Рентгеноморфологические особенности позвонков при идиопатическом сколиозе высокой степени риска

• ¹Вв едение. Современные ортопедия и верте-брология достигли огромных успехов в разработке новых методов лечения заболеваний и повреждений позвоночника. Тем не менее вопросы лечения больных идиопатическим сколиозом (ИС) остаются на повестке дня вертебрологов, поскольку симптомо-комплекс данного заболевания включает изменения практически всех составляющих позвоночника, грудной клетки, таза и проявляется нарушением формы и структуры позвонков, паравертебральных и ягодичных мышц, тазобедренного сустава, что вносит коррективы в стандартную технологию транспедикулярной фиксации [1–5].

Большая часть публикаций о состоянии позвоночника при идеопатическом сколиозе посвящена денситометрическим исследованиям, определяющим степень остеопении или выявляющим остеопороз. Так, Xu Sun et al. (2013) cчитают, что остеопения идентифицируется как новый независимый фактор риска в прогрессировании деформации после лечения. Знание минеральной плотности кости (МПК) позвонков до лечения, по мнению авторов, может помочь предсказать результат инструментальной фиксации [6]. T. P. Lam et al. (2011) также полагают, что у больных ИС на фоне остеопении нарушено качество кости, которое было выявлено с использованием традиционной денситометрии и количественного ультразвука [7]. Ряд исследований каса-

ются изучения позвоночника при сколиозе методом компьютерной томографии [8–11]. Однако все эти работы посвящены в основном изучению анатомических и морфометрических особенностей ножек дуги позвонка (pediculus arcus vertebrae) до операции и после оперативных вмешательств — для определения степени дислокации винтов, тогда как данные об анатомических и рентгеноморфологических изменениях тел позвонков, особенно с количественной оценкой плотности, представлены в ограниченном количестве исследований [12–15].

Цель: проанализировать анатомические и рентгеноморфологические изменения позвонков у больных идиопатическим сколиозом различной степени тяжести методом мультисрезовой компьютерной томографии (МСКТ).

Материал и методы. У 27 больных идиопатическим сколиозом различной степени тяжести в возрасте от 16 до 34 лет методом МСКТ изучено состояние позвонков в грудном и поясничном отделах позвоночника (270 позвонков) в рамках сплошного ретроспективного одноцентрового исследования. Пациенты обследованы в 2017–2018 гг. в целях подготовки к оперативному лечению. Женщины преобладали в данной группе (25 из 27). Грудной сколиоз был у 18 больных, грудопоясничный сколиоз наблюдался в 7 случаях, поясничный обнаружен у двух больных. Типичный правосторонний сколиоз имелся у 25 больных, левосторонний (атипичный) сколиоз средне- и нижнегрудной локализации выявлен у двух пациентов.

У 37,1% больных деформация составляла 90120°, у 62,9% — от 60 до 89° (3-4-я степень по классификации В. Д. Чаклина) (табл. 1).

Критерий включения: больные идиопатическим сколиозом до лечения c деформацией от 60 до 120°.

Критерии исключения: пациенты с наличием врожденной патологии позвоночника и спинного мозга, со сколиозом другой этиологии.

Исследование проведено на томографе GEOPTIMACT 660 (USA). Изучены плотность позвонка, высота позвонка по вогнутой и выпуклой поверхностям, фронтальный и сагиттальный диаметр. МСКТ позвоночника выполнена пациентам для планирования хирургического вмешательства на позвоночнике; анатомические и рентгеноморфологические изменения позвонков изучены параллельно с использованием рабочей станции и дополнительных программ. Измерение плотности позвонков проводили на аксиальных срезах, по всей площади поперечного сечения позвонка. Для этого на аксиальном срезе тело позвонка обводили замкнутой линией, внутри которой измеряли плотность и площадь. Кроме того, исследовали и локальную плотность позвонка в отдельных его участках, которые отличались по структуре от основной архитектоники позвонка. Для определения высоты позвонка по вогнутой и выпуклой поверхностям использовали MPR во фронтальной плоскости. При обработке данных МСКТ использовали современные возможности рабочей станции. В связи с тем что данные о высоте отличалась как в зависимости от антропометрических показателей больных, так и от анатомических изменений позвоночника, определяли их отношение с выпуклой стороны к вогнутой в процентах. При анализе фронтального и сагиттального размеров определяли изменение отношения фронтального диаметра к сагиттальному в зависимости от величины деформации для апикального и прилежащих позвонков. Определение фронтального (f) и сагиттального (s) диаметра позвонка производили на аксиальном срезе, измеряя ширину (фронтальный диаметр — f) и передне-задний размер позвонка (сагиттальный диаметр — s) (рис. 1).

