Введение
На ранних этапах антропогенеза тело человека большую часть времени находилось в вертикальном или горизонтальном положении. Однако изобретение стула существенно изменило биомеханику человека, появилась новая проблема – «осанка сидящего на стуле». Поза «сидя», наиболее привычная для современного человека и оптимальная для выполнения конторской работы и обучения, тяжелое испытание для опорно-двигательной системы, причиной боли в спине и различных заболеваний. Необходимость длительного соблюдения сидячей рабочей позы приводит к росту числа больных сколиозом [1, 5, 7].
Сколиоз в настоящее время одно из самых распространенных и прогрессирующих заболеваний опорно-двигательной системы. В последние годы отмечается значительное количество данной патологии среди детей и подростков, а также выраженная тенденция к бурному прогрессированию деформации у больных этого возраста [6].
Существует огромное количество гипотез возникновения сколиоза. Так, на развитие сколиоза может влиять неравенство длины ног, при котором таз наклоняется в сторону короткой ноги и тело теряет равновесие, компенсирующееся сколизированием и ротацией позвоночника. Сколиоз может быть связан с дисплазией пояснично-крестцовой области или нарушением мышечного равновесия [6]. Ряд авторов склонялись к теории асимметричного роста отдельных элементов позвоночного столба в период полового созревания [8, 9]. Основываясь на том, что наиболее бурное прогрессирование сколиоза отмечается в пубертатный период, развитие сколиоза связывают с нарушением функции эндокринной системы. Ряд авторов обосновывали возникновение сколиоза пороком развития невральной трубки в эмбриогенезе и нарушением кровоснабжения спинного мозга [2].
В настоящее время главенствующей теорией формирования сколиотической болезни является генетическая. Однако в результате анализа большого количества репрезентативных генетических исследований А.М. Зайдман и др. приходят к выводу, что основа идиопатического сколиоза остается неясной, а его этиологическим фактором является эктопическая локализация пластинки роста тел позвонков – клеток производных нервного гребня, генетически не детерминированных к хондрогенной дифференцировке и процессу роста [4].
Французские исследователи D.L. Rousie и A. Berthoz обнаружили у детей со сколиозом проблемы с внутренним ухом и сопряженные с этим вестибулярные нарушения и нарушения в мозолистом теле. На МРТ при измерении костей мозгового и лицевого черепа наблюдается значительная асимметрия в расположении левой и правой глазниц, развитии носовой перегородки, челюстей и скуловых костей, костей основания черепа, лабиринтов внутреннего уха и задней черепной ямки, где находятся мозжечок. Аномалии полукружных каналов лабиринта приводят к искажению сигналов, поступающих в преддверно-спинномозговой путь, что приводит к нарушению право- левосторонней иннервации околопозвоночных мышц и проявляется в период быстрого роста образованием бокового изгиба позвоночного столба [10].
Многообразие гипотез формирования сколиоза позволяет сделать вывод, что осуществление этиопатогенетического воздействия на заболевание в настоящее время не представляется возможным, поэтому основным видом лечения прогрессирующих форм сколиоза является оперативное [3].
Риск технических интраоперационных осложнений и инвалидизации больных при хирургической коррекции сколиотической деформации позвоночного столба вызывает необходимость исследования закономерностей изменчивости костных структур и комплексов позвоночного столба в норме и при сколиозе, что является актуальной проблемой функциональной и клинической анатомии.
Цель: Выявить закономерности изменчивости и характер связей костных структур опорных колонн позвоночного столба при сколиотической деформации.
Материал и методы:
В клинической практике принято рассматривать три опорные колонны позвоночного столба:
1) передняя (передняя продольная связка, передний отдел тела и диска);
2) средняя (задняя продольная связка, задний отдел тела и диска);
3) задняя (надостистая, межостистая, желтая связка, дужки с ножками, суставы).
Материал исследования: препараты сколиотически измененных позвоночников (n=18); истории болезни (n=26), рентгено-, КТ-, МРТ-граммы позвоночника до и после хирургического лечения сколиотической деформации (n=28).
Методами остеометрии и рентгенометрии определяли морфо-топометрические параметры костных структур опорных комплексов позвоночного столба: переднюю, заднюю, среднюю, левую и правую высоты тела позвонка; длину, ширину, высоту, угол схождения и наклона ножек дуг позвонков; размеры дуг; длину, ширину, высоту, угол наклона и отклонения остистого отростка.
Измеряли продольный и поперечный диаметры позвонка и его тела, длину позвоночного столба и его отделов для проведения корреляционного анализа.
