургического лечения пациентов со спондилолистезом традиционно являются: декомпрессия невральных структур, редукция (дискутабельно) и стабилизация позвоночно-двигательного сегмента [7]. Развитие хирургической техники и современных спинальных конструкций обеспечивает возможность достижения всех перечисленных целей, позволяя воздействовать на ряд параметров сагиттального баланса, таких как поясничный лордоз (LL), угол наклона крестца (SS), угол наклона таза (PT) [8]. Однако один из ключевых параметров pelvic incidence (PI), являющийся индивидуальным для каждого пациента, не изменяется в результате выполняемых манипуляций [9]. В связи с имеющимися данными о взаимосвязи между значением PI и наличием, а также степенью спондилолистеза логичным представляется выполнение таких хирургических вмешательств, которые позволили бы эффективно корректировать патологические значения PI. Различные варианты остеотомий таза потенциально должны приводить к изменению значения всех основных параметров позвоночно-тазовых соотношений, однако опыт их применения, согласно данным литературы, очень ограничен и не превышает нескольких наблюдений [10].

Целью нашего исследования явилось описание влияния выполнения различных остеотомий таза на экспериментальной 3D-модели на значения позвоночно-тазовых параметров, в частности PI.

Материалом для проведения исследования явилась модель таза и L5 позвонка пациентки, получавшей в отделении хирургическое лечение в связи с наличием спондилолистеза 3-й степени по Meyrding (IIb тип по классификации Wiltse, 6-й тип по классификации SDSG), изготовленная с применением аддитивных технологий на основании данных предоперационной МСКТ.

После изготовления и сборки были выполнены фотосъемка, а затем рентгенография полученного образца в боковой проекции с использованием цифрового рентгенодиагностического аппарата фирмы «Philips» для расчета исходных параметров.

Стабилизацию образца в пространстве обеспечивали с использованием пластикового бруска. По данным рентгенографии проводили измерение основных параметров: угла наклона таза (PT), угла наклона крестца (SS), pelvic incidence (PI). Также проводили измерение расстояния от центра ротации тазобедренных суставов до середины верхней замыкательной пластинки S1 (расстояние 1) и расстояния между центром ротации тазобедренных суставов и линией отвеса, опущенного от середины верхней замыкательной пластинки S1 (расстояние 2). Последние обозначенные величины позволили нам охарактеризовать изменение положения тазобедренных суставов относительно крестца.

Затем последовательно были выполнены различные варианты остеотомии таза билатерально с последующей фиксацией фрагментов таза спицами:

- остеотомия подвздошной кости по Salter с использованием трансплантата;

- остеотомия подвздошной кости без использования трансплантата с трансляцией дистального фрагмента дорсально;

- «обратная остеотомия по Salter» с внедрением трансплантата в зоне задней колонны тазового кольца;

- закрытоугольная остеотомия подвздошной кости с иссечением клина с основанием величиной 1,0 см, обращенным кпереди, и трансляцией дистального фрагмента дорсально.

После выполнения каждого варианта остеотомии проводили фотосъемку, а затем рентгенографию образца в боковой проекции с использованием цифрового рентгенодиагностического аппарата фирмы «Philips» и вновь рассчитывали указанные параметры (рис. 1). Полученные результаты сравнивали между собой без проведения статистической обработки ввиду малого количества данных.

Рис. 1. А - фото и рентгенограмма модели после выполнения остеотомии таза по Salter; Б - фото и рентгенограмма модели после выполнения остеотомии без использования трансплантата с трансляцией дистального фрагмента дорсально; В - фото и рентгенограмма модели после выполнения «обратной остеотомии по Salter»; Г - фото и рентгенограмма модели после выполнения закрытоугольной остеотомии и трансляции дистального фрагмента дорсально

При сравнении результатов измерений, полученных на основании анализа рентгенограмм пациентки и рентгенограмм нативной 3 D-модели, выявлено соответствие измеряемых параметров позвоночно-тазовых соотношений в обоих случая, что позволило трактовать изготовленный образец как сравнимый с оригиналом (рис. 2).

