Факторы, влияющие на стабильность транспедикулярной фиксации при лечении пациентов с застарелыми переломами позвоночника на фоне остеопороза

Ежегодно в мире регистрируют 1,4–1,5 млн случаев компрессионных переломов позвоночника, из которых около трети обусловлены системным остеопорозом [1, 2]. В Российской Федерации остеопорозом страдает более 14 млн человек, что составляет приблизительно 10 % населения страны, а остеопения диагностирована у 20 млн жителей. Популяционные исследования на территории России показывают, что уже в 2013 г. снижение минеральной плотности костной ткани, характерное для остеопороза, было выявлено у 33 % женщин и 27 % мужчин старше 50 лет. С учётом старения населения ожидается рост числа пациентов с недостаточной плотностью костной ткани и сопряжёнными переломами, который, по прогнозам, к 2050 г. может достигнуть 21 млн случаев в год [3].

Большая часть переломов (от 60 до 75 %) локализуется в сегменте Th12–L2, который считается наиболее уязвимой зоной. Эта зона характеризуется биомеханическим переходом от более ригидного грудного отдела к относительно мобильному поясничному отделу позвоночника [4]. Согласно классической теории трёхопорной спинальной стабильности, предложенной F. Denis [5], позвоночник разделяется на три колонны: переднюю, среднюю и заднюю. При остеопоротических компрессионных переломах преимущественно повреждаются передняя и средняя колонны, включающие переднюю продольную связку и тело позвонка. При этом сохранившаяся целостность задней колонны является ключевым фактором, обеспечивающим стабильность позвоночно-двигательного сегмента и предотвращающим развитие неврологического дефицита. Исходя из этого, неврологические нарушения при остеопоротических переломах встречаются относительно редко, так как костные фрагменты не смещаются в позвоночный канал и не вызывают компрессии его содержимого [6, 7]. Тем не менее, при прогрессировании деформации, нестабильности перелома и возникновении сдавления невральных структур могут развиваться неврологические симптомы, что требует своевременного хирургического вмешательства.

Компрессионные переломы позвоночника при системном остеопорозе составляют значительную долю спинальной патологии у пожилых пациентов, что обусловлено преимущественно биомеханическими особенностями пояснично-грудного перехода и требует адекватного клинического подхода с учётом возможных осложнений длительного обездвиживания и риска каскадных переломов.

Анализ научной литературы показал, что в настоящее время отсутствует единый и стандартизированный подход к лечению пациентов с патологическими переломами грудного и поясничного отделов позвоночника, возникающими на фоне остеопороза, в особенности при отсутствии у больных неврологической симптоматики. Пациенты с остеопоротическими переломами позвонков, вызванными низкоэнергетической травмой, требуют более дифференцированного и взвешенного выбора лечебной тактики с учётом возрастных особенностей, сопутствующих соматических заболеваний и степени выраженности изменений костной ткани.

Для части пострадавших показано хирургическое лечение с установкой металлофиксаторов [8]. Несмотря на множество методик, нет единого консенсуса по показаниям к хирургии у больных с остеопорозом. Пациентам с остро развившемся неврологическим дефицитом хирургия необходима, у остальных показания к операции оценивают с учётом соматических рисков и состояния позвоночного столба, включая степень компрессии и деформации позвонков, длительность болевого синдрома и локализацию перелома [9, 10].

Выбор метода фиксации затруднён необходимостью обеспечить надёжную стабильность имплантов в изменённой кости, а также определением оптимального доступа и объёма вмешательства. Передние доступы чаще сопровождаются большей травматизацией и не демонстрируют существенных преимуществ по сравнению с задними, при этом сохраняется большой риск развития нестабильности межтелового импланта при использовании MESh сеток или раздвижных имплантов (по типу vLift). Использование имплантатов с широким основанием и правильное позиционирование импланта может снижать риск его миграции и нестабильности у некоторых пациентов [11–13].

Хирургические вмешательства из заднего доступа имеют риск развития нестабильности фиксации, особенно в тех условиях, когда нет возможности создания опорного костного блока. Важно учитывать, что возраст и наличие сопутствующих заболеваний повышают риск развития осложнений при ревизионных операциях.

