Surgical Treatment of C2 Odontoid Process Intussusception in Combination with Type I Chiari Malformation
- Authors: Shkarubo A.N1, Kuleshov A.A2, Chernov I.V1, Shakhnovich V.A1, Mitrofanova E.V1, Vetrile M.S2, Lisyanskiy I.N2, Gromov I.S2
-
Affiliations:
- N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for Neurosurgery
- N.N. Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopaedics
- Issue: Vol 24, No 1 (2017)
- Pages: 66-72
- Section: Articles
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/47285
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto201724166-72
- ID: 47285
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
Введение. В настоящее время мальформацией Киари I типа называется опущение миндаликов мозжечка ниже линии Чемберлена (линия между твердым небом и задним краем большого затылоч- ного отверстия) более чем на 5 мм. Стандартным хирургическим лечением в случае появления сим- птомов компрессии ствола головного мозга являет- ся субокципитальная декомпрессия [1-3]. Мальформация Киари I типа часто сопровождает- ся врожденными аномалиями развития, такими как платибазия, базилярная импрессия и ретрофлексия зубовидного отростка С2-позвонка, которая может вызывать переднюю компрессию стволовых струк- тур и верхнешейных отделов спинного мозга [4]. В настоящее время выполняются следующие типы операций по хирургическому лечению инва- гинированного зубовидного отростка С2-позвонка, сочетающегося с мальформацией Киари I типа (по сложности выполнения от простых к более слож- ным): 1) задняя декомпрессия, а именно резекция чешуи затылочной кости; 2) резекция чешуи за- тылочной кости с проведением пластики твердой мозговой оболочки (ТМО) - вшивание аутотранс- плантата в ТМО, что способствует увеличению объема большой затылочной цистерны; 3) резекция затылочной кости, пластика ТМО и задняя стаби- лизирующая операция (стабилизация сегмента С1-С2 или окципитоспондилодез). Однако опера- ции, выполняемые из заднего доступа (перечислен- ные выше варианты), в подавляющем большинстве случаев не обеспечивают полноценной декомпрес- сии стволовых структур и верхнешейных отделов спинного мозга и нормализации ликвородинамики, а значит, не приводят к регрессу неврологической симптоматики. Более сложными в техническом исполнении операциями являются передняя трансоральная декомпрессия стволовых структур и верхнешей- ных отделов спинного мозга, включающая резек- цию инвагинированного зубовидного отростка С2-позвонка, заднюю декомпрессию, и проведение задней стабилизации С1-С2-сегмента или окци- питоспондилодеза [5]. Причем, если ранее лечение было двухэтапным с перерывом между операция- ми до 1 нед (передняя декомпрессия, а затем зад- няя декомпрессия и задняя стабилизация), то в настоящее время все манипуляции выполняются за одну операцию из двух разных доступов [6, 7]. Задняя стабилизирующая операция при выполне- нии передней декомпрессии (резекции инвагиниро- ванного зубовидного отростка С2-позвонка) крайне необходима в связи с тем, что резекция инвагини- рованного зубовидного отростка С2-позвонка при- водит к нестабильности краниовертебрального сочленения, что усугубляет неврологическую сим- птоматику. Нами разработана технология одноэтапного ле- чения пациентов с мальформацией Киари I типа, сопровождающейся базилярной импрессией и рет- рофлексией зубовидного отростка С2-позвонка с использованием только трансорального досту- па, который используется как для декомпрессии стволовых структур и верхнешейных отделов спинного мозга, так и для передней стабилизации С1-С2-сегмента. К настоящему моменту с исполь- зованием данной техники нами прооперировано два пациента с идентичной клинической картиной (катамнез наблюдения составил 3 года). Нами по- лучено положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение «Способ лечения инвагиниро- ванного зубовидного отростка С2 позвонка, сочета- ющегося с мальформацией киари I типа» (заявка № 2016118815 от 16.05.2016). В качестве иллюстрации приводим одно из кли- нических наблюдений. П а ц и е н т к а М . , 38 лет. Диагноз: платибазия, рет- рофлексия зубовидного отростка С2-позвонка, грубая ком- прессия верхнешейного отдела спинного мозга, сочетаю- щаяся с мальформацией Киари I типа. Обследование включало неврологический осмотр, рентгенологические исследования (обзорная и функцио- нальная рентгенография, КТ и МРТ), исследование кранио- вертебральных объемных взаимоотношений (ликвороди- намики). При обследовании выявлены нарушения