Оценка эффективности сколиозных корсетов, разработанных на основе CAD/CAM и ручного литья. Обзор литературы

Сколиоз определяется как боковое искривление позвоночника, однако он влияет на выравнивание структур позвоночника также в сагиттальной и поперечной плоскостях [1; 3]. Частота встречаемости этой деформации варьируется от 2 до 13,6 % в разных странах [24; 31]. Следует подчеркнуть, что сколиоз определяется как боковое искривление, которое имеет отклонение более чем на 10°. Хотя основная причина сколиоза изучена недостаточно хорошо, некоторые факторы, такие как биомеханические, могут быть обусловлены изменением концентрации коллагеновых волокон межпозвоночных дисков. Кроме того, у пациентов со сколиозом снижается минеральная плотность костной ткани, присутствуют аномалии центральной нервной системы (некоторые аномалии центральной нервной системы увеличивают частоту сколиоза, включая аномальные соматосенсорные вызванные потенциалы и нижнюю часть мозговой миндалины), аномалии в структуре мягких тканей (более высокая концентрация коллагеновых волокон пульпоз-ного ядра межпозвоночного диска у испытуемых со сколиозом и разница у них в коже в средних и глубоких волокнах) и в уровне тромбоцитарного кальмодулина, все это может влиять на частоту возникновения данной деформации [24; 30].

Основные лечебные подходы, выбранные для уменьшения выраженности сколиоза и влияния на его историю, включают наблюдение и мониторинг, использование корсетов, лечебной физкультуры, йоги, акупунктуры и хирургии (рис. 1) [2; 4-10; 12-14; 18-20; 25-27; 29-30]. Однако в зависимости от возраста пациентов, изгиба сколиотической кривой и риска прогрессирования кривой может быть выбран консервативный подход к лечению

(использование корсетов и лечебной физкультуры) или хирургическое вмешательство. Среди вышеупомянутых консервативных методов лечения значительную роль играет использование корсетов. Некоторые корсеты, такие как корсет Милуоки, корсет Чарльстона, корсет Шано и корсет Гензинген, используются при лечении сколиоза для контроля риска прогрессирования кривой и могут влиять на естественную историю болезни (рис. 2) [26; 43-45; 48; 49; 51; 52].

На самом деле существует два основных подхода, которые могут быть использованы для изготовления корсета, включая традиционный и новый подходы [46]. При традиционном методе изготовления корсета с позвоночника пациента снимается слепок, заполняется гипсом (для создания позитивного слепка) и, наконец, модифицируется в зависимости от стороны искривления, тяжести деформации и объема необходимой коррекции. Новый подход к изготовлению корсетов в основном основан на системе автоматизированного проектирования и производства CAD/CAM [38]. Эта система используется в ортопедии и протезировании с 1970-х гг. и официально появилась в 1979 г. [46]. Фактически она была разработана для использования в этой области в основном Джеймсом Фоортом и его коллегами из ресурсного отдела машиностроения Университета Британской Колумбии. Эта новая система была представлена на всемирном конгрессе Международного общества протезирования и ортопедии в 1983 г. в Лондоне. Система состоит из трех основных частей, блока дигитайзера, который преобразует 3D-информацию о теле в цифровой формат, компьютера, который используется для обработки изображений, их преобразования и хранения, и фрезерной системы. Похоже, что CAD/CAM так же эффективен, как и метод гипсовых слепков, и более экономичен по времени

Рис. 1. Подходы к лечению, использованные для испытуемых со сколиотической деформацией

Корсет Милуоки	Бостонский корсет
Корсет Шено	С-Ьгасе
Корсет Риго Шено	Корсет Чарльстона
Корсет Шено-Лайт	Сколиозный корсет с
Корсет Гензинген	длинным плечом
Корсет Шено Тулуза Мюнстер	короткий корсет
Корсет ART	погрессивного действия
Корсет Уилмингтон	Корсет Сибил
Корсет Сфорцеско	Корсет Лиона
Ортез Providence	Корсет Лападула

Сколиозные корсеты

Мягкие корсеты

Сколиозный мягкий корсет

Симистровый корсет

Корсет SpineCor

Корсет из лайкры

Рис. 2. Корсеты, используемые для испытуемых со сколиотической деформацией и затратам. Кроме того, можно хранить данные пациента для дальнейшего использования. Эта система используется исключительно для изготовления спинальных корсетов. Некоторые новые разработанные корсеты, такие как корсет Шено, Бостонский и Гензингенский корсеты, были созданы на основе этого подхода [19; 23; 32-34; 36; 38-42]. Однако главный вопрос, который здесь задается, заключается в том, есть ли разница между эффективностью этого подхода по сравнению с традиционным методом в отношении его влияния на контроль кривой сколиоза.

