Компьютерная стабилометрия в оценке результатов пункционной вертебропластики у пациентов с остеопорозом позвоночника

Остеопороз - метаболическое заболевание костной системы, сопровождающееся снижением плотности костей, нарушением архитектоники костной ткани и повышением их хрупкости. По данным Всемирной организации здравоохранения примерно 200 миллионов людей по всему миру имеют те или иные признаки остеопороза, из которых 22 миллиона проживает в Европе. В США эту болезнь диагностируют у 54 миллионов человек [1]. В России остеопороз обнаруживается у 33,8 % женского и 26,9 % мужского населения в возрасте 50 лет и старше [2]. Женщины страдают от остеопороза в четыре раза чаще, чем мужчины, что связано с наступлением постменопаузы [3, 4]. Таким образом, остеопороз является глобальной проблемой здравоохранения наряду с болезнями сердечно-сосудистой системы, сахарным диабетом и онкологией.

Остеопороз является основной причиной патологических переломов, преимущественно костей позвоночника, бедра и предплечья [1]. Наиболее часто встречается остеопороз позвоночника, прогрессирование которого вызывает переломы тел позвонков, что приводит к инвалидизации данных пациентов [1].

Течение неосложнённого остеопороза может долгое время оставаться бессимптомными, до тех пор, пока не произойдет перелом. Достаточно часто такие симптомы остеопороза как: боль в тазобедренных суставах, крестцовом отделе позвоночника, ребрах и грудной клетке, судороги в икроножных мышцах, симптомы рефлюксной болезни, воспринимаются как симптомы сопутствующих заболеваний [5]. Хроническая боль в спине, шее и пояснице, снижение роста, гиперкифоз, уменьшение силы мышц и гибкости, постуральная неустойчивость и другие клинические проявления остеопороза являются комплексом причин нарушений со стороны равновесия, которые могут сопровождаться падениями и, как следствие, возрастанием риска патологических переломов. Одним из методов диагностики проявлений остеопороза со стороны нарушений статолокомоторной функций является стабилометриче-ское исследование.

Стабилометрическое исследование зарекомендовало себя как информативный метод оценки функции равновесия, имеющий высокую чувствительность при самых различных заболеваниях [6, 7]. Восстановление функции равновесия является одним из необходимых условий спешной реабилитации всех двигательных расстройств [8-10]. Изменение отдельных стабилометрических показателей имеет тесную корреляцию с определёнными клиническими проявлениями остеопороза.

В структуре изменений, фиксируемых при проведении стабилометрического исследования, у пациентов с остеопорозом выявляют увеличение площади опорной поверхности, что связано со снижением устойчивости. Отмечается увеличение амплитуды колебаний центра давления вследствие компенсаторных механизмов поддержания равновесия [2, 11]. Пациенты с остеопорозом и переломами позвонков имеют большие отклонения постуральных колебаний в медиолатеральном и передне-заднем направлении [12]. Повышенное смещение центра давле ния свидетельствует о нарушении равновесия и более высоком риске падений [13]. Сочетание низкой плотности костной ткани и сильной постуральной нестабильности представляет ещё более высокий риск переломов, чем любой из этих факторов по отдельности [14]. Проводимое лечение остеопороза влияет на его различные проявления, в том числе и на функцию равновесия [12, 15].

В настоящее время основным методом хирургического лечения компрессионных переломов позвонков при остеопорозе является проведение пункционной вертебропластики, в задачи которой входит укрепление поврежденного позвонка, восстановление его поддерживающей функции и предотвращение дальнейшего разрушения. Вместе с тем данная процедура дополнительно способствует регрессу болевых ощущений путём заполнения полости повреждённого позвонка костным цементом, что снижает активность болевых рецепторов. Высокая эффективность пункционной вертебропластики в лечении остеопороза тел позвонков в совокупности с низким риском осложнений делают данный метод привлекательным и способствуют его широкому распространению [16].

Остаются недостаточно изученными изменения со стороны функции равновесия в результате проводимой пункционной вертебропластики. Исследование функции равновесия после проведённой вертебропластики необходимо для определения тактики ведения пациентов с остеопорозом в послеоперационном периоде для уточнения необходимости и тактики проводимой реабилитации.