Таким образом, проблема определения оптимальной тактики хирургического лечения у пациентов с остеопорозом заключается в выборе минимально инвазивного хирургического вмешательства с приложением максимального количества усилий к сохранению стабильности конструкции в послеоперационном периоде.

Цель работы — выявить факторы риска развития нестабильности спондилосинтеза у пациентов с остеопоротическими переломами позвоночника для обоснования индивидуализированных подходов к их хирургическому лечению.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Исследование представляет собой ретроспективный сравнительный анализ результатов хирургического лечения пациентов с остеопоротическими переломами позвоночника типов OF4 и OF5, получивших медицинскую помощь в НМИЦ травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена в период с 2019 по 2023 гг.

Критерии включения :

• —    пациенты любого пола старше 50 лет;

• —    диагноз — системный остеопороз, подтверждённый медицинской документацией;

• —    наличие одноуровневых остеопоротических переломов грудного и поясничного отделов позвоночника типов OF4 и OF5 по классификации AO Spine DGOU [14];

• —    срок, прошедший с момента травмы, — не менее шести недель [15];

• —    проведённое в НМИЦ ТО им. Р.Р. Вредена репозиционно-стабилизирующее хирургическое вмешательство с применением систем транспедикулярной фиксации;

• —    минимальный период наблюдения — шесть месяцев после хирургического вмешательства.

Критерии невключения :

• —    сколиотическая деформация позвоночника во фронтальной плоскости с углом Кобба более 10°, возникшая до перелома;

• —    наличие периимплантной инфекции;

• —    предшествующие хирургические вмешательства на оперируемом сегменте;

• —    наличие переломов смежных позвонков типов OF4 и OF5 до вмешательства;

• —    пациенты, не допущенные к хирургическому вмешательству ввиду тяжести соматического статуса по шкале Американской анестезиологической ассоциации ASA ( англ .: American Society of Anesthesiologists) (ASA IV, ASA V) [16].

Участники исследования

Проанализированы данные 82 пациентов, большинство из которых составляли женщины ( n = 70; 85 %). Средний возраст — 68,99 (SD = 7,12), индекс массы тела (ИМТ) — 26,53 (SD = 5,10). Большинство пациентов ( n = 55; 67 %) имели индекс ASA III. Наиболее часто встречающиеся сопутствующие заболевания — гипертоническая болезнь (код I11.9 по МКБ 10) и сахарный диабет 2 типа (код E11 по МКБ 10). Большинство пациентов ( n = 64; 78 %) ранее не получали лечение по поводу остеопороза. Сохраненную неврологическую функцию (классы D и E по ASIA) имели 76 пациентов (93 %).

Распределение на группы в зависимости от исхода хирургического лечения:

• —    группа «Контроль» ( n = 74) — пациенты без признаков нестабильности фиксации;

• — группа «Случай» ( n = 8) — пациенты, у которых возникла нестабильность фиксации или перелом смежных позвонков.

У семи человек (88 %) группы «Случай» выявлена зона резорбции вокруг винтов, у одного пациента (12 %) — перелом фиксирующего винта.

Антропометрические данные пациентов представлены в таблице 1. По исследуемым показателям обе группы являлись однородными и не имели статистически значимой разницы между собой.

Таблица 1

Антропометрические показатели исследуемой когорты

Критерий	Всего ( n = 82), M (SD)	Группа «Контроль» ( n = 74), M (SD)	Группа «Случай» ( n = 8), M (SD)	P критерий
Возраст (лет)	68,99 (7,12)	69,03 (6,98)	68,67 (8,46)	0,8923
ИМТ (кг/м²)	26,63 (5,10)	26,42 (4,89)	28,57 (7,03)	0,2623
Вес (кг)	70,51 (12,88)	70,01 (12,21)	75,06 (18,44)	0,2950

У всех пациентов выявлены признаки снижения минеральной плотности костной ткани по данным денситометрии (Т-критерий –2,80 (SD = 0,64)) и КТ (HU 80,78 (SD = 25,31)), при этом индекс VBQ составил 2,34 (SD = 0,02).