В исследовании, проведенном Борисовым и др. на 92 пациентах, было определено, что при соответствующем обучении и опыте результат традиционного подхода (ручной работы) может быть таким же, как и при использовании CAD/CAM [11]. Эффективность этого подхода была подтверждена Блейсом и др. Они также подтвердили, что корсеты, изготовленные на основе этого подхода, являются наиболее удобными (они не влияли на повседневную деятельность испытуемых, например, сидение на стуле и т.д.) [21]. Санкар и др. показали, что хотя коррекция (уменьшение угла Кобба при сколиозе), достигнутая с помощью CAD/CAM-подхода, составила 51 % по сравнению с 44 % при традиционном подходе, разница между результатами не была значительной [35]. Поэтому было спорным, повышает ли использование CAD/CAM-подхода эффективность сколиотических корсетов для уменьшения сколиотической кривой и влияние на прогрессирование кривой. Целью данного исследования было сравнить эффективность корсетов, изготовленных на основе традиционного и нового подходов (CAD/CAM с использованием FEA или без него). Кроме того, целью было определить влияние корсетов, разработанных на основе указанных ранее подходов, на качество жизни пациентов со сколиозом.

Методы

Стратегия поиска

Был проведен поиск в некоторых базах данных, включая PubMed, ISI Web of Knowledge, Google Scholar, Ebsco и Embase . Некоторые ключевые слова, такие как «сколиоз и боковая деформация позвоночника», использовались в сочетании с CAD/CAM . Поскольку некоторые специфические корсеты были изготовлены на основе CAD/CAM -подхода, другие ключевые слова, такие как «корсет Гензинген», были использованы в сочетании со словом «сколиоз».

Отбор исследований

Поиск проводился за период между 1970 и 2022 гг. Первый отбор работ проводился на основе названий и аннотаций, чтобы ответить на интересующий нас исследовательский вопрос. Следует подчеркнуть, что для окончательного анализа были отобраны только работы, опубликованные на английском языке. Второй критерий отбора работ был основан на интересующем нас исследовательском вопросе. Поэтому из окончательного списка были исключены работы, которые в основном были посвящены внедрению подхода CAD/CAM .

CAD/CAM

Сколиоз

Google Scholar

Ebsco

Scopus

Рис. 3. Процедура, использованная в данном систематическом обзоре

Выборка данных

Оценка уровня качества

PubMed

ISI Web of Knowledge

Embase

Популяция

Интервенция

Сравнение

Результат

Рис. 4. Краткое изложение результатов систематического обзора

Информация каждой статьи была обобщена на основе стиля PICO (популяция, интервенция, сравнение и результаты).

Оценка уровня качества

Качество каждого исследования оценивалось с помощью инструмента Black and Down. Он состоит из 28 вопросов, разделенных на 4 части, включая внутреннюю валидность, внешнюю валидность, спутанность и смещение. О валидности и надежности этого инструмента сообщалось в предыдущих исследованиях. На рис. 3 и 4 показана процедура, использованная в данном обзоре.

