СПОСОБ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ САГИТТАЛЬНОГО ПОЯСНИЧНО-КРЕСТЦОВОГО БАЛАНСА ПОЗВОНОЧНИКА
METHOD OF ESTIMATING PARAMETERS OF SAGITTAL LUMBOSACRAL SPINAL BALANCE

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, нейрохирургии, рентгенологии, неврологии, и может быть использовано для оценки пояснично-крестцового сагиттального баланса.
Прямохождение позволило человеку достичь интеллектуального, технологического и социального развития. Однако переход к прямохождению оказался возможным только через морфологическую адаптацию скелета, в частности нижних конечностей, таза и позвоночника. Таз, по-сути, является ключевым звеном всех преобразований, выступая в качестве свободного базиса и подвергаясь действию силы тяжести от позвоночного столба, а также силе реакции опоры, передаваемой через головки тазобедренных суставов. Параллельно с адаптацией таза появление изгибов позвоночного столба позволило достичь баланса для снижения стрессовых нагрузок на мышечно-связочные структуры и снизить силу мышечных сокращений, необходимых для его (баланса) поддержания.
Сагиттальный баланс или «нейтральное вертикальное выравнивание позвоночника в сагиттальной плоскости» - это основная цель хирургических, эргономических и физиотерапевтических процедур. В положении стоя сагиттальный баланс весьма хрупок: все стрессовые нагрузки от действия силы тяжести сохраняются во всех компонентах данной вертикальной системы. Динамическое управление центром тяжести является крайне важным, поскольку в положении стоя любое нарушение баланса вызывает негативные эффекты, включая болевой синдром и анатомические нарушения.
Принятым критериям сагиттального баланса соответствует большой диапазон значений грудного и поясничного изгиба (50 мм разброс для С7-S1 у здоровых пациентов). Этот факт сильно усложняет изучение позвоночника или достижение хирургами, исследователями, клиницистами и пациентами схожих целей в формировании оптимальной осанки.
Авторами изобретения в доступной литературе не найдено источников информации с описанием метода количественной оценки сагиттального баланса.
Задачей изобретения является создание способа оценки сагиттального пояснично-крестцового баланса позвоночника, провести объективную диагностику, на ее основании прогнозировать развитие патологического процесса, определять оптимальную лечебную тактику, а также оценивать динамику процесса у пациентов после оперативного лечения.
Сущность изобретения состоит в том, что способ оценки параметров сагиттального пояснично-крестцового баланса позвоночника характеризуется тем, что после проведения рентгенографии или магнитно-резонансной томографии поясничного отдела позвоночника в программах для просмотра и обработки изображений определяют параметры: угол лордоза, хорду окружности, высоту сегмента окружности, угол наклона и угол отклонения крестца, полученные параметры вносят в таблицу Excel, затем определяют радиус окружности R по формуле
где h - высота сегмента круга,
c - длина хорды,
центральный угол окружности α определяют по формуле
где arcsin - обратная тригонометрическая функция,
R - радиус окружности,
α - центральный угол окружности,
длину дуги окружности L определяют по формуле
L=αR,
α - центральный угол окружности (угол, вершина которого находится в центре окружности),
R - радиус окружности,
затем рассчитывают поясничный коэффициент Kl, крестцовый коэффициент Ks, а также сагиттальный пояснично-крестцовый баланс LSB по формулам
Kl=β/α,
Ks=SS/SD,
LSB=|Ks-Kl|,
где α - центральный угол окружности,
β - угол лордоза,
SD - угол отклонения крестца,
SS - угол наклона крестца,
по полученному значению параметра сагиттального пояснично-крестцового баланса LSB оценивают взаимоотношение анатомических и геометрических параметров поясничного и крестцового отделов позвоночника, и при его значении 0,19 и менее взаимоотношение поясничного и крестцового отделов позвоночника оценивают как аномальное с наличием постуральной дисфункции и высоким риском развития дегенеративных заболеваний позвоночного столба, при значении параметра сагиттального позвоночно-крестцового баланса 0,20 и более взаимоотношение анатомических и геометрических параметров поясничного и крестцового отделов позвоночника оценивают как оптимальное без наличия постуральной дисфункции и с низким риском развития дегенеративных заболеваний позвоночника.
Использование изобретения позволяет получить следующий технический результат.
Предложенный способ оценки параметров сагиттального пояснично-крестцового баланса, основанный на данных рентгенографии или магнитно-резонансной томографии, обладает высокой точностью, информативностью и объективностью, так как в его основе лежат достоверные количественные критерии, характеризующие анатомические и геометрические взаимоотношения ключевых компонентов данной биологической системы.
Способ объективизирует процесс диагностики и позволяет прогнозировать развитие патологического процесса, определять оптимальную лечебную тактику, а также оценивать динамику процесса у пациентов после оперативного лечения.
Способ эффективен в случаях планирования оперативного вмешательства на поясничном отделе позвоночника, когда для формирования фиксирующей металлоконструкции требуется точное количественное определение оптимальной степени коррекции постуральных нарушений.
Предложенный способ является простым и доступным и может быть использован в медицинских учреждениях разного типа без применения специального оборудования.
Технический результат достигается за счет того, что авторами впервые для количественной оценки сагиттального позвоночно-крестцового баланса предложена методика, основанная на исследовании поясничного и крестцового отделов позвоночника, с использованием следующих анатомических и геометрических параметров: длины дуги окружности, длины хорды окружности, высоты сегмента окружности, радиуса окружности, центрального угла сегмента окружности, угла лордоза, угла наклона крестца, угла отклонения крестца (фиг. 1).