Цель настоящего исследования заключалась в анализе функции равновесия у пациентов с компрессионными переломами тел позвонков, которым проводилась чрескожная пункционная вертебропластика, на основании стабилометрического исследования. В задачи исследования входило выявление особенностей стабилометриче-ских изменений, наблюдаемых у пациентов с компрессионным переломом позвоночника, на фоне остеопороза в различные периоды: предшествующий операции, послеоперационный и отдалённый.

Материалы и методы

В исследовании приняли участие 103 пациента в возрастном диапазоне от 44 до 79 (61 ± 18) лет с компрессионным переломом тел позвонков грудного и поясничного уровней вследствие остеопороза позвоночника. Среди включённых в исследование пациентов было 76 (74 %) женщин и 27 (26 %) мужчин. Неврологическое обследование выявило наличие у всех пациентов вертеброгенного болевого синдрома в области локализации патологического процесса. У половины пациентов наблюдались чувствительные и рефлекторные симптомы выпадения вследствие поражения спинномозговых нервов. В качестве здоровых испытуемых в исследование включено 30 человек, сопоставимых по полу и возрасту (60 ± 17 лет) с группой пациентов. Соотношение женщин и мужчин в группе контроля соответствовало 3:1.

По поводу компрессионного перелома тел позвонков вследствие остеопороза позвоночника пациентам выпол- нялась пункционная вертебропластика. Оперативное вмешательство производилось в условиях нейрохирургического отделения ГБУЗ СОКБ им. В.Д. Середавина. У всех пациентов компрессионный перелом наблюдался впервые и сопровождался повреждением тела только одного позвонка.

Компьютерная стабилометрия проводилась с оценкой изучения показателей основной стойки в европейской позиции в период предшествующей пункционной вертебропластики, на 2-3 день после выполненного оперативного вмешательства и через 1 месяц, в отдаленном послеоперационном периоде.

В компьютерной стабилометрии анализировались следующие параметры:

стандартные статические показатели: среднее зна- чение положения центра давления относительно условного центра координат во фронтальной (~Х, мм) и сагиттальной (-Y, мм) плоскостях; минимальное (Min(X), Min(Y), мм) и максимальное значение смещения центра давления во фронтальной (Мах(Х), мм) и сагиттальной плоскостях (Max(Y), мм); стандартное квадратическое отклонение во фронтальной (SqD(X), мм) и сагиттальной плоскостях (SqD(Y), мм); дисперсия отклонения центра давления во фронтальной (D(X), мм) и сагиттальной плоскостях (D(Y), мм); коэффициент ковариации (Cov(XY), Ед);

-

показатели спектрального состава стабило- граммы: основная частота колебаний во фронтальной (F(X), Гц) и сагиттальной плоскостях (F(Y), Гц); уровень 60 % мощности спектра во фронтальной (F60(X), Гц) и сагиттальной плоскостях (F60(Y), Гц);

- показатели, характеризующие параметры стато-кинезиограммы: площадь статокинезиограммы, характеризующаяся площадью эллипса, куда с 90 % вероятностью входят все точки измерения в системе координат (S, мм2); средняя скорость перемещения центра давления

(V, мм/с); среднее направление плоскости колебаний (Angle, Град); отношение длины эллипса к его ширине (Le/We, Ед);

-

специальные показатели: индекс энергозатрат

(Ei, Дж); коэффициенты, характеризующие сопоставление показателей из различных групп, - отношение длины ста-билокинезиограммы к её плотности (LFS, 1/мм); коэффициент Ромберга (QR, %); индекс стабильности (Si, Ед).

В качестве статистических методов использованы методы оценки распределения анализируемых данных по критерию Колмогорова - Смирнова. Для оценки связи между отдельными признаками использовалась корреляция Пирсона. Исследование независимых выборок осуществлялось с использованием двунаправленного критерия Стьюдента. Статистический анализ выполнен с использованием программного обеспечения SPSS 22.0.

Дизайн и протокол исследования утверждён комитетом по биоэтике ФГБОУ ВО СамГМУ Минздрава РФ.

