Предоперационное планирование оптимального хирургического доступа при реконструкции переходного шейно-грудного отдела позвоночника



Conflict of interests: the study was performed within the project ‘Optimization of surgical reconstruction techniques for injuries and diseases of spine junctions using contemporary capacities of biomechanical simulation’, reg. No АААА-А17-1170707660038-0.

Funding: the study had no sponsorship

Введение. Повреждения переходного шейно-грудного отдела позвоночника составляют до 3,5% всей травмы позвоночного столба. Большинство реконструктивных вмешательств в С6-Th2 зоне выполняется из переднего доступа. При этом передний доступ к нижней границе переходного шейно-грудного отдела является нетривиальной задачей для хирурга. Sharan A.D. с соавт. показали, что тела позвонков Тh2 и Тh3 в большинстве случаев соответствуют уровню яремной вырезки рукоятки грудины, а Тh4-Тh5 позвонки – уровню синхондроза рукоятки с телом грудины [1]. Считается, что стандартный нижнешейный доступ по Cloward обеспечивает достаточную экспозицию до Тh2 позвонка, доступ с пересечением рукоятки грудины – до Тh3 позвонка, а латеральный трансторакальный доступ – ниже Тh3 позвонка [2]. Несмотря на то, что большинством авторов описывается возможность при нижнешейном доступе инструментирования Тh1 и даже Тh2 позвонков [2–5], в клинической практике мы сталкиваемся с индивидуальными анатомическими особенностями, влияющими на особенности доступа. Скелетирование передней поверхности тел С6-Th2 позвонков оптимально выполнять из стандартного нижнешейного доступа Cloward, однако у некоторых пациентов в зависимости от анатомических особенностей, таких как форма грудной апертуры, высота расположения рукоятки грудины и степень шейно-грудного кифоза требуется выполнение ману- бриотомии для обеспечении работы на уровне Th1-Th2 [1, 6]. Предоперационный анализ рентгенографии и компьютерных томограмм (КТ) позволяет оценить индивидуальные особенности и в каждом случае планировать оптимальный вариант доступа к переходному шейно-грудному отделу позвоночника.

В доступной литературе описано несколько рентгенографических показателей нижнешейного отдела позвоночника: линия межпозвонкового диска, угол входа в грудную клетку (thoracic inlet angle/TIA), проекционный угол (рис. 1).

Существует ряд ограничений и недостатков предложенных методов оценки доступа к шейно-грудному переходу (ШГП). В связи с этим принято решение оценить удобство использования такого рентгенологического показателя как грудинно-шейный угол (sternocervical angle/SCA). На основе базы данных КТ случайных взрослых пациентов определены нормальные значения и пороговые значения SCA для определения возможности выполнения переднего доступа к С7, Th1 или Th2 позвонкам без манубриотомии и стернотомии.

Материал и методы. Для этого исследования не требовалось согласия пациентов. DICOM-файлы КТ для оценки предложенного показателя – SCA – были получены из базы данных НИИТОН СГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава РФ. Были включены сканы пациентов в возрасте более 16 лет, чтобы исключить потенциальное влияние недоразвития скелета.

Критериями исключения были: заболевания, препятствующие проведению измерений в сагиттальной плоскости (опухоль, травма, фиксированная деформация позвоночника, предшествовавшая операция), аномальное количество тел позвонков.

Проведен анализ 84 КТ. Регистрировались данные о пациенте, включая диагноз, возраст и пол. Проводили измерение проекционного угла [7] для С7, Th1 и Th2 позвонков и SCA (рис. 2). При анализе мы провели оценку нового рентгенологического показателя в зависимости от пола и возраста, а также выявили пороговые значения SCA для определения возможности выполнения переднего шейного доступа без манубриотомии. Все радиологические измерения были выполнены одним хирургом с использованием программы Intelli-Space Portal (Phillips).

Рисунок 1. Варианты планирования переднего доступа к переходному шейно-грудному отделу позвоночника. А. Линия межпозвонкового диска – прямая линия, проходящая параллельно через дисковое пространство и над рукояткой грудины. Б. Шейно-грудной угол (cervico-thoracic angle/ CTА) – угол между горизонтальной линией от вырезки рукоятки грудины до переднего края соответствующего позвонка и линией, соединяющей рукоятку грудины и середину передней границы межпозвонкового диска C7/T1. В. Угол обзора хирурга – угол между линией обзора хирурга параллельной нижней замыкательной пластине и горизонтальной линией, проходящей через верхнюю точку рукоятки грудины. Г. Угол входа в грудную клетку (thoracic inlet angle/TIA) – угол, образованный линией от вершины рукоятки грудины к середине верхней замыкательной пластинки T1 позвонка и линией, перпендикулярной верхней замыкательной пластине. Д. Проекционный угол – угол, образуемый линией, проходящей вдоль верхней замыкательной пластинки тела позвонка (C7-Th2), и линией, проходящей от передневерхнего угла тела позвонка к рукоятке грудины. Е. Грудинно-шейный угол (sternocervical angle/SCA) – угол, образуемый линией перпендикулярной нижней замыкательной пластинки C7 позвонка и линией, проходящей от середины нижней замыкательной пластины C7 позвонка к рукоятке грудины.

