За последние 50 лет спондилодез стал стандартной операцией при большинстве патологических состояний позвоночного столба. Инструментарный тораколюмбарный спондилодез нашел широкое применение в лечении дегенеративных заболеваний и деформаций позвоночного столба у пациентов различных возрастных групп. С учетом высоких клинических показателей при использовании данной методики, изучение долгосрочных результатов отошло на 2 план [5,7].
Несмотря на то, что факт возникновения синдрома смежного уровня (ССУ) после спондилодеза не подлежит сомнению, этиология возникновения заболевания недостаточно ясна [7]. В последние годы все больше внимания в мировой литературе уделяется т.н. позвоночно-тазовому сагиттальному балансу и его роли в развитии патологии позвоночного столба [3,6]. Исключением не стал и синдром смежного уровня. Все больше литературных данных свидетельствует о прямой корреляции этих состояний [4,9]. Однако ввиду отсутствия методики количественной оценки сагиттального позвоночно-тазового баланса провести его эффективный анализ до и после выполнения спондилодеза и оценить вклад в развитие синдрома смежного уровня не представляться возможным. Кроме того, отсутствие единого мнения относительно патогенеза и частоты развития синдрома смежного уровня неизбежно приводит к определенным трудностям, связанным с изучением данной патологии.
Целью нашего исследования явился эффективный количественный анализ сагиттального пояснично-тазового баланса у пациентов после выполнения ригидной фиксации позвоночного столба и оценка его связи с развитием синдрома смежного уровня.
Материалы и методы. Для решения поставленной задачи было проведено исследование типа «случай контроль». В исследовании приняло участие 72 пациентов (средний возраст 46,4 года) после выполнения задней ригидной фиксации позвоночника по поводу различных заболеваний позвоночного столба, как травматического, так и дегенеративного характера. Средний срок наблюдения составил 46,31 месяцев (3,86 лет).
Пациенты были разделены на 2 группы: в первую (основную) группу вошли пациенты (29 человек) с наличием клинических и рентгенологических признаков синдрома смежного уровня. В клинической картине у таких пациентов преобладал вновь возникший неврологический дефицит в позднем послеоперационном периоде (не менее 1 года после операции). Со стороны рентгенологической картины отмечалось наличие признаков дегенерации вышележащего смежного сегмента с отсутствием таковых на рентгенограммах, выполненных в раннем послеоперационном периоде. К рентгенологическим признакам синдрома смежного уровня мы относили: снижение высоты межпозвонкового диска, наличие краевых остеофитов на замыкательных пластинках позвонков, наличие спондилолистеза. Кроме того, важной особенностью отбора пациентов являлось отсутствие каких-либо осложнений со стороны металлоконструкции или ошибок в операционной технике. Среднее число фиксируемых сегментов составило 2,32.
Во вторую (контрольную) группу вошли пациенты (42 человека) после выполнения спондилодеза без наличия вновь развившихся неврологических нарушений в отдаленном послеоперационном периоде, признаков дегенерации смежного сегмента и осложнений со стороны металлоконструкции. Среднее число фиксируемых сегментов в данной группе пациентов составило 2,16.
У всех пациентов из представленных двух групп определялись пояснично-крестцовые анатомические и геометрические параметры, по разработанной нами методике [12], а именно: центральный угол сегмента окружности (α), угол лордоза (β), угол наклона крестца (SТ), угол отклонения крестца (SD). Для расчета центрального угла измерялись высота сегмента окружности и длина хорды окружности. Расчет центрального угла выполнялся по формуле α=2arcsin(C/2r).
Кроме того, для всех пациентов определялись коэффициенты, предложенные нами: поясничный коэффициент (Kl) - отношение угла лордоза к центральному углу: Kl=β/α
Крестцовый коэффициент (Ks) - отношение угла наклона крестца к углу отклонения крестца Ks=SS/SD. Позвоночно-крестцовый баланс (LSB) можно рассчитать по формуле |Ks - Kl| [12].
Измерения выполнялись в программах RadiAnt DICOM Viewer (Medixant, Польша) и ImageJ 1.47v (Wayne Rasband, National Institutes of Health, USA). Данные вносились в таблицу, составленную при помощи программы Microsoft Excel 2010 (MS Corp. USA). Статистическая обработка данных выполнялась в программе IBM SPSS Statistics Version 19 (SPSS Inc., IBM Company).
Для сравнения основной и контрольной группы (с/без развития ССУ) мы использовали U-критерий Манна-Уитни - непараметрический статистический тест для оценки различий между двумя независимыми выборками по уровню какого-либо признака, измеренного количественно Ранги и статистика критерия Манна-Уитни для анатомических и геометрических параметров представлены в табл. 1.
Таблица 1.
Параметры распределения измеряемых показателей для обеих групп представлены в табл. 2.
Таблица 2.
Сравнение групп также производилось по значениям предложенных нами коэффициентов: Kl, Ks и LSB. Ранги и статистика критерия Манна-Уитни для указанных коэффициентов представлены в табл. 3.