Результаты

У пациентов с остеопорозом позвоночника до оперативного вмешательства обнаружена множественность изменений во всех основных группах стабилометрических показателей. Данные изменения имеют значительную выраженность в момент, предшествующий пункционной вертебропластики, по сравнению с стабилометрическими показателями здоровых испытуемых (табл. 1).

Наиболее существенное изменение обнаруживалось в смещении центра давления в горизонтальной плоскости (2,15 ± 3,48 мм). При этом изменения в сагиттальной плоскости (Max(Y) -44,65 ± 14,31 мм) были минимальны. Отмечается существенное увеличение площади колебания центра давления (S 550,06 ± 103,51 мм2) и возрастание индекса энергозатрат (Ei 165,79 ± 30,11 Дж).

Таблица 1. Сравнение стабилометрических показателей группы контроля и пациентов с остеопорозом позвонков до оперативного вмешательства Table 1. Comparison of the stabilometric indicators of the control group and patients with vertebral osteoporosis before surgery

Показатель	Здоровые испытуемые (M1)	До оперативного лечения (М2)	SD (1)	SD (2)	F	Р
СП	219,54	462,40	19,94	50,08	6,30	0,00
~(Х)	-6,09	5,76	0,94	3,28	12,20	0,00
	-53,28	43,92	2,12	26,15	151,60	0,00
Мах(Х)	1,59	2,15	5,74	3,48	2,70	0,00
Мах(¥)	-29,67	-44,65	13,06	14,31	1,20	0,36
D(Y)	4,31	40,47	0,53	14,87	776,60	0,00
D(X)	7,67	12,15	1,02	8,09	62,70	0,00
SqD(X)	3,16	8,36	0,35	5,64	265,60	0,00
SqD(Y)	3,53	45,07	1,27	11,60	83,20	0,00
Cov(XY)	1,54	-10,50	0,62	4,74	58,90	0,00
F(X)	1,88	2,11	0,21	0,12	3,40	0,00
F(Y)	1,85	2,11	0,32	0,13	6,10	0,00
F60(X)	0,26	10,19	0,01	3,16	57656,20	0,00
F60(Y)	0,13	34,83	0,02	14,22	727449,50	0,00
V	6,02	15,23	0,21	7,63	1260,50	0,00
Angle	14,86	35,61	0,17	12,00	5185,40	0,00
S	38,54	550,06	4,25	103,51	594,50	0,00
Le/We	1,40	1,85	0,08	0,06	2,00	0,00
LFS	11,34	26,51	7,39	4,18	3,10	0,00
Si	24,45	10,16	0,34	3,19	89,40	0,00
Ei	8,37	165,79	2,26	30,11	178,10	0,00

Примечание: M - среднее значение, SD - стандартное отклонение, F - плотность распределения, р - уровень значимости двухвыборочного t критерия Стьюдента.

После оперативного вмешательства положительная динамика наблюдалась в виде уменьшения показателя отношения длины стабилокинезиограммы и её плотности (LFS 15,89 ± 6,53 1/м). Однако большинство параметров стабилограммы продолжали демонстрировать существенные различия относительно показателей группы здоровых добровольцев (табл. 2).

Снижение плотности статокинезиограммы свидетельствует об нормализации соотношения сагиттальных колебаний центра давления к фронтальным. Также отмечается переход к нормальным значениям максимального отклонения центра давления в горизонтальной плоскости (Мах(Х) 2,80 ± 4,84 мм).

В отдалённом периоде, через 30 дней после пункционной вертебропластики, при стабилометрическом исследовании также обнаруживалась множественность изменений во всех основных группах стабилометрических показателей. Очевидно, данные изменения связаны с сохраняющимся патологическим процессом, а именно, остеопорозом и связанным с ним болевым синдромом, а также нарушением биомеханики по причине снижения плотности костной ткани позвонков (табл. 3).