Рисунок 2. А. Проекционный угол – угол, образуемый линией, проходящей вдоль верхней замыкательной пластинки тела позвонка (C7-Th2), и линией, проходящей от передневерхнего угла тела позвонка к рукоятке грудины. Б. SCA – угол, образуемый линией перпендикулярной нижней замыкательной пластинки C7 позвонка и линией, проходящей от середины нижней замыкательной пластины C7 позвонка к рукоятке грудины.

Для оценки возможности доступа к С7, Th1 или Th2 позвонкам мы выбрали проекционный угол, как наиболее удобный и информативный из изученных ранее показателей. Проекционный угол – угол, образуемый линией, проходящей вдоль верхней замыкательной пластинки тела позвонка (C7-Th2), и линией, проходящей от передневерхнего угла тела позвонка к рукоятке грудины. Считали положительный проекционный угол и отрицательный до -20 град. достаточным для стандартного переднего доступа без манубриотомии. При отрицательном проекционном угле более -20 град. – доступ считали затруднительным, требующим дополнительной манубриотомии. Примеры расчета угла проекционного угла к С7, Th1 и Th2 позвонкам представлены на рисунке 3.

Рисунок 3. Примеры расчета проекционного угла к С7, Th1 и Th2 позвонкам

SCA – угол, образуемый линией перпендикулярной нижней замыкательной пластинки C7 позвонка и линией, проходящей от середины нижней замыкательной пластины C7 позвонка к рукоятке грудины.

При статистической обработке данных применяли программы Microsoft Excel 2010 и SPSS 21.0. При обработке данных применяли методы непараметрической статистики в связи с ненормальным распределением большинства параметров (оценка нормальности распределения по критериям Колмогорова-Смирнова и Шапиро-Уилка) и малой выборкой. Для описания количественных данных использовали медиану и 25-75 процентили (квартили). Качественные признаки были представлены в абсолютных значениях и процентах. Для выявления связи между параметрами применяли корреляционный анализ Спирмена (до 0,3 – слабая связь, 0,3-0,7 – умеренная, 0,7-1,0 –сильная). Для выявления порога значимых значений количественных признаков строили ROC-кривые с оценкой индекса Юдена. Для всех используемых методов оценивали двустороннюю значимость (р < 0,05).

Результаты. Медиана возраста составила 61 год (квартили: 54-67, мин. – 26, макс. - 80 лет). Превалировали мужчины (79 %). В большинстве случаев (83 %) пациентам проводилось КТ исследование по поводку патологии сосудов шеи и головы (атеросклероз, извитость, диссекция или тромбоз артерий, артерио-венозная мальформация, аневризма интракраниальных сосудов) (табл. 1).

Таблица 1.

Данные по возрасту, полу, диагнозу, а также проекционный и грудинно-шейный углы вошедших в исследование снимков КТ

Параметр	n=84
Возраст, года, Me (квартили)	61 (54; 67)
Мужчины, n (%)	66 (79 %)
Диагноз, n (%)
Патология сосудов головы и шеи	70 (83 %)
Синдром грудного выхода	2 (2 %)
Онкология	7 (8 %)
Перелом зубовидного отростка	2 (2 %)
Повреждение плечевого сплетения	1 (1 %)
Норма	2 (2 %)
Проекционный угол С7, град., Me (квартили)	4 (0; 16)
Проекционный угол Th1, град., Me (квартили)	- 16 (-7; -24)
Проекционный угол Th2, град., Me (квартили)	- 33 (-26; -41)
Грудинно-шейный угол, град., Me (квартили)	93 (86; 104)

Проекционный угол позволял осуществить доступ без манубриотомии (больше -20 град.) в 93 %, 67 % и 13 % для С7, Th1 и Th2 позвонков, соответственно (рис. 4). Выявлена умеренная отрицательная корреляция проекционных углов для всех исследуемых позвонков с возрастом (коэффициент Спирмена = -0,4, р < 0,001). Не выявлена корреляция с полом.

позвонок

Рисунок 4. А. Медиана и размах данных проекционного угла для С7, Th1 и Th2 позвонков

Медиана SCA составила 93 град. (квартили: 86; 104, мин. 58 град., макс. 127 град.). Как и для проекционных углов, выявлена умеренная отрицательная коррелляция с возрастом (коэффициент Спирмена = -0,4, р < 0,001), и не было зависимости от пола (рис. 5).