Результаты

На основе вышеупомянутых ключевых слов было найдено 37 работ. На основании выбранных критериев для окончательного анализа было отобрано 9 работ (см. рис. 2). Из них 5 работ посвящены эффективности корсетов, разработанных на основе CAD/CAM -подхода, и их сравнению с корсетами, изготовленными на основе

Таблица 1

Результаты исследований, проведенных для сравнения эффективности корсетов, разработанных на основе

CAD / CAM (с или без FEA ) и стандартного подхода ________________________

Статья Метод Результаты 15 Участники: 15 человек со сколиозом. Вмешательство: для каждого испытуемого использовались два корсета. Стандартный корсет на основе слепка и новый корсет на основе CAD/CAM. Сравнение: эффективность обоих корсетов была определена с помощью рентгена Новые корсеты были на 61 % тоньше и на 23 % легче стандартных. Новые корсеты были более удобными (11 из 15) или эквивалентными (4) стандартным корсетам. Это исследование подтвердило целесообразность данного подхода, который позволяет сделать корсеты более легкими, удобными с коррекцией, эквивалентной стандартным корсетам 35 Участники: 10 пациентов со сколиозом. Сколиотическая кривая = 30,8 (диапазон 18–46 градусов). 6 одиночных кривых и 4 двойных кривых. Вмешательство: TLSO из гипсовой формы и CAD/CAM TLSO. Пациентам было рекомендовано носить корсет 23 часа в сутки. Сравнение: Эффективность обоих корсетов была определена с помощью рентгена Три пациента показали значительное улучшение коррекции с помощью CAD/CAM. У 6 пациентов разницы не было, а у одного – значительное улучшение при использовании гипсовой формы. В целом корсет CAD/CAM продемонстрировал среднюю коррекцию 51 %, по сравнению с 44% при использовании гипсовой TLSO (p=0,46) 46 Участники: 40 человек со сколиозом. Возраст: от 10 до 14 лет. Знак Риссера < 2. Угол Кобба: 25–45. Форма кривой: правая грудная, левая поясничная. Вмешательство: испытуемые были разделены на две группы (20 человек получили корсеты, изготовленные с использованием ручного подхода, и 20 человек – корсеты, изготовленные с использованием CAD/CAM-подхода). Сравнение: эффективность обоих корсетов определялась с помощью рентгена При ручном методе средний угол Кобба уменьшился с 30,6 до 20,8°. При подходе CAD/CAM средний угол Кобба уменьшился с 30,5 до 17,7°. Значительной разницы между двумя подходами не наблюдалось (также в отношении апикальной ротации позвонков) 11 Участники: в исследование были включены 92 пациента. Средний возраст: 12,4 (10–14). Среднее значение признака Риссера: 1,34 (0–3). Средний угол Кобба: 29,2 ± 6 Вмешательство: корсеты, изготовленные на основе мануального подхода. Сравнение: эффективность корсетов определялась на основании рентгенограммы Средняя коррекция в корсетах составила 12,8 ± 6,2 (56 %). Похоже, что после соответствующего обучения опытный CPO способен обеспечить стандарты ручного изготовления корсетов, сопоставимые с последними стандартами CAD/CAM-корсетов традиционного подхода. Две работы были посвящены сравнению корсетов, изготовленных с помощью CAD/CAM и FEA и ручного литья, а две - оценке корсетов, разработанных с использованием CAD/CAM (сравнение не проводилось).

Качество отобранных работ варьировалось от 9 до 16. Качество большинства исследований было низким из-за ограниченного числа испытуемых, участвовавших в отобранных исследованиях. Кроме того, не было предпринято попыток осуществить исследование слепым методом. В табл. 1 и 2 представлена информация об отобранных исследованиях, основанная на методе PICO . В табл. 3 обобщены результаты оценки качества. В таблицах приведена информация о типе вмешательства, тяжести кривых сколиоза, времени наблюдения.

Подведение итогов

Результаты выбранных исследований подтвердили следующие моменты:

• 1.    Новые корсеты, разработанные на основе CAD/CAM -подхода, были эквивалентны таковым при стандартном и системном подходе (ручное литье).

• 2.    Комбинация CAD/CAM с FEA создает корсеты, которые более удобны и могут быть более эффективными, чем изготовленные при традиционном подходе.

• 3.    По-видимому, нет существенной разницы между результатами применения корсетов, разработанных на основе CAD/CAM и традиционного подхода.

• 4.    Коррекция, достигнутая с помощью CAD/CAM- под-хода, больше, чем при использовании гипсовых слепков.

• 5.    Опыт показывает лучшие результаты лечения с помощью корсетов, изготовленных на основе ручного подхода.

• 6.    Корсеты, изготовленные с помощью CAD/CAM, меньше охватывают тело.