Характеристика групп по типу и локализации переломов позвонков представлены в таблице 2.

Таблица 2

Распределение по типу и локализации переломов позвонков

Тип перелома и позвонок	Все пациенты ( n = 82)		Группа «Контроль» ( n = 74)		Группа «Случай» ( n = 8)		P критерий
	абс.	%	абс.	%	абс.	%
Ранжирование по типу перелома (DGOU)
OF4	72	87,8	65	87,8	7	87,5	0,2932
OF5	10	12,2	9	12,2	1	12,5	0,4241
Ранжирование по локализации перелома
Th12	25	30,9	22	29,7	3	37,5	0,6812
L1	23	28,4	20	27	3	37,5	0,6657
L2	11	13,6	10	13,5	1	12,5	1,000
L4	6	7,4	6	8,1	0
Th11	5	6,2	5	6,7	0
L3	4	4,9	4	5,4	0
Th8	3	3,7	3	4	0
Прочие сегменты	4	4,9	4	5,4	0

Наиболее часто встречающимися сегментами являлись позвонки грудопоясничного перехода. Посег-ментарное сравнение групп «Случай» и «Контроль» по типу переломов не показали достоверного статистического различия между группами.

Изучаемые критерии и параметры исследования

Клинические параметры пациента:

— возраст;

— пол;

— индекс массы тела;

• —    риск хирургического лечения по шкале ASA;

• —    наличие остеомодифицирующей терапии в анамнезе.

Данные лучевых методов диагностики:

• —    денситометрия (давность не более одного года);

• —    МПКТ (минеральная плотность костной ткани) в единицах Хаунсфилда, рассчитанная по среднему значению плотности поперечного среза губчатой кости тела L3 позвонка [17];

• —    индекс VBQ ( англ .: Vertebral Bone Quality) – индекс качества кости по МРТ, рассчитанный как отношение среднего значения T1 взвешенного сигнала от тел L1, L2, L3, L4, L5 позвонков (сломанные сегменты исключали из анализа) к значению сигнала спинномозговой жидкости на уровне L3 [18];

• —    локализация и характер перелома по DGOU;

• —    угол локального кифоза рассчитывали как угол Кобба между верхней замыкательной пластинкой вышележащего позвонка и нижней замыкательной пластинкой нижележащего, формирование костного блока оценивали по классификации F.Chistensen [19].

Стабильность конструкции оценивали по наличию:

• —    зон резорбции более 1 мм вокруг винтов;

• —    признаков разобщения элементов конструкции;

• —    болевого синдрома;

• —    переломов верхних и нижних позвонков относительно зоны фиксации не менее чем через шесть месяцев после вмешательства.

Характеристики хирургического вмешательства:

• —    протяженность фиксации;

— диаметр;

• —    размеры винтов;

• —    наличие и тип применения аугментации костным цементом;

• —    объем декомпрессии;

• —    наличие и метод коррекции локального кифоза (вертебротомии по Schwab) [20];

• —    продолжительность операции;

— кровопотеря;

• —    сроки послеоперационного пребывания;

• —    осложнения по классификации Calvien – Dindo [21].

Статистическая обработка

Для описательной статистики использовали среднее и медианное значения; стандартное отклонение (SD); межквартильный размах (IQR).

Для оценки факторов риска точности используемой модели логистической регрессии применяли показатели ROC AUC, точности и чувствительности.

Статистическую обработку и многофакторный регрессионный анализ выполняли с использованием пакетов pandas, numpy, scikit-learn, statsmodels, matplotlib для среды программирования Python.

Этические нормы

Данное исследование не подлежало рассмотрению этическим комитетом, поскольку не затрагивало вопросы, требующие этического одобрения. Исследование не нарушает принципы Хельсинкской декларации и требования российского законодательства в области этики научных исследований.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Характеристика выполненных вмешательств по сравниваемым критериям представлена в таблице 3.