функции V, IX черепных нервов с обеих сторон, легкая мозжечковая сим- птоматика, нарушение чувствительности по типу гипер- патий в кистях и бедрах, снижение силы в левой руке до 4 баллов. На томограммах в сагиттальной проекции (рис. 1, а, б) определялись базилярная импрессия с ретрофлексией зу- бовидного отростка С2-позвонка, грубая компрессия верх- нешейных отделов спинного мозга, мальформация Киари 1 типа - опущение миндаликов мозжечка на 15 мм ниже ли- нии Чемберлена. На МР-томограмме во фронтальной про- екции (рис. 1, в): опущение миндаликов мозжечка в боль- шое затылочное отверстие. До операции проведено исследование краниовер- тебральных объемных соотношений, ликвородинами- ки и венозного кровообращения мозга (см. таблицу). Заключение: отмечается увеличение упругости головного мозга, что свидетельствует о стенозировании краниовер- тебрального перехода - нарушении ликвородинамики. Истощение резервов краниовертебрального содержимо- го. Затруднение венозного оттока из полости черепа как в горизонтальном положении, так и в зоне пространствен- ной компенсации. 28.10.2014 проведена операция: трансоральное уда- ление ретрофлексированного зубовидного отростка С2- позвонка, декомпрессия верхнешейных отделов спинного мозга, передний спондилодез С1-С2 с использованием индивидуальной металлической пластины. После установки трахеостомы, наружного люмбального дренажа, роторасширителя выполняли линейный параме- дианный разрез мягкого неба, которое прошивали и раз- водили на нитях-держалках, затем - линейный средин- ный разрез фарингса. Поэтапно скелетировали переднее полукольцо С1-позвонка, нижние отделы зубовидного от- ростка С2-позвонка и тело этого позвонка. Резецировали переднее полукольцо С1-позвонка. Поэтапно резециро- вали увеличенный и инвагинированный зубовидный отро- сток С2-позвонка. После удаления зубовидного отростка С2-позвонка констатировали появление четкой пульсации подлежащей ТМО, ее целостность и отсутствие ликвореи. Для передней стабилизации С1-С2-сегмента позво- ночника использована индивидуальная накладная метал- лическая пластина, изготовленная с учетом анатомических особенностей конкретного пациента (рис. 2) [8]. Для изготовления индивидуальной пластины выполня- ли КТ строго в горизонтальном положении (угол наклона Гентри 0°) в 3D-режиме. Полученную томограмму обраба- тывали в компьютерной программе для формирования математической модели накладной пластины, которую со- поставляли с математической моделью позвоночника кон- кретного пациента. После этого, при необходимости, осу- ществляли корректировку направления введения винтов и их размеров, а также корректировку размеров самой пла- стины. Затем при помощи высокоточного фрезерования или с использованием порошковых (аддитивных) техноло- гий изготавливали индивидуальную накладную металличе- скую пластину. Данная пластина учитывает все анатомиче- ские особенности передних отделов позвонков С1 и С2 и их взаимоотношение между собой и является абсолютно конгруэнтной передней поверхности С1-С2-сегмента по- звоночника конкретного пациента. Следующим этапом формировали полномасштабную 3D-модель краниовер- тебрального сегмента из фотополимеризующих раство- ров (полиметилметакрилат) на стереолитографе, которая является точной копией костных структур конкретного па- циента. Для оценки степени соответствия накладной ме- таллической пластины ее накладывали на изготовленную стереолитографическую модель краниовертебрального сегмента. При необходимости, для достижения абсолют- ной конгруэнтности, проводили дополнительную обработ- ку пластины. Накладную металлическую пластину фиксиро- вали с помощью двух винтов, введенных в боковые массы С1-позвонка и двух винтов, введенных в тело С2-позвонка. Для исключения саморазвертывания винтов использовали стопорные элементы. Кроме этого, профиль наружной по- верхности пластины адаптировали под прилегающие мягкие тканей с целью уменьшения площади соприкосновения. Операцию завершали послойным ушиванием мяг- ких тканей фарингса, наложением швов на мягкое небо. Наружный люмбальный дренаж удаляли. Кровопотеря со- ставила 400 мл. При контрольных исследованиях: правильное рас- положение индивидуальной металлической пластины на передних отделах С1-С2-сегмента позвоночника; пол- ное удаление инвагинированного зубовидного отростка С2-позвонка, декомпрессия верхнешейных отделов спин- ного мозга, миндалики мозжечка приподняты (редислоци- рованы), расположены выше линии Чемберлена и на уров- не нижнего края большого затылочного отверстия (рис. 3). 