Рисунок 5. Диаграмма рассеивания для возраста и грудинно-шейного угла. Выявлена умеренная отрицательная корреляция с возрастом (коэффициент Спирмена = -0,4, р < 0,001)

Выявлена сильная корреляция грудинно-шейного угла с проекционным углом для С7, Th1 и Th2 позвонков (коэффициент Спирмена = 0,96; 0,91 и 0,77, соответственно, р < 0,001). Проведен ROC-анализ с расчётом индекса Юдена для поиска пограничного значения грудинно-шейного угла, при котором можно выполнить доступ к позвонку без манубриотомии (проекционный угол к соответствующему позвонку больше -

20 град.). Выявлено, что доступ к С7 позвонку без манубрио-томии можно осуществить при грудинно-шейном угле более 70 град. в 100% случаев, к Th1 позвонку при угле более 90 град. – в 94 % случаев, и к Th2 позвонку при угле более 110 град. – в 43 % случаев (рис. 6). Следует отметить, что при возрасте более 70 лет доступ к Тh2 позвонку без манубриотомии ограничен.

Рисунок 6. Пограничные значения SCA, при котором можно выполнить доступ к позвонкам С7, Th1 и Th2 без манубриотомии

Обсуждение. Самым простым рентгенологическим параметром является линия межпозвонкового диска (прямой линией, проходящая параллельно через дисковое пространство и над рукояткой грудины). По данным Karikari I.O. с соавт., наиболее распространенным доступным уровнем был Тh1-Тh2, за ним следовали С7-Тh1, Тh2-Тh3 и С6-С7 [8]. Авторы обнаружили, что доступ к C7-Th1 возможен через простой нижнешейный доступ у 77 % пациентов. Кроме того, у двух третей пациентов таким способом можно достичь Тh1-Тh2 позвонков.

Teng Н. с соавт. в 2009 г. предложили для определения объема операции в зависимости от локализации поражения использовать шейно-грудной угол (cervicothoracic angle/CTА), который представляет собой угол между горизонтальной линией от вырезки рукоятки грудины до переднего края соответствующего позвонка и линией, соединяющей рукоятку грудины и середину передней границы межпозвонкового диска C7/Th1 [9]. Авторы показали, что у большинства пациентов с поражением ШГП применим стандартный нижнешейный супрастернальный доступ или комбинированный доступ с манубриотомией и сохранением грудино-ключичных суставов. Выполнение спондилосинтеза из переднего доступа у пациентов с относительно длинной шей удобнее из-за меньшей вероятности применения манубриотомии.

В 2011 г. Falavigna А. с соавт. представили идею так называемой «линии обзора хирургов» в качестве ориентира при принятии решения о необходимости манубриотомии [10]. Эта линия похожа на линию межпозвонкового диска, но более точна. Авторы определили линию как параллельную нижней замыкательной пластины здорового позвонка или позвонка над грыжей межпозвонкового диска.

Hong-Ming Xu с соавт. проанализировали 222 магнитнорезонансных томограмм шейногрудного перехода в срединно-сагиттальном срезе [11]. Авторы исследовали угол между линией обзора хирурга и горизонтальной линией, проходящей через верхнюю точку рукоятки грудины, а также дистанцию между рукояткой грудины и линией обзора хирурга. Авторы отметили, что и дистанция, и угол значительно различались в зависимости от пола, причем у женщин дистанция больше, а угол меньше, чем у мужчин. Это связано с более прямым женским позвоночником. Таким образом, у мужчин доступ к ШГП без манубриотомии сложнее, данная категория пациентов имеет больший сопутствующий риск осложнений при переднем доступе. Существенной разницы в зависимости от возраста авторы не выявили.

Lee S.H. с соавт. в 2012 г. описали угол входа в грудную клетку (TIA) как угол, образованный линией от вершины рукоятки грудины к середине верхней замыкательной пластинки T1 позвонка и линией, перпендикулярной верхней замыкательной пластинке [12]. Авторы показали высокую корреляцию нового показателя с другими параметрами сагиттального баланса (Cranial offset, Cervical tilting, Cranial tilting, Т1 угол наклона, угол C0-2, угол C2-7, Cranial offset, Cervical tilting, Cranial tilting). Кроме того, авторы предположили, что, в связи с относительной неподвижностью комплекса грудина-ребра-Тh1 позвонок, TIA является фиксированным параметром, не зависящим от положения тела в пространстве в отличие от других показателей.