Предложенные параметры отобраны на основании статистического и математического анализа большого количества клинического материала, а также данных литературных источников.
На основании выявленных закономерностей авторами впервые предложены коэффициенты, характеризующие как взаимоотношение геометрических и анатомических параметров в пределах одной анатомической зоны (поясничного отдела позвоночника и крестца), так их между ними.
Авторами впервые предложен параметр «Угол отклонения крестца», определяющий расположение крестца в вертикальной плоскости и позволяющий в сочетании с углом наклона крестца описать его расположение в системе координат, что является важным для оценки сагиттального баланса между крестцом и поясничным отделом позвоночника.
Для расчета параметра «Угол отклонения крестца» авторами было введено понятие «ось крестца» - линия, проведенная от центра замыкательной пластинки S1 до вентральной поверхности диска S2-S3. Методика определения оси крестца базируется на постоянных, хорошо визуализируемых как на рентгенограммах, так и на MP-граммах анатомических ориентирах.
Способ позволяет производить оценку сагиттального позвоночно-тазового баланса с учетом соотношения значений геометрических и анатомических параметров позвоночника и крестца и индивидуально разрабатывать дальнейшую лечебную тактику.
Способ осуществляется следующим образом.
После проведения Rg-графии или МРТ поясничного отдела позвоночника в программах для просмотра и обработки изображений формата *.dcm определяют следующие параметры: угол лордоза, хорда дуги окружности, высота сегмента окружности, угол наклона крестца, угол отклонения крестца. Данные заносятся в таблицу Excel. Затем определяют радиус окружности R по формуле
где h - высота сегмента круга,
с - длина хорды,
центральный угол окружности α определяют по формуле
где arcsin - обратная тригонометрическая функция,
R - радиус окружности,
α - центральный угол окружности,
длину дуги окружности L определяют по формуле
L=αR,
α - центральный угол окружности,
R - радиус окружности,
L=αR.
Затем рассчитывают поясничный (Kl) и крестцовый (Ks) коэффициенты, а также сагиттальный позвоночно-тазовый баланс (LSB) по формулам
Kl=β/α,
Ks=SS/SD,
LSB=|Ks-Kl|,
где α - центральный угол окружности;
β - угол лордоза;
с - длина хорды;
h - высота сегмента круга;
L - длина дуги окружности;
R - радиус окружности;
SD - угол отклонения крестца;
SS - угол наклона крестца.
По значению параметра «Сагиттальный позвоночно-крестцовый баланс» судят о взаимоотношении поясничного и крестцового отделов позвоночника.
При значении параметра «Сагиттальный позвоночно-крестцовый баланс» 0,19 и менее взаимоотношение поясничного и крестцового отделов позвоночника оценивают как аномальное с наличием постуральной дисфункции и высоким риском развития дегенеративных заболеваний позвоночного столба. При наличии у таких пациентов показаний для проведения хирургического вмешательства на поясничном отделе позвоночника рекомендуется коррекция угловых величин поясничного отдела позвоночника или крестца в зависимости от их исходного вклада в значение параметра «Сагиттальный позвоночно-крестцовый баланс».
При значении параметра «Сагиттальный позвоночно-крестцовый баланс» 0,20 и более взаимоотношение поясничного и крестцового отделов позвоночника оценивают как оптимальное без наличия постуральной дисфункции и с низким риском развития дегенеративных заболеваний позвоночника. Таким пациентам при наличии показаний к проведению оперативного вмешательства коррекция угловых величин пояснично-крестцового отдела позвоночника не требуется.
Предлагаемый способ апробирован на 100 пациентах, из которых 71% - женщины и 29% - мужчины. Средний возраст пациентов составил 53,5 года. Пациенты были разделены на 2 группы. В основную группу вошло 54 пациента (средний возраст 58,2 года) с диагнозом «Поясничный спинальный стеноз» на уровне L1-L5 позвонков. В контрольную группу было включено 46 здоровых испытуемых (средний возраст 48 лет) без каких-либо жалоб, характерных для патологии позвоночного столба. Для обеих групп были рассчитаны параметры «Поясничный коэффициент» (Kl), «Тазовый коэффициент» (Ks) и «Сагиттальный позвоночно-крестцовый баланс» (LSB). Средние значения параметров для обеих групп представлены в табл. 1. Для сравнения основной и контрольной группы по предложенным параметрам мы так же использовали U-критерий Манна-Уитни. Результаты представлены в табл. 2.
Как видно из приведенных данных основная и контрольная группа статистически достоверно различаются по значениям крестцового и поясничного коэффициента, а так по значению параметра «Позвоночно-крестцовый баланс». При этом для основной группы пациентов среднее значение параметра составляет 0,19, а для контрольной группы 0,36.
Испытания показали, что способ оценки параметров сагиттального пояснично-крестцового баланса, основанный на данных рентгенографии или магнитно-резонансной томографии, обладает высокой точностью, информативностью и объективностью, так как в его основе лежат достоверные количественные критерии, характеризующие анатомические и геометрические взаимоотношения ключевых компонентов данной биологической системы.
Способ объективизирует процесс диагностики и позволяет прогнозировать развитие патологического процесса, определять оптимальную лечебную тактику, а также оценивать динамику процесса у пациентов после оперативного лечения.