13.11.14 выполнено контрольное исследование кра- ниовертебральных объемных соотношений, ликвороди- намики и венозного кровообращения мозга (см. таблицу). Заключение: патологических изменений ликвородинамики и венозного кровообращения головного мозга не выявлено (норма). Движения в шейном отделе позвоночника после опера- ции без ограничений (рис. 4). Пациентка выписана на 16-е сутки после операции. В целом в результате операции отмечен регресс ис- ходной неврологической симптоматика, достигнуты де- компрессия стволовых структур и верхнешейных отделов спинного мозга, нормализация краниовертебральных объемных взаимоотношений (ликвородинамики), редис- локация (поднятие) миндаликов мозжечка и стабилизация С1-С2-сегмента с минимальным ограничением объема движений в шейном отделе позвоночника. ОБСУЖДЕНИЕ Базилярная импрессия определяется как выстояние зубовидного отростка выше линии Чемберлена более чем на 5 мм [9, 10]. Инвагинация зубовидного отростка С2-позвонка может соче- таться с мальформацией Киари I типа, что являет- ся прогностически более неблагоприятным состо- янием для пациента и, безусловно, более сложной формой заболевания для хирургического лечения. Опущение миндаликов мозжечка происходит в ре- зультате нарушения ликвородинамики: при перед- ней компрессии стволовых структур и верхнешей- ных отделов спинного мозга инвагинированным зубовидным отростком С2-позвонка происходит нарушение ликвородинамики по переднему суба- рахноидальному пространству, смещение кзади компремированных стволовых структур и верхнешейных отделов спинного мозга, что может приво- дить к более глобальным нарушениям ликвороди- намики - повышению внутричерепного давления и последующей дислокации миндаликов мозжечка и их опущению в большое затылочное отверстие ниже линии Чемберлена. В данном состоянии воз- никает выраженная компрессия стволовых струк- тур и верхнешейных отделов спинного мозга ин- вагинированным зубовидным отростком (спереди) и опущенными миндаликами мозжечка (сзади). Основная задача хирурга в этой ситуации - про- вести декомпрессию стволовых структур и верхне- шейных отделов спинного мозга и попытаться вос- становить ликвородинамику. Ранее традиционным было проведение только задней декомпрессии даже при наличии передней компрессии ствола головного мозга [11, 12]. Суть этой операции заключается в расширении большо- го затылочного отверстия, удалении дужек С1- и С2-позвонка. Однако почти у трети пациентов, пе- ренесших заднюю декомпрессию, в конечном итоге развивается симптоматика поражения верхнешей- ных отделов спинного мозга и ствола головного моз- га, даже если в раннем послеоперационном перио- де исходная симптоматика регрессировала [13, 14]. С другой стороны, убедительные данные о лечении пациентов с мальформацией Киари, сочетающейся с базилярной импрессией, представил J. Klekamp [15]. В своей работе автор показал, что достаточно проводить заднюю декомпрессию путем расшире- ния большого затылочного отверстия и пластики ТМО без резекции зубовидного отростка, даже при наличии базилярной импрессии. В последние десятилетия для резекции зубовид- ного отростка С2-позвонка с целью декомпрессии вентральной части стволовых структур и верхне- шейных отделов спинного мозга широко использо- вался трансоральный доступ [4, 16]. В дальнейшем был разработан комбинированный способ лечения, и, по мнению M. Zileli и соавт. [17], оптимальным ле- чением пациентов с мальформацией Киари I типа, сочетающейся с инвагинированным зубовидным отростком, является именно комбинированная пе- редняя и задняя декомпрессия с последующей зад- ней стабилизацией [17]. Проведение стабилизирующей операции явля- ется необходимым компонентом лечения пациен- тов с мальформацией Киари I типа, сочетающейся с инвагинированным зубовидным отростком. Так, A. Menezes и соавт. [18] показали, что в 72% случа- ев (серия из 72 пациентов) требовалось проведение задней стабилизации после резекции зубовидного отростка С2-позвонка. Однако в любом случае проведение передней декомпрессии с одномоментной задней стабили- зацией является опасной операцией из-за необ- ходимости переворота пациента в ходе операции. И переворот, и дополнительный доступ увеличи- вают продолжительность операции и повышают ее травматичность [19]. A. Goel, основываясь на большом личном опыте [20-22], показал, что мальформация Киари I типа, независимо от наличия базилярной импрессии, всегда связана с нестабильностью