Таблица 3

Характеристика выполненных вмешательств

Критерий		Все пациенты ( n = 82)	Группа «Контроль» ( n = 74)	Группа «Случай» ( n = 8)	P критерий
Инвазивность операции
Продолжительность (мин), M (SD)		119,10 (48,00)	118,75 (48,84)	123,33 (39,71)	0,8239
Кровопотеря (мл), M (SD)		276,50 (259,60)	268,51 (248,90)	375,00 (384,38)	0,3371
Протяжённость фиксации
Короткосегментарная (3 сегмента)	абс.	42	39	3	0,6564
	%	51,2	52,7	37,5
Длинносегментарная (≥ 4 сегментов)	абс.	39	35	4	1,0000
	%	47,6	47,3	50,0
Хирургические приёмы
Винт в повреждённый позвонок	абс.	36	36	0	0,0377*
	%	44,4	48,6	0,0
Аугментация винтов	абс.	37	36	1	0,1146
	%	45,1	48,6	12,5
Аугментация позвонка	абс.	14	14	0	0,3918
	%	17,1	18,9	0,0
Ламинэктомия	абс.	20	17	3	0,6344
	%	24,4	23,0	37,5
Фасетэктомия	абс.	25	22	3	0,9607
	%	30,5	29,7	37,5
Диаметр винтов (мм)	M	6,60	6,60	6,58	0,9267
	SD	0,35	0,35	0,38

Сравнительный анализ групп «Случай» и «Контроль» по показателям инвазивности вмешательств выявил одно статистически значимое различие между группами, — установка винта в поврежденный позвонок. В группу «Случай» попал только один пациент, которому выполняли цементную аугментацию позвонков.

Анализ инвазивности хирургического вмешательства показал большое стандартное отклонение показателей кровопотери и продолжительности операции, что обусловлено широкой вариабельностью применения различных методов хирургических вмешательств, начиная от малоинвазивной чрескожной фиксации как наиболее щадящего метода, заканчивая обширными корригирующими вертеброто-миями с резекцией позвонков и межпозвонковых дисков.

Ни у кого из пациентов исследуемой выборки не выявлено осложнений в раннем послеоперационном периоде.

Для исправления локальной кифотической деформации у пациентов применяли корригирующие вер-тебротомии по Schwab (табл. 4), кроме типов 2 и 5.

Таблица 4

Сравнение углов локального кифоза и методов коррекции деформации

Критерий		Все пациенты ( n = 82)	Группа «Контроль» ( n = 74)	Группа «Случай» ( n = 8)	P критерий
Углы локального кифоза
Исходный (°) M, SD		22,83 (10,68)	22,51 (10,97)	25,77 (7,29)	0,4162
Остаточный (°) M, SD		14,48 (9,66)	14,23 (9,88)	18,14 (4,38)	0,3848
Устраненный(°) M, SD		7,18 (10,66)	7,33 (10,84)	5,80 (9,27)	0,7028
Метод коррекции
Без коррекции	абс.	71	64	7	1,0000
	%	86,6	86,5	87,5
Тип 1	абс.	6	5	1	1,0000
	%	7,3	6,8	12,5
Тип 3	абс.	1	1	0	1,0000
	%	1,2	1,4	0,0
Тип 4	абс.	3	3	0	1,0000
	%	3,7	4,1	0,0

При сравнении рентгенологических данных не выявлено статистической значимости между группами по углам исходного и остаточного (послеоперационного) кифоза, объёму и методу коррекции локальной кифотической деформации.

Для выявления факторов развития нестабильности фиксации был выполнен многофакторный регрессионный анализ. Используемая модель логистической регрессии показала высокую прогностическую способность: ROC-AUC — 0,924, точность — 91,5 %, чувствительность — 98 %. Результаты работы модели визуализированы в виде отношения шансов (рис. 1).

Важно отметить, что протяжённость фиксации и остаточный кифоз не влияют на стабильность конструкции в данной выборке.