В 2021 г. Joseph F. Baker [7] предложил еще один параметр для оценки переднего доступа к ШГП - проекционный угол. Проекционный угол был положительным, если проекция находилась над рукояткой. Кроме того, авторы исследовали TIA, входное расстояние грудной клетки (thoracic inlet distance/TID – расстояние в мм от середины верхней замыкательной пластинки Т1 до вершины рукоятки) и угол наклона таза (pelvic incidence/ PI). Проекционный угол был положительным в 95 % для C7, 73 % для Th1 и 30 % для Th2 позвонка. Проекционный угол на всех уровнях слабо, но значимо коррелировал с возрастом и имел сильную отрицательную связь с TIA. Авторы сделали вывод, что по мере приближения TIA к 105 град. доступ к C7/ Th1 может оказаться более сложным.

Ранее было показано, что стандартные параметры оценки сагиттального баланса, такие как: угол наклона Th1 позвонка (угол между линией, проведенной через верхнюю замыкательную пластину Th1, и горизонтальной осью), степень смещения центра тяжести C2-C7 (sagittal vertical axis/SVА C2-C7 – расстояние от верхнего заднего края C7 до вертикальной линии, проходящей через центр C2), сильно зависят от положения и осанки [13]. Таким образом, применение их для определения возможностей переднего доступа ограничено. Предложенные выше параметры (линия межпозвонкового диска, шейно-грудной угол и угол обзора хирурга) предназначены для оценки доступа к межпозвонковым дискам при дегенеративных заболеваниях, и не являются достаточно удобными и точными при травмах позвоночника, когда требуется более широкое выделение тел позвонков для инструментирования. TIA наиболее подходящий параметр для оценки необходимости манубриотомии при доступе к ШГП, однако также имеет ряд недостатков. Применение такого способа предоперационного планирования как TIA в клинической практике имеет некоторые ограничения вследствие привязки к анатомическим ориентирам, которые могут быть утеряны вследствие особенностей травмы (взрывные переломы позвонков) или их смещению при повреждениях типа С. TIA тяжело оценить при боковой рентгенографии из-за плохой визуализации верхних грудных позвонков. При оценке проекционного угла возникают сложности в понимании положительных и отрицательных углов.

Для устранения этих недостатков, упрощения и стандартизации мы предложили новый удобный рентгенологический показатель, позволяющий оценить возможность стандартного нижнешейного доступа Cloward без манубриотомии и стернотомии для доступа к С7-Т2 позвонкам. Грудинно-шейный угол (sternocervical angle/SCA) – угол, образуемый линией перпендикулярной нижней замыкательной пластинки C7 позвонка и линией, проходящей от середины нижней замыкательной пластины C7 позвонка к рукоятке грудины. Для определения SCA используется стандартный параметр оценки саггитального баланса – угол С2-7 Cobb. Оценка SCA можно проводить по данным рентгенографии, МРТ и КТ. Всегда положительный угол устраняет возможные ошибки в оценке параметра. SCA позволяет оценить возможность доступа при нестабильной травме ШГП, в том числе – дислокационного типа.

Интересно, что из нашего анализа случайных КТ взрослых пациентов этот метод предсказывает, что доступ без манубри-отомии может быть выполнен в 93 %, 67 % и 13 % для С7, Th1 и Th2 позвонков, соответственно. Несмотря на то, что мы изучали только данные КТ, предложенный показатель грудинно-шейный угол может использоваться и при анализе стандартной рентгенографии и магнитно-резонансной томографии. В нашем исследовании выявлена зависимость грудинно-шейного угла от возраста, что согласуется с данными Baker J.F. с соавт. [7]. Причем показано, что у пожилых пациентов доступ может быть затруднен, и практически невозможен при необходимости инструментировать Th2 позвонок у пациентов старше 70 лет.

Тем не менее, настоящее исследование имеет ряд ограничений. Мы не оценивали рост, массу, ИМТ и специфические анатомические вариации. Медиана возраста в нашем исследовании составила 61 год, тогда как хирургическое лечение при травме ШГП по данным литературы чаще наблюдается у более молодых пациентов 40-50 лет [14-16]. Кроме того, несмотря на то, что мы не включали в настоящее исследование пациентов с травмой и дегенеративным поражением шейного отдела позвоночника, тем не менее, иногда наблюдались изменения сагиттального баланса у пациентов старшей возрастной группы с дегенеративными поражениями позвоночника.

Вывод. Таким образом, мы описали альтернативный метод определения возможности при стандартном переднем шейном доступе без манубриотомии и стернотомии выделить и инструментировать шейно-грудной переходный отдел. Данное исследование повлияло на нашу повседневную клиническую работу. На сегодняшний день мы считаем важным оценивать грудинно-шейный угол на предоперационных сагиттальных снимках при планировании переднего доступ к шейно-грудному переходу. Эта информация имеет важное значение для предоперационной подготовки и обсуждения с пациентом оптимальной тактики лечения перед операцией.