атлантоаксиаль- ного сочленения, даже если клинически и радио- логически последняя никак не проявляется. Автор показал, что именно атлантоаксиальная нестабиль- ность является причиной опущения миндаликов мозжечка и компрессии ствола головного мозга и лечением является стабилизация атлантоаксиаль- ного сочленения, в то время как расширение боль- шого затылочного отверстия или пластика ТМО не являются необходимыми [23]. В связи с этим перспективным является про- ведение передней декомпрессии с последующей передней стабилизацией. В ходе многочисленных исследований была по- казана эффективность передней стабилизации с использованием различных систем [24-30], самой широко используемой из которых является TARP - Transoral Atlantoaxial Reduction Plate [24]. Ранее нами было проведено исследование по сравнению биомеханической эффективности ис- пользуемых задних конструкций стабилизации С1-С2 (крючковые, винтовые) и передней сис- темы стабилизации С1-С2, изготавливаемой с учетом индивидуальных анатомических особен- ностей пациента, а именно с использованием сте- реолитографической модели С1-С2-сегмента конкретного пациента, где доказано, что передняя стабилизация атлантоаксиального сочленения по эффективности не уступает, а в ряде случаев и превосходит известные задние системы стабили- зации [31]. Нами разработана система передней стабили- зации атлантоаксиального сочленения, представ- ляющая собой индивидуальную металлическую пластину, изготавливаемую с использованием математического моделирования для конкретно- го пациента. Внутренняя поверхность накладной металлической пластины является абсолютно конгруэнтной передней поверхности позвонков С1 и С2, чем достигается максимальная площадь соприкосновения пластины с костными структу- рами. Учитывая неоднозначность подходов к хирур- гическому лечению пациентов с базилярной им- прессией с ретрофлексией зубовидного отростка, сочетающейся с мальформацией Киари I типа, а иногда и их диаметральную противоположность, мы представили свое видение и возможные даль- нейшие перспективы хирургического лечения по- добных пациентов с использованием трансораль- ного доступа как для декомпрессии стволовых структур и верхнешейных отделов спинного моз- га, так и для стабилизации атлантоаксиального сочленения, что подтверждается нашими клини- ческими наблюдениями. Результаты изучения ликвородинамики по- казали, что выполнение полноценной передней декомпрессии (на основе предварительного пла- нирования с использованием стереолитографиче- ской модели конкретного пациента) является до- статочным для нормализации ликвородинамики и приводит к редислокации миндаликов мозжечка и, соответственно, к задней декомпрессии стволовых структур и верхнешейных отделов спинного мозга [32, 33]. В связи с этим при полноценной передней декомпрессии задняя декомпрессия не является необходимой. В результате выполнение передней стабилизации после передней декомпрессии менее травматично. Заключение. Разработанная и внедренная нами инновационная технология передней стаби- лизации С1-С2-сегмента позвоночника после ре- зекции инвагинированного зубовидного отростка С2-позвонка и передней декомпрессии стволовых структур и верхнешейных отделов спинного мозга, выполняемые из одного трансорального доступа, обеспечивает прогностически благоприятный кли- нический эффект с нормализацией ликвородина- мики и последующим поднятием (редислокацией) миндаликов мозжечка до нормального положения (выше линии Чемберлена).About the authors
A. N Shkarubo
N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for Neurosurgery
Email: Ashkarubo@nsi.ru
Moscow, Russia
A. A Kuleshov
N.N. Priorov Central Institute of Traumatology and OrthopaedicsMoscow, Russia
I. V Chernov
N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for NeurosurgeryMoscow, Russia
V. A Shakhnovich
N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for NeurosurgeryMoscow, Russia
E. V Mitrofanova
N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for NeurosurgeryMoscow, Russia
M. S Vetrile
N.N. Priorov Central Institute of Traumatology and OrthopaedicsMoscow, Russia
I. N Lisyanskiy
N.N. Priorov Central Institute of Traumatology and OrthopaedicsMoscow, Russia
I. S Gromov
N.N. Priorov Central Institute of Traumatology and OrthopaedicsMoscow, Russia
References
- DeBarros M., Farias W., Ataide L., Lins S. Basilar impression and Arnold-Chiari malformation. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatr. 1968; 31: 596-605.