Рис. 2. А - рентгенограмма пациентки с расчетом основных параметров; Б - рентгенограмма нативной ЗD-модели с расчетом исследуемых параметров

Полученные результаты измерений, проведенных после выполнения остеотомий таза, представлены в таблице.

Таблица 1 Результаты измерения параметров позвоночно-тазовых соотношений на этапах выполнения исследования

После выполнения остеотомии подвздошной кости по Salter ввиду изменения формы модели потребовалось уменьшение высоты стабилизирующего бруска, в дальнейшем высоту бруска не меняли. Это значительным образом отразилось на величинах PT (46,8° vs 32,6°) и SS (16,8° vs 32,3°), кроме того, наблюдали заметное увеличение расстояния 2 (10,73 см vs 7,32 см), что объясняется изменением установки образца. Однако, несмотря на все вышеперечисленное, величина PI не изменилась (64,7° vs 64°), не наблюдали и значимого изменения расстояния 1 (14,63 см vs 13,68 см), что свидетельствовало о сохранении прежнего положения тазобедренных суставов относительно крестца.

Дорсальная трансляция дистального фрагмента таза после остеотомии также не привела к значимому изменению величины PI (62° vs 64°), параметров PT (42,7° vs 46,8° vs 32,6°) и SS (19,6° vs 16,8° vs 32,3°) в сравнении с нативной моделью и с предшествующим вариантом остеотомии - незначительные изменения, вероятно, были связаны с погрешностью при установке образца. Расстояние 1 и расстояние 2 также не изменились значительно.

После выполнения «обратной остеотомии по Salter» наблюдали наиболее заметные изменения всех оцениваемых параметров: увеличение расстояния 1 до 16,08 см, расстояния 2 до 12,21 см, увеличение PI до 79,1°, PT до 49,5° и SS до 29,4°. Отмеченные при данном варианте остеотомии изменения PI и расстояния 1 свидетельствовали о том, что нам удалось значимо повлиять на параметр PI, лишь удалив центр ротации тазобедренных суставов от крестца.

Последний вариант закрытоугольной остеотомии с трансляцией фрагмента таза дорсально был выполнен как попытка одновременного уменьшения угла наклона таза и приближения тазобедренных суставов к крестцу. Однако величина PI не только не нормализовалась, но, наоборот, увеличилась (76,3° vs 64°). Интересной особенностью явилось то, что, несмотря на наличие бруска прежней высоты, значения PT и SS приблизились к нативным: 36,8° и 39,3° соответственно. Величина расстояния 1 и расстояния 2 также не изменилась существенно в сравнении с исходными значениями: 13,45 см vs 13,68 см и 7,95 см vs 7,32 см.

В течение длительного времени спондилолистез рассматривали с механической точки зрения как заболевание, заключающееся в постепенном соскальзывании тела позвонка из-за недостаточности дорсальных структур вследствие их врожденного недоразвития. Позднее Mall в 1906 г., а затем Roche и Rowe в 1951 г. опровергли эту теорию, проведя секционные исследования эмбрионов и мертворожденных детей. В литературе существует лишь 3 упоминания о наличии спондилолистеза у новорожденного, также известно, что данное заболевание не наблюдают у пациентов, лишенных возможности вертикализации. Таким образом, неоспорима связь развития спондилолистеза с фактом прямохождения. Разработка концепции сагиттального баланса позволила иначе взглянуть на некоторые нозологические единицы вертебральной патологии.

Так, в настоящее время невозможно представить себе построение плана лечения с деформацией позвоночника без учета основных параметров позвоночно-тазовых соотношений. Однако эти параметры важны не только для планирования хирургического вмешательства. Особенности сагиттального баланса имеют и прогностическое значение. Современная классификация SDSG (Spine Deformity Study Group) выделяет 6 групп пациентов в зависимости не только от степени смещения, но и от величины PI, а также имеющихся нарушений баланса таза и позвоночника [11]. Отмечено, что у пациентов с более высоким значением PI можно ожидать дальнейшее прогрессирование спондилолистеза в связи с развитием деформации по механизму «shear force», в то время как при значении PI менее 40^о реализуется механизм «nut-cracker», и пациент в течение длительного времени может оставаться стабильным.