Обсуждение

Технология CAD/CAM представляет новый метод в проектировании и изготовлении компонентов ортопедии и протезирования. Этот новый подход используется в данной области с 1976 г. В настоящее время некоторые корсеты для позвоночника, включая Cheneau, Gensingen и Boston, разработаны и изготовлены на основе этого подхода. На самом деле существует два основных подхода, которые могут быть использованы для проектирования спинальных корсетов, включая подход ручного литья и использование CAD/CAM [46]. В литературе есть несколько исследований, посвященных эффективности этих подходов, используемых для изготовления сколиотических корсетов. Однако результаты большинства из них противоречивы. Целью данного обзора была оценка имеющихся литературных данных для определения эффективности данного подхода по сравнению с традиционным.

Фактически существует 9 работ по использованию CAD/CAM -подхода с FEA и без FEA при изготовлении сколиотических корсетов, некоторые из них также были посвящены сравнению эффективности данного корсета с традиционным подходом. Качество большинства из них низкое из-за ограниченного количества исследований, а также не было предпринято попытки осуществить слепые исследования. Следует подчеркнуть, что в большинстве (возможно, во всех) этих исследований оценивался непосредственный эффект от использования корсетов.

Первая цель данного обзора (насколько эффективен корсет, разработанный на основе CAD/CAM -подхода).

Существует две работы, посвященные эффективности корсетов, разработанных с использованием подхода CAD/CAM для коррекции сколиоза. В исследовании, проведенном Борисовым и др., приняли участие 92 человека со сколиозом, угол Кобба которых составлял в среднем 29,2 ± 6°. Результаты этого исследования показали, что средняя коррекция в корсетах составила 12,8 ± 6,2° (коррекция в корсетах составила 56 %) [11]. Они также подтвердили, что опытные CPO могут изготовить корсеты при сколиозе, так же как и при использовании CAD/CAM -подхода, все зависит от их опыта.

В другом исследовании, проведенном Вайс и др., корсет Шено был изготовлен на основе CAD/CAM- под-хода для 21 пациента со сколиозом со средним углом Кобба 31,33 ± 6,58°. Средний угол Кобба в корсетах составил 10,66° при коррекции, равной 66 %. Они сравнили эффективность этого подхода с данными, имеющимися в литературе. Подтверждено, что применение CAD/CAM- подхода приводит к лучшей коррекции в корсетах [37]. На основании вышеупомянутых исследований можно сделать вывод, что сколиотические корсеты, изготовленные с использованием подхода CAD/CAM , приводят к лучшей коррекции. Однако второй вопрос заключается в том, превосходит ли использование этого подхода ручной подход или нет.

Есть ли существенные различия между величиной коррекции сколиотической кривой, достигнутой при использовании данного подхода, по сравнению с ручным литьем?

На самом деле существует 5 работ по сравнению CAD/CAM -подхода и ручного литья. В большинстве из них сравнивался непосредственный эффект от использования корсета. В исследовании, проведенном Сэнкером и др. на 10 пациентах со сколиозом со средним углом Кобба 30,8°(диапазон 18-46), исследовали коррекцию, достигнутую с помощью CAD/CAM -корсета. Она составила 51 % по сравнению с 44 % при использовании гипса.

Заключение

На основании вышеперечисленных исследований и с учетом качества имеющихся исследований нельзя сделать вывод, что использование CAD/CAM -подхода значительно повышает эффективность корсетов. На самом

Таблица 2

Результаты исследований, проведенных для сравнения эффективности корсетов, разработанных на основе

CAD I CAM с использованием FEA или без него, и стандартного подхода _______________