Из приведенных данных видно, что группы статистически значимо различаются по величине центрального угла сегмента и углу отклонения крестца. Кроме того, наблюдаются статистически значимые различия между группами по значению предложенных нами коэффициентов.
Таблица 3.
Обсуждение. В нашем исследовании мы использовали методику количественной оценки параметров пояснично-крестцового баланса. Методика показала хорошие результаты при сравнении нормального и патологически измененного позвоночного столба. Основой методики является геометрическая оценка параметров позвоночного столба и её сопоставление с анатомическими параметрами в пределах одной анатомической области. Как видно из данных, приведенных в табл. 1 и 3, имеются существенные различия между основной и контрольной группой пациентов по величине центрального угла, угла отклонения крестца. Кроме того, значимые различия наблюдаются также со стороны коэффициентов Kl, Ks и LSB.
В табл. 2 представлены описательные статистики пояснично-крестцовых параметров для основной и контрольной группы пациентов. Как видно из представленных данных, значение угла лордоза является одинаковым для обеих групп. Кроме того, абсолютные величины данного параметра соотносятся с данными других авторов. Очевидно, что сам по себе угол лордоза не играет роли в развитии дегенеративных изменений позвоночника и не отражает изменения сагиттального баланса у таких пациентов. Этим, вероятно, объясняются достаточно противоречивые данные мировой литературы. Тем не менее, данный анатомический параметр является ключевой составляющей в расчете параметра Kl. Как видно из данных таблицы, в основной группе медиана значения центрального угла выше, чем контрольной группе, соответственно, в основной группе величина параметра Kl ниже, чем в контрольной. Этот факт подчеркивает необходимость определения угла лордоза и подчеркивает связь между анатомическими и геометрическими параметрами поясничного отдела позвоночника.
Мы обсуждали роль параметра «Наклон таза» (Pelvic Incidence), а также недостатки, связанные с его определением. В нашей работе мы использовали параметр «Отклонение крестца» (SD), который отражает отношение оси крестца к горизонтальной плоскости в положении лежа на спине, в то время как «Наклон крестца» (ST) - отношение его к вертикальной плоскости в том же положении.
Статистический анализ двух групп, представленный в табл. 1, не выявил значимых различий между основной и контрольной группой в значении параметра SS, однако выявлены значимые различия в значениях параметра SD. Сравнение основной и контрольной группы по значению параметра Ks, представленное в табл. 3, также выявило статистически значимые различия. Изменение параметра SD после оперативного лечения возможно только в случае выполнения спондилодеза на уровне L5-S1. В нашей выборке спондилодез, включающий уровень L5-S1 был выполнен у 18 пациентов (62%) в основной группе, и у 33 пациентов (78,5%) в контрольной группе.
Для количественной оценки параметров позвоночно-тазового сагиттального баланса мы использовали параметр «Позвоночно-крестцовый баланс» (LSB) [12]. При сравнении основной и контрольной группы по значению параметра LSB были выявлены значимые различия. Как видно из данных табл. 2, медиана значения параметра LSB для основной группы составила 0,11 (0,03-0,19), в то время как для контрольной группы - 0,42 (0,02-2,71). Соответствующие различия наблюдаются также в значениях коэффициентов Kl, Ks.
Из представленных данных можно предположить, что развитие синдрома смежного уровня ассоциировано со значением параметра LSB в послеоперационном периоде менее 0,19, в то время как при значении параметра >0,20 риск развития ССУ минимален.
Для оценки чувствительности предложенного метода к выявлению синдрома смежного уровня, мы использовали статистическую методику, известную как ROC-анализ - метод, позволяющий оценить качество бинарной классификации, основанный на построении графика - ROC-кривой или кривой ошибок. Метод отображает соотношение между долей объектов от общего количества носителей признака, верно классифицированных, как несущих признак, (чувствительностью алгоритма классификации) и долей объектов от общего их числа, не несущих признака, ошибочно классифицированных, как несущих признак (специфичность алгоритма классификации) при варьировании порога решающего правила. Результаты ROC-анализа представлены на рис. 1.
По данным ROC-анализа было установлено, что значение параметра LSB <0,19 имеет 100% чувствительности и 92,2% специфичности для прогнозирования. развития синдрома смежного уровня. При этом индекс Youden составил 0,902. Площадь под кривой составила 0,94 (доверительный интервал 0,85-0,98; p<0,0001).
Рис. 1. ROC-кривая параметра LSBС.
Выводы. Методика оценки параметров позвоночно-крестцового сагиттального баланса обладает высокой степенью чувствительности к выявлению постуральных нарушений, приводящих к развитию синдрома смежного уровня. Уникальность метода заключается в том, что впервые для оценки параметров позвоночно-крестцового баланса были использованы геометрические параметры позвоночного столба и крестца. Это позволило существенно улучшить точность диагностики и оценить пояснично-крестцовый отдел позвоночника не только с позиции анатомии, но, так же, с позиций геометрии, которая во многом определяет характер распределения нагрузок на позвоночный столб.