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета анализа данных Microsoft

EXСEL-2010 и программы Attestat-2001. Для определения нормальности распределения выборки использовали критерий Шапиро — Уилка. Распределение нормальное. Приведенные в таблицах значения представлены в виде М±σ. Для оценки значимости различий использовали t-критерий Стьюдента.

Результаты. Результаты исследования показали, что отношение фронтального диаметра апикального позвонка к сагиттальному при деформации позвоночника 100–120° составляло 1,4:1,0 (фронтальный диаметр на 29,7±1,3% больше сагиттального). Для позвонка, следующего за апикальным в каудальном направлении, соотношение составило 1,6:1,0 (фронтальный диаметр на 34,2±2,3% больше сагиттального). У пациентов с деформацией в 60–80° отношение фронтального диаметра апикального позвонка к сагиттальному составило 1,3:1,0 (фронтальный диаметр на 24,2±1,4% больше сагиттального). Для позвонка, следующего за апикальным в каудальном направлении, соотношение составило 1,5:1,0 (фронтальный диаметр на 30,0±1,7% больше сагиттального). Таким образом, при более выраженной деформации преобладание фронтального диаметра над сагиттальным на 4-5% больше, чем при деформации менее 90° (рис. 2).

Изучение высоты позвонка по выпуклой и вогнутой сторонам у больных с различной величиной деформации показало, что при деформации 65–80° высота позвонка по выпуклой стороне на 22,3±1,7% больше, чем по вогнутой; при деформации более 90° разница составляет 28,9±2,1%. В абсолютных цифрах разница высоты позвонка на вершине деформации в грудном отделе по выпуклой и вогнутой сторонам составляла при величине искривления в 65–80° 4,7±0,9 мм; при деформации более 90° — 6,5±0,6 мм (рис. 3).

Изучение плотности тел позвонков у больных с различной величиной деформации позвоночника показало, что максимальная плотность при любой величине деформации была выше по вогнутой стороне деформации, минимальная была выше по вогнутой стороне только в грудном отделе, а средняя плотность достоверно отличалась только при деформации 60–90° в грудном отделе (табл. 2).

Таблица 1

Распределение больных по величине деформации позвоночника (по Cobb) [3]

Пол	Деформация позвоночника в градусах, n
	60–89°	90–120°	Всего
Мужской	1	1	2
Женский	16	9	25
Итого	17	10	27
В %	62,9	37,1	100

Таблица 2

Плотность тел позвонков у больных идиопатическим сколиозом различной степени тяжести (М±σ)

Угол сколиоза	Отдел позвоночника	Плотность позвонков, HU (единицы Хаунсфилда)
		Выпуклая сторона			Вогнутая сторона
		макс.	мин.	средняя	макс.	мин.	средняя
60–90°	Грудной Поясничный	798,2±105,61 848,5±96,5	26,9±6,7 47,2±13,5	217,5±23,63 262,9±32,2	825,9±112,2 897,6±117,2	55,6±16,5 49,4±18,6	255,7±29,2 286,4±61,5