Таблица 2. Сравнение стабилометрических показателей группы контроля и пациентов с остеопорозом позвонков после оперативного вмешательства

Table 2. Comparison of the stabilometric parameters of the control group and patients with vertebral osteoporosis after surgery

Показатель	Здоровые испытуемые (M1)	После оперативного вмешательства (М2)	SD (1)	SD (2)	F	Р
СП	219,54	327,56	19,94	41,68	4,40	0,00
~(Х)	-6,09	4,42	0,94	2,60	7,70	0,00
	-53,28	4,30	2,12	11,19	27,70	0,00
Мах(Х)	1,59	2,80	5,74	4,84	1,40	0,09
Мах(¥)	-29,67	32,07	13,06	13,34	1,00	0,83
D(Y)	4,31	27,83	0,53	14,36	724,20	0,00
D(X)	7,67	9,38	1,02	5,35	27,40	0,00
SqD(X)	3,16	3,33	0,35	2,16	38,90	0,00
SqD(Y)	3,53	12,07	1,27	3,52	7,70	0,00
Cov(XY)	1,54	-7,65	0,62	4,20	46,10	0,00
F(X)	1,88	1,90	0,21	0,17	1,70	0,01
F(Y)	1,85	1,79	0,32	0,11	8,60	0,00
F60(X)	0,26	7,89	0,01	3,53	72106,80	0,00
F60(Y)	0,13	22,34	0,02	11,04	438335,40	0,00
V	6,02	11,44	0,21	6,22	838,30	0,00
Angle	14,86	23,04	0,17	8,49	2595,30	0,00
S	38,54	240,11	4,25	105,65	619,30	0,00
Le/We	1,40	1,44	0,08	0,11	1,80	0,01
LFS	11,34	15,89	7,39	6,53	1,30	0,21
Si	24,45	18,40	0,34	4,66	191,40	0,00
Ei	8,37	68,38	2,26	15,11	44,80	0,00

Примечание: M - среднее значение, SD - стандартное отклонение, F - плотность распределения, р - уровень значимости двухвыборочного t критерия Стьюдента.

Таблица 3. Сравнение стабилометрических показателей группы контроля и пациентов с остеопорозом позвонков после оперативного вмешательства в отдаленном периоде

Table 3. Comparison of stabilometric indicators of the control group and patients with vertebral osteoporosis after surgery in the long-term period

Показатель	Здоровые испытуемые (M1)	Отдаленный период (М2)	SD (1)	SD (2)	F	P
СП	219,54	213,89	19,94	32,41	2,60	0,00
~(Х)	-6,09	3,51	0,94	2,15	5,30	0,00
~(Y)	-53,28	4,20	2,12	1,32	2,60	0,00
Мах(Х)	1,59	1,24	5,74	5,83	2,20	0,43
Мах(¥)	-29,67	-28,57	13,06	4,97	6,90	0,36
D(Y)	4,31	12,90	0,53	6,65	155,40	0,00
D(X)	7,67	5,89	1,02	4,72	21,30	0,00
SqD(X)	3,16	2,42	0,35	1,15	11,00	0,00
SqD(Y)	3,53	10,75	1,27	3,02	5,60	0,00
Cov(XY)	1,54	-2,17	0,62	2,44	15,60	0,00
F(X)	1,88	1,64	0,21	0,20	1,10	0,48
F(Y)	1,85	1,71	0,32	0,08	15,10	0,00
F60(X)	0,26	6,49	0,01	1,37	10839,30	0,00
F60(Y)	0,13	14,48	0,02	6,59	156271,60	0,00
V	6,02	8,55	0,21	4,24	389,80	0,00
Angle	14,86	19,88	0,17	4,62	769,00	0,00
S	38,54	96,14	4,25	59,14	194,10	0,00
Le/We	1,40	1,04	0,08	0,08	1,10	0,64
LFS	11,34	11,67	7,39	4,57	21,10	0,34
Si	24,45	21,76	0,34	4,07	45,80	0,04
Ei	8,37	22,12	2,26	5,56	6,10	0,00

Примечание: M - среднее значение, SD - стандартное отклонение, F - плотность распределения, р - уровень значимости двухвыборочного t критерия Стьюдента.