Введение винта в сломанный позвонок

Аугментация позвонка костным цементом

Аугментация винтов

Больший диаметр винтов

Ляминэктомия

Пожилой возраст

Фасетэктомия

ИМТ>25

1.0            1.5       2.0     2.5   3.0 3.5 4.0

Рис. 1. Отношение шансов сохранения стабильности фиксации

Клинический пример

Пациентка 82 лет (на момент операции). Причиной обращения в клинику послужил болевой синдром в грудопоясничном отделе позвоночника до 7 б. по ВАШ, без иррадиации в ноги. Со слов пациентки, заболела остро после неловкого движения в пределах кровати около полугода до госпитализации, без значимой динамики от консервативного лечения. Терапевтический анамнез отягощён гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца, почечной недостаточностью. Рентгенологические признаки нестабильного компрессионного перелома Th11 позвонка. По данным денситометрии, выявлены признаки остеопороза (Ткр = –3,0). С учётом соматического статуса и характера перелома пациентке выполнена малоинвазивная короткосегментарная фиксация перелома без использования аугментации (рис. 2).

Срок госпитализации составил шесть дней. Через семь месяцев после вмешательства пациентка отметила ухудшение состояния, появление болей, схожих с дооперационными, но меньшей интенсивности. На контрольной КТ выявлены признаки зоны остеолиза вокруг винтов (рис. 3, красная стрелка). От ревизионного вмешательства больная отказалась.

Рис. 2. Рентгенограммы пациентки группы «Случай» до и после операции

Рис. 3. КТ пациентки группы «Случай» через семь месяцев после операции

Опираясь на результаты исследования, можно предположить, что вероятной причиной развития нестабильности конструкции в послеоперационном периоде могло послужить отсутствие «защитных» факторов (аугментации позвонков) и промежуточной фиксации, положительно влияющих на стабильность. Важно отметить, что задние опорные структуры позвонков в описываемом случае были полностью сохранены. Применение костного цемента для укрепления транспедикулярных винтов и введение винта в сломанный позвонок, вероятно, оказывают большее влияние на стабильность, чем воздействие на задние костные структуры позвоночного столба, однако это утверждение нуждается в дополнительном исследовании.

ОБСУЖДЕНИЕ

Пациенты с остеопоротическими переломами представляют собой крайне неоднородную группу по возрасту и соматическому статусу, что затрудняет выбор оптимальной тактики хирургического лечения, однако важно отметить в анализируемой когорте пациентов преобладание женского пола и отсутствие в анамнезе антирезорбтивной терапии. Наиболее уязвимой, с точки зрения сохранения стабильности имплантов, группой являются пожилые пациенты с избыточной массой тела. Тактика лечения таких пациентов нуждается в дополнительном изучении.

По полученным данным, однородная сохранность группы по неврологическому статусу позволяла выполнять стабилизирующие хирургические вмешательства без осуществления декомпрессии с широкой резекцией задних костных структур, что впоследствии оказывало положительное влияние на сохранение стабильности металлоконструкции. В то же время наиболее значимым хирургическим фактором, отрицательно влияющим на сохранение фиксации, является выполнение ламинэктомии и фасетэктомии. Вероятнее всего, это обусловлено большей дестабилизацией позвоночно-двигательного сегмента и подтверждается результатами других клинических исследований [22, 23]. Интересно отметить, что резекция фасеточных суставов оказывает большее влияние на наступление нестабильности, чем просто ламинэктомия.

Причиной компрессии невральных структур при переломах позвонков наиболее часто является клин Урбана, — фрагмент тела позвонка, выстоящий в позвоночный канал. В этом случае оптимальной тактикой хирургического лечения является декомпрессия из переднего доступа с транспедикулярной фиксацией для восстановления передней опорной колонны. Некоторые авторы для улучшения опо-роспособности рекомендуют применение межтелового импланта на широком основании [11], однако при этом может сохраняться высокая вероятность миграции и проседания межтелового импланта [13].