Окончание табл. 2

а

б

Угол сколиоза	Отдел позвоночника	Плотность позвонков, HU (единицы Хаунсфилда)
		Выпуклая сторона			Вогнутая сторона
		макс.	мин.	средняя	макс.	мин.	средняя
Больше	Грудной	811,2±99,82	29,4±8,7	256,6±44,7	891,2±106,4	62,1±19,2	267,1±36,2
90°	Поясничный	948,5±96,5	47,2±13,5	262,9±32,2	997,6±117,2	49,4±18,6	286,4±61,5

Примечание: 1 — значимость различий максимальной плотности по выпуклой и вогнутой сторонам в грудном отделе при деформации 60–90° (р<0,05); 2 — значимость различий максимальной плотности по выпуклой и вогнутой сторонам в грудном отделе при деформации больше 90° (р<0,05); 3— значимость различий средней плотности по выпуклой и вогнутой сторонам в грудном отделе при деформации 60–90° (р<0,05).

в

Рис. 1. МСКТ грудного отдела позвоночника больной идиопатическим сколиозом. Методика определения: а — фронтального и сагиттального диаметров; б — общей плотности позвонка с построением гистограммы; в — высоты позвонков

а

б

в

г

Рис. 2. МСКТ грудного отдела позвоночника больных идиопатическим сколиозом: а — аксиальный срез апикального позвонка, величина деформации 100°; б — аксиальный срез позвонка, расположенного каудальнее апикального, величина деформации 100°; в — аксиальный срез апикального позвонка, величина деформации 65°; г — аксиальный срез позвонка, расположенного каудальнее апикального, величина деформации 65°

а

б

Рис. 3. МСКТ грудного отдела позвоночника у больных идиопатическим сколиозом. MPR во фронтальной плоскости: а — определение высоты позвонков по выпуклой и вогнутой сторонам при деформации 70°; б — определение высоты позвонков по выпуклой и вогнутой сторонам при деформации 100°

Таблица 3

Отличия рентгеновской плотности позвонков в грудном и поясничном отделах при сколиозе с различной степенью деформации позвоночника по StDv

Угол деформации	Рентгеновская плотность, HU (единицы Хаунсфилда), StDv
	Грудной отдел		Поясничный отдел
	выпуклая сторона	вогнутая сторона	выпуклая сторона	вогнутая сторона
60–90°	112,2±8,01	132,5±15,6	125,46±13,3	148,16±87,1
Больше 90°	122,5±18,22	147,9±56,4	137,2±34,2	151,8±52,0

Примечание:1 — значимость различий плотности по выпуклой и вогнутой сторонам в грудном отделе при деформации 60–90° (р<0,05);

2 — значимость различий плотности по выпуклой и вогнутой сторонам в грудном отделе при деформации больше 90° (р<0,05).

а

б

Рис. 4. МСКТ поясничного ( а ) и грудного ( б ) отделов позвоночника больной идеопатическим сколиозом с деформацией в грудном отделе 100°. Аксиальные срезы

На рис. 4 представлены томограммы позвонков грудного и поясничного отделов с измерением минимальной, максимальной, средней плотности, StDv, построением гистограмм. Как следует из рисунка, наиболее четкие отличия выявляются при анализе StDv, поскольку при одинаковом среднем показателе плотности позвонки с участками разрежения, грыжей Шморля, жировой дегенерацией костного мозга будут отличаться именно по StDv (табл. 3).