- Pollack I.F., Pang D., Albright A.L., Krieger D. Outcome following hindbrain decompression of symptomatic Chiari malformations in children previously treated with myelomeningocele closure andshunts. J. Neurosurg. 1992; 77 (6): 881-8.
- Dyste G.N., Menezes A.H., VanGilder J.C. Symptomatic Chiari malformations An analysis of presentation, management, and long-term outcome. J. Neurosurg. 1989; 71 (2): 159-68.
- Hwang S.W., Heilman C.B., Riesenburger R.I., Kryzanski J. C1-C2 arthrodesis after transoral odontoidectomy and suboccipital craniectomy for ventral brain stem compression in Chiari I patients. Eur. Spine J. 2008; 17 (9): 1211-7.
- Menezes A.H. Craniovertebral junction abnormalities with hindbrain herniation and syringomyelia: regression of syringomyelia after removal of ventral craniovertebral junction compression. J. Neurosurg. 2012; 116: 301-9.
- Menezes A.H., VanGilder J.C., Graf C.J., McDonnell D.E. Craniocervical abnormalities. A comprehensive surgical approach. J. Neurosurg. 1980; 53: 444-55.
- Menezes A.H. Primary craniovertebral anomalies and hindbrain herniation syndrome (Chiari I): database analysis. Pediatr. Neurosurg. 1995; 23 (5): 260-9.
- Ветрилэ М.С., Крашенинников Л.А., Егоренкова Ю.И. и др. Устройство для передней стабилизации С1-С2 позвонков. Патент РФ на изобретение №2615900.
- Ursekar M., Sanghvi D., Shah A., Goel A., Burute N. Radiological investigations. In: Goel A., Cacciola F., eds. The craniovertebral junction. diagnosis, pathology, surgical techniques. Stuttgart: Thieme; 2011: 54-70.
- Chamberlain W.E. Basilar impression (platybasia): a bizarre developmental anomaly of the occipital bone and upper cervical spine with striking and misleading neurologic manifestations. 1939; Yale J. Biol. Med. 11 (5): 487-96.
- Bharucha E.P., Dastur H.M. Craniovertebral anomalies: a report of 40 cases. Brain. 1964; 87: 469-80.
- Menezes A.H., VanGilder J.C., Clark C.R. Odontoid up- ward migration in rheumatoid arthritis: an analysis of 45 patients with “cranial settling”. J. Neurosurg. 1985; 63: 500-9.
- Saez R.J., Onofrio B.M., Yanaghara T. Experience with Arnold-Chiari malformation, 1960-1970. J. Neurosurg. 1976; 45: 416-22.
- Levy W.J., Mason L., Hahn J.F. Chiari malformation presenting in adults: a surgical experience in 127 cases. Neurosurgery. 1983; 12: 377-90.
- Klekamp J. Chiari I malformation with and without basilar invagination: a comparative study. Neurosurg. Focus. 2015; 38 (4): E12.
- Sawin P.D., Menezes A.H. Basilar invagination in osteogenesis imperfecta and related osteochondrodysplasias: medical and surgical management. J. Neurosurg.1997; 86 (6): 950-60.
- Zileli M., Cagli S. Combined anterior and posterior approach for managing basilar invagination associated with type I Chiari malformation. J. Spinal Disord. Tech. 2002; 15 (4): 284-9.
- Menezes A.H., VanGilder J.C. Transoral-transpharyngeal approach