С целью повышения первичной стабильности конструкции целесообразно использовать винты большего диаметра для максимального заполнения ножки позвонка. Биомеханически это обусловлено фиксацией винтов в более плотной кортикальной части ножки и равномерном распределении нагрузки [24, 25]. Отрицательной стороной введения винтов большого диаметра является высокая вероятность мальпозиции, также несоответствие размеров импланта и ножки позвонка может привести к расколу последней и дестабилизации сегмента. Протяжённость фиксации в исследуемой группе существенного влияния на сохранения стабильности не оказывала. Вместе с тем многие исследователи указывают на то, что с появлением цементной фиксации и других методик аугментации винтов протяжённость фиксации перестаёт значимо влиять на сохранение стабильности [26].

Активное использование костного цемента (аугментация сломанного позвонка, винтов) существенно влияет на сохранение стабильности конструкции в послеоперационном периоде, в этом наши результаты согласуются с данными литературы [27, 28]. Однако использование костного цемента не является безопасным хирургическим приёмом, его применение сопряжено со значительным повышением риска переломов смежных позвоночных сегментов, особенно в случае утечки цемента в межпозвонковые диски. Кроме того, известны случаи цементной эмболии сосудов сердца и лёгочной артерии, которые могут привести к летальному исходу [29, 30]. Описаны случаи компрессии невральных структур и появления неврологического дефицита у пациентов на фоне утечки цемента в позвоночный канал, что может приводить к ревизионным хирургическим вмешательствам [31, 32].

Промежуточная фиксация (введение винта в сломанный позвонок) в рамках проведённого исследования является наиболее значимым фактором, влияющим на сохранение стабильности фиксации. Данный хирургический приём может быть биомеханически обоснован наличием точки фиксации, препятствующей ротационной и трансляционной деформации сегмента [33]. Результаты нашего исследования являются сопоставимыми с данными других авторов, которые также подтверждают положительное влияние промежуточной фиксации на сохранение стабильности конструкции [22].

Вопрос исправления деформации у пациентов с остеопоротическими переломами является спорным. Коррекция деформации позвоночника и восстановление сагиттальной оси, по результатам нашего исследования, не оказывают значимого влияния на сохранение целостности фиксации, однако это противоречит другим исследованиям [34–36]. Противоречие может быть обусловлено исходным малым уровнем локального кифоза и размером выборки. Остаточный кифоз может оказывать отрицательное влияние на качество жизни, но этот показатель в рамках настоящей работы мы не изучали.

Исследование имеет несколько ограничений. Во-первых, ретроспективный дизайн с опорой на уже имеющуюся документацию повышает риск систематических ошибок отбора и информационного смещения. У нас отсутствовала возможность стандартизировать протокол наблюдения и время фиксации до наступления нестабильности. Во-вторых, небольшой объём выборки и малое число случаев нестабильности (восемь пациентов) ограничивают достоверность многофакторного анализа, повышают риск переобучения модели логистической регрессии и не позволяют надёжно оценить влияние редких факторов. В-третьих, неоднородность когорты (возраст, соматический статус, степень остеопороза, сопутствующие заболевания, отсутствие стандартизованной остеомодифицирующей терапии, широкий спектр типов операций) затрудняет изоляцию эффекта отдельных хирургических приёмов и снижает обобщаемость результатов. Кроме того, минимальный срок наблюдения шесть месяцев может быть недостаточным для выявления поздних механических осложнений и оценки влияния остаточной деформации на отдалённые клинико-функциональные исходы, которые мы целенаправленно не анализировали.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что у пациентов с застарелыми остеопоротическими переломами позвоночника типов OF4–OF5 развитие нестабильности конструкции после транспедикулярной фиксации носит многофакторный характер. Среди исследованных переменных наибольшее значение имеют хирургические факторы, особенно выполнение ламинэктомии и фасетэктомии, которые значимо повышают риск потери стабильности фиксации. Установка винтов в сломанный позвонок и аугментация костным цементом, напротив, способствуют сохранению стабильности металлоконструкции и могут рассматриваться как биомеханически обоснованные элементы остеосинтеза. Протяжённость фиксации, объём коррекции кифотической деформации и остаточный кифоз не оказывают значимого влияния на устойчивость конструкции. Полученные результаты подтверждают необходимость индивидуализации хирургической тактики при лечении пациентов с застарелыми переломами позвоночника и остеопорозом.