Результаты
Размеры тел позвонков. Высота тел позвонков спереди уменьшается в 1,7 раза от С2 (20,0±0,4 мм) к С5, затем постепенно увеличивается более чем в 2 раза в каудальном направлении, достигая 27,0–28,0 мм. Задняя высота тел позвонков в среднем на 1,5 мм меньше передней в шейном отделе, а у верхних грудных позвонков размеры высот выравниваются. С Th5 по L2 высота тел сзади превалирует над передней высотой в среднем на 2,0 мм, у L3–5 высота уменьшается на 2,0 мм. Средняя высота тел позвонков практически всегда меньше на 1–2 мм передней и задней высот, лишь в нижне-грудном отделе она приближается к передней высоте.
Длина ножек дуг позвонков в шейном отделе резко уменьшается от 8,0±0,3 у C2 до 5,0±0,15 мм у C3 (p=0,04), затем постепенно увеличивается к C7 (6,0±0,1 мм), в C–Th переходе вновь увеличивается до 8,0±0,2 мм (Th1) (p=0,03). От Th2 до Th10 она варьирует от 5,0 до 7,0 мм; от Th11 до L2 – несколько выше 7,7–8,5 мм; а от L3 (9,2±0,3 мм) она существенно нарастает и особенно резко – от L4 (11,9±0,4 мм) к L5 (18,7±0,6 мм) (p<0,05).
Ножечно-краевая длина (расстояние от корня ножки до переднего края тела позвонка) максимальна в поясничном отделе (А=44,0–48,5 мм). На шейно-грудном уровне она изменяется волнообразно – сначала увеличивается от 27,0±0,2 у С2 до 31,2±0,4 мм у С4 , затем уменьшается до 30,0±0,5 мм у С7, вновь постепенно увеличивается к Тh9 до 41,0±0,7 мм и снижается к Th7 до 38,0±0,9 мм (p<0,05).
Ширина ножек дуг позвонков превалирует в нижнем грудном (7,0–9,0 мм) и особенно в поясничном (7,0–18,0 мм) отделах. У верхних и нижних грудных позвонков отмечается некоторое увеличение ширины ножек в среднем на 1,5–2,0 мм.
Высота ножек дуг позвонков изменяются волнообразно: от C2 (8,0±0,2 мм) к C3 (6,7±0,2 мм) она уменьшается (р=0,04), затем увеличивается к C–Th переходу до 9,0±0,1 мм (р=0,01), в грудно-поясничном уровне колеблется от 11,5 до 16 мм.
Угол ножки дуги позвонка (угол, образованный осью направления ножки и сагиттальной осью), имеющий важное практическое значение при установке транспедикулярных металлоконструкций, значительно изменяется на протяжении позвоночного столба. На уровне C2 он составляет 6–8°, к C3 увеличивается до 41–49° и, изменяясь далее, принимает нулевые и отрицательные значения на уровне Th–L перехода у Th12 (0° слева, -1° справа) и у L1 (0° слева и справа). В поясничном отделе этот угол резко увеличивается, достигая 29–30° у L5 (р<0,01).
Угол наклона ножки дуги позвонка (угол между осью ножки и плоскостью, совпадающей с плоскостью нижней поверхности тела позвонка) – второй морфологический параметр, имеющий важное значение при установке транспедикулярных фиксаторов. Он изменяется от отрицательных значений (угол открыт кпереди) у C2 (-49,5° слева, -48,0° справа) до положительных (угол открыт кзади) у C7 (9,0° слева, 10,0° справа). Постепенно увеличиваясь, достигает в грудном отделе 15,5–26,0° (p<0,01). В Th–L переходе величина угла снижается до 10,5° слева и 12,5° справа у L1 (p<0,05) и понижается до нулевых значений у L5 (p=0,00).
Высота дуги в шейных позвонках варьирует от 11,0±0,3 до 15,0±0,4 мм. В грудном отделе она постепенно увеличивается к Th11 до 21,0±0,3 мм слева и до 21,8±0,3 мм (p<0,05).
Толщина дуги уменьшается от С2 к С5 от 7,0±0,55 до 3,0±0,1 мм, ниже которого варьирует от 4,3 до 7,0 мм; в Th–L переходе несколько увеличивается у L1 до 7,5±0,15 мм и варьирует в поясничном отделе от 6,3 до 8,0 мм (p≤0,05).
Корреляционные отношения морфо-топометрических параметров костных структур задней опорной колонны позвоночного столба.
Размеры ножек дуг тесно сопряжены с другими размерами позвонка. Устойчивые и значительной силы корреляции характерны и для высоты ножек.