Данные изменения носят комплексный характер и, следовательно, зависят от дополнительного множества факторов: степени выраженности остеопороза, успешности его коррекции в результате проводимой медикаментозной терапии, а также длительности заболевания и возраста пациента. Таким образом эти факторы оказывают дополнительное влияние на стабилометрические показатели и, очевидно, требуют более длительной коррекции, а также реабилитации для восстановления выявленных нарушений функции равновесия.Среди параметров, восстановление которых произошло в отдаленном периоде после оперативного вмешательства, следует также отметить отношение длины эллипса к его ширине (Le/We 1,04 ± 0,08 Ед), что также указывает на увеличение устойчивости. Существенный регресс обнаруживается в значениях индекса энергозатрат (Ei 22,12 ± 5,56 Дж). При этом индекс стабильности также существенно повысился и приблизился к значениям нормы (Si 21,76 ± 4,07 Ед).

На основании оценки корреляции стабилометриче-ских показателей между собой, были отобраны наиболее значимые показатели, а именно: индекс энергозатрат, уровень 60 % мощности спектра в сагиттальной плоскости и дисперсия отклонения центра давления в горизонтальной плоскости (рис. 1).

Визуализация взаимоотношения между данными параметрами до проведения пункционной вертебропластики, в послеоперационном и отдалённом периодах в целом демонстрирует положительную динамику гиперплоскости графиков.

Это является визуальным подтверждением существенной положительной динамики статокинезиограммы и, следовательно, улучшения функции равновесия пациента, несмотря на сохраняющиеся статистически достоверные различия между отдельными параметрами даже в отдалённом послеоперационном периоде.

Рисунок 1. Графическое представление динамики изменений наиболее значимых параметров статокинезиограммы у пациентов с остеопорозом позвоночника: А - группа здоровых испытуемых, В - исследуемая группа, С - после проведения пункционной вертебропластики, D - отдалённый период после оперативного вмешательства

Figure 1. Graphical representation of the dynamics of changes in the most significant parameters of the statokinesio-gram in patients with spinal osteoporosis: A - group of healthy subjects, В - study group, C - after puncture vertebroplasty, D - long-term period after surgery

Заключение

Изменения стабилометрических показателей при остеопорозе характеризуются множественностью изменений. На фоне проведенной пункционной вертебропластики отмечается нормализация смещенного центра давления в горизонтальной плоскости уже сразу после опе-рациии. В отдалённом периоде происходит восстановление устойчивости за счёт снижения энергозатрат на поддержание равновесия и нормализация соотношения колебания центра давления в сагиттальной и горизонтальной плоскостях.

Проводимое хирургическое лечение компрессионных переломов вследствие остеопороза позвоночника оказывает существенное влияние на показатели стабилограммы и, следовательно, функцию равновесия. Наблюдаемые при этом изменения статокинезиограммы заключаются в повышении устойчивости, снижении энергозатрат на поддержание равновесия.

У пациентов с остеопорозом позвоночника в целом наблюдается положительная динамика в показателях статокинезиограммы во всех послеоперационных периодах, однако данные изменения не достигают значений, регистрируемых у группы здоровых добровольцев, что, очевидно, сопряжено с сохраняющимся остеопорозом - заболеванием, связанным с системным поражением кост- ной ткани. При этом изменения являются более выраженными в отделённый период, что обусловлено не только проведённым хирургическим лечением, но и получаемой консервативной терапией по поводу остеопороза.

Выводы

Исследование стабилометрических показателей является высокочувствительным методом для оценки изменений функции равновесия у пациентов с заболеваниями нервной системы и опорно-двигательного аппарата. У пациентов с остеопорозом тел позвонков обнаруживаются значимые отличия в стабилометрических параметрах, что позволяет использовать этот метод для диагностики и оценки результатов лечения.

Учитывая множественность нарушений, регистрируемых при стабилометрическом исследовании, можно сделать заключение относительно сохранения у пациентов нарушений со стороны функции равновесия как в послеоперационный период, так и при последующем наблюдении. Именно поэтому у пациентов с остеопорозом позвоночника необходимо проводить реабилитационные мероприятия в послеоперационном периоде на всех этапах, направленные на восстановление нарушенной функции равновесия для предупреждения сохраняющихся высоких рисков падения и травматизма.