Статья	Метод	Результаты
21	Участники: были набраны 4 пациента с АИС. Вмешательство: для каждого испытуемого были изготовлены два корсета, включая: стандартный TLSO с гипсовой повязкой (корсет STD ) и корсеты, разработанные с использованием FEA и CAD/CAM . Сравнение: немедленная коррекция в корсетах оценивалась с использованием обоих корсетов	При использовании брейса STD грудной и поясничный углы Кобба были скорректированы на 51 и 45 % соответственно, по сравнению с брейсом SIM , которые составили 41 и 48 %. Пациенты чувствовали себя более комфортно с новым брейсом. Эффективность этого подхода была подтверждена в данном исследовании
16	Участники: 40 человек со сколиозом. Угол Кобба: 20-40°. Знак Риссера: 0-2. Вмешательство: испытуемые были разделены на две группы. Те, кто получал TLSO , изготовленные с помощью CAD / CAM, и те, кто получал корсеты, изготовленные на основе CAD / CAM и FEA . 28 пациентов были в контрольной группе, по сравнению с 23 пациентами в тестовой группе. Сравнение: эффективность обоих корсетов определялась с помощью рентгена	Результаты данного исследования подтвердили значительно большую 3D-коррекцию в корсетах, разработанных на основе FEA и CAD / CAM , по сравнению только с CAD / CAM . Сочетание подхода CAD / CAM с FEA позволило разработать более эффективные корсеты для исправления деформаций позвоночника во всех трех плоскостях
22	Участники: 6 испытуемых со сколиозом. Знак Риссера: 0-3 (среднее=1.) Возраст=11-13 лет. Средний угол Кобба: 29 для грудного отдела и 24 для грудопоясничного и поясничного. Вмешательство: для каждого испытуемого использовались два корсета: TLSO, разработанный с помощью CAD / CAM , и стандартный TLSO , разработанный на основе гипсового слепка. Сравнение: эффективность обоих корсетов определялась с помощью рентгенографии в корсетах	Новый брейс уменьшил в среднем грудной угол Кобба на 11°, а углы TL и L - на 16°. В отличие от этого, при использовании стандартного брейса углы Кобба в грудном отделе, TL и L уменьшились на 16, 16 и 13° соответственно. Был сделан вывод, что новый брейс эквивалентен стандартному брейсу
37	Участники: 21 человек со сколиозом (11 грудных, 4 с двойной кривой, 4 поясничных и 2 тораколюмбальных). Средний показатель знака Риссера составил 0,38 ± 0,68. Угол Кобба = 31,33 ± 6,58°. Вмешательство: Брейс Шено был изготовлен на основе CAD / CAM - подхода. Сравнение: угол Кобба по данным рентгенограммы	Средний угол Кобба в корсетах составил 10,6° (66 % коррекции). По сравнению с литературными данными, была отмечена значительная разница, показывающая, что применение CAD / CAM приводит к лучшей коррекции в корсетах
17	Участники: 40 человек со сколиозом. Знак Риссера=0-2. Сколиотическая кривая=20-45. В контрольной группе: угол Кобба = 27 (основной грудной) и 26 (поясничный). В контрольной группе: 33 (основной грудной) и 28 (поясничный). Вмешательство: 19 пациентов получили TLSO, изготовленные на основе CAD / CAM- подхода (контрольная группа) и 21 пациент получил TLSO , изготовленные на основе CAD / CAM и FEM . Сравнение: эффективность обоих корсетов определялась с помощью рентгена	Брейс CTRL уменьшил средние грудные (MT) и поясничные ( L ) изгибы на 8 (29 %) и 10 (40 %), соответственно. В отличие от этого, новый брейс уменьшил кривые MT и L на 14 (43 %) и 13 (46 %). Похоже, что брейсы, разработанные с помощью CAD / CAM и FEM , более эффективны в коррекции грудных изгибов при первой непосредственной оценке в брейсе. Он легче и требует меньшего покрытия поверхности тела

Таблица 3

Результаты оценки качества отобранных исследований

Статья Отчетность Внешняя валидность Внутренняя валидность (предвзятость) Внутреняя валидность (спутывание) Заключительная запись (22) 7 1 4 3 15 (11) 6 1 4 1 12 (15) 7 1 4 2 14 (17) 8 1 4 3 16 (16) 8 1 4 3 16 (37) 4 1 3 1 9 (47) 8 1 4 3 16 (21) 9 1 3 2 15 (35) 7 1 3 2 13 деле использование подхода CAD/CAM может привести к созданию более легких и удобных корсетов. Однако, по-видимому, нет убедительных доказательств того, что он более эффективен, чем традиционный подход. Основным

Eur J Phys Rehabil Med. – 2014. – Vol. 50.

Финансирование. Работы не имела источников финансирования