Длина ножек дуги C2 значительно коррелирует с размерами позвонка. У ниже лежащих позвонков корреляции ослабевают и переходят в отрицательные. В С–Th переходе они меняют направление и силу – увеличиваются к Th4–5, затем уменьшаются к Th8. В Th–L переходе корреляции вновь меняют направление и силу до умеренных отрицательных.
Ширина ножек дуги положительно коррелирует с другими размерами позвонков положительно – слабо (C2, Th7, Th12), умеренно (C7–Th2), значительно (C6, Th3, L1, L5) и сильно (L2, L4). Слабая отрицательная связь отмечена на уровне С5 между шириной ножки и высотой тела позвонка.
Ширина и высота ножек дуг позвонков проявляют тесные умеренные и значительные устойчивые положительные связи с высотой и толщиной дуг позвонков, которые ослабевают на уровнях C4, C7, L4, и L5.
Угол ножки и угол наклона ножки дуги слабо взаимосвязаны с другими параметрами: только в грудном отделе угол наклона ножки умеренно и положительно коррелирует с ножечно-краевой длиной.
Размеры остистого отростка. От С2 до Th6 наблюдается постепенное увеличение длины остистого отростка от 20,0 до 45,0 мм, от Th8 до Th12 – его уменьшение (от 43,0 до 30,0 мм), а затем вновь увеличение в Th–L переходе до 35,0 мм и уменьшение длины к L5 до 23,0 мм.
Наибольшее значение угла наклона остистого отростка, так же как и у его длины (58,0–75,0 мм), отмечено у Th7 (64°). Наименьшие значения угла выявлены в поясничном отделе (5–30°). В переходных отделах угол изменяется незначительно.
По данным морфо- и КТ-метрии, остистый отросток чаще наклоняется вправо. Нередко наблюдается отклонение остистого отростка вправо у С3, влево – у С6, Th4, Th12. У всех позвонков встречаются как отрицательные (отклонение влево), так и положительные (отклонение вправо) значения угла наклона остистого отростка, однако у большинства позвонков средние значения углов все же имеют нулевые значения (остистый отросток располагается в сагиттальной плоскости).
Обсуждение
Одним из ведущих предрасполагающих факторов идиопатического сколиоза является новая в эволюционном отношении доминирующая поза «сидя», тогда как этиологическим фактором может выступать асимметрия периферического отдела вестибулярного анализатора, что приводит к нарушению право-левосторонней иннервации латерального и медиального трактов аутохтонных мышц спины и проявляется формированием сколиоза.
До хирургической коррекции сколиотической деформации не всегда удается определить метрические характеристики опорных костных структур позвонков. Поэтому на первый план после определения уровня и степени сколиоза выступает потребность в знании закономерностей изменения размеров и ориентации костных элементов позвонков, входящих в дугу искривления позвоночника на выпуклой и вогнутой сторонах.
При сколиозе в дуге искривления отмечается нарастание билатеральных различий к вершине дуги искривления: на выпуклой стороне деформации увеличиваются высота тела позвонка, длина, высота и угол наклона ножки дуги позвонка, а уменьшаются ширина и угол наклона ножки дуги позвонка.
Ориентация ножек дуг позвонков на протяжении позвоночного столба изменяется в двух направлениях. Угол наклона ножки дуг позвонков сначала увеличивается от С2 до С3, затем снижается до нулевых значений в Th–L переходе, после чего вновь возрастает. Угол наклона ножки из отрицательных значений в шейном отделе переходит в нулевые значения на уровне С–Th перехода, увеличивается в грудном отделе, затем начинает уменьшаться в Th–L переходе и снижается к L5 до нулевых значений. Перекрест кривых значений обоих углов отмечен на уровнях Th2 и L2 позвонков.
Предоперационное планирование, персонифицированный дооперационный расчет параметров деформированных структур позвоночника и интраоперационное соблюдение этих параметров с учетом размеров тел и задних структур позвонков на выпуклой и вогнутой сторонах искривления является важным этапом хирургической коррекции сколиотической деформации.
Заключение
В качестве предрасполагающего фактора идиопатического сколиоза может выступать эволюционно-новая доминирующая поза «сидя», в качестве этиологического – асимметрия периферического отдела вестибулярного анализатора, что приводит к нарушению право-левосторонней иннервации латерального и медиального трактов аутохтонных мышц спины и проявляется формированием сколиоза.
В зоне максимальной сколиотической деформации на наружной стороне дуги искривления отмечаются увеличение высоты тела позвонка, длины, высоты и угла наклона ножки дуги позвонка, а также уменьшение ширины и угла наклона ножки дуги позвонка.
Список используемой литературы