Обсуждение. С каждым годом увеличивающееся количество хирургических вмешательств на позвоночнике у больных идиопатическим сколиозом с использованием различных способов фиксации, особенно транспедикулярной, требует тщательной подготовки больных к данному вмешательству, в частности путем обследования с применением лучевых методов диагностики [6, 9, 12, 14]. Чаще всего вертебрологов интересуют анатомические и рентгеноморфологические особенности ножек дуги позвонка, поскольку именно они являются объектом непосредственного вмешательства при использовании транспедикулярной фиксации. Этому посвящены многие анатомические и рентгенологические исследования [8, 9, 11]. Однако степень изменения тела позвонка тоже имеет большое значение, на что обращено внимание в сравнительно небольшом количестве публикаций [15–17]. В работе С. Т. Ветрилэ с соавт. (2004) методом КТ изучена плотность тел позвонков у больных идеопатическим сколиозом. Средний угол сколиоза по Коббу в грудном отделе 54,5° и в поясничном 36,2°. В качестве контроля обследованы 30 больных с дистрофической люмбалгией без деформации позвоночника и 20 пациентов аналогичной возрастной группы. У больных сколиозом медианная плотность с выпуклой стороны составляла 181,2±72,9 HU, с вогнутой 224,7±77,7 HU [15]. Поскольку в нашем исследовании у больных величина деформации во второй группе была значительно больше (90° и больше), медианная плотность тел позвонков по выпуклой стороне составила 256,62±44,7, по выпуклой 267,1±36,2 HU. В статье Я. Х. Ибрагимова с соавт. (2010) указано, что при идиопатических сколиозах максимальные показатели плотности тела апикальных позвонков с вогнутой стороны были в 1,3 раза больше, чем с выпуклой. Данные о плотности на выпуклой стороне деформации почти не отличались от здоровых [16]. В нашем исследовании у больных с величиной деформации больше 90° максимальная плотность тел позвонков по вогнутой стороне была в 1,3 раза больше, чем с выпуклой, минимальная в 2,1 раза больше, а медианная в 1,0 раз. Значительное отличие минимальной плотности в нашем исследовании связано с более выраженным разрежением костной структуры тел позвонков на выпуклой стороне сколиоза и одновременным уплотнением на вогнутой, поскольку величина деформации превышала 90°. По данным T. Makino et al. (2017), плотность позвонков (HU) у больных нейромышечным сколиозом была меньше (139,0 HU), чем у больных идиопатическим сколиозом (209,5) (p<0,001). Более высокие показатели плотности тел позвонков при идиопатическом сколиозе в сравнении с нашими данными также связаны с меньшим углом деформации в представленной группе [17].

Еще один из показателей, который достаточно редко обсуждается в специальной литературе, — это фронтальный и сагиттальный диаметр позвонков у больных с деформацией позвоночника. В норме диаметры позвонка у взрослых здоровых пациентов изучены в работе Г. В. Дерюжова с соавт. (2002) по данным МРТ. По мнению авторов, эти показатели играют важную роль для количественной характеристики позвоночно-двигательного сегмента [18]. В работе T. S. Illis et al. (2017) указано, что для сколиотической деформации векторные проекции в аксиальной плоскости предоставляют информацию о латеральной декомпенсации позвоночника и боковом смещении позвонков, что необходимо для полной оценки кривых сколиоза, поскольку, несмотря на сходные представления во фронтальной и сагиттальной плоскостях, проявление сколиоза в аксиальной плоскости может быть совершенно другим [19]. При изучении особенностей позвонков в аксиальной плоскости нами выявлено, что чем больше величина деформации, тем больше фронтальный диаметр по отношению к сагиттальному. При деформации 100–120° преобладание фронтального диаметра над сагиттальным на 4-5% больше, чем при деформации менее 90°, и это свидетельствует об изменении формы позвонков и смещении их в аксиальной плоскости, что необходимо оценивать, учитывая трехплоскостной характер деформации [20].

Заключение. Результаты работы показали, что изучение анатомических и структурных изменений позвонков у больных идиопатическим сколиозом высокой степени риска в сравнении с пациентами, имеющими менее выраженную деформацию, выявило отличия как качественных, так и количественных показателей. Количественная оценка плотности позвонка, фронтального и сагиттального диаметров, высоты позвонков по выпуклой и вогнутой сторонам позволила получить новые данные о характере изменения структуры тела позвонка: у больных с деформацией более 90° в структуре тела апикальных позвонков выявлены участки разрежения достаточно большой площади, о чем свидетельствуют низкие значения минимальной плотности, которые в 2,1 раза были меньше, чем с вогнутой стороны. Получены данные об увеличении фронтального диаметра позвонка по сравнению с сагиттальным, что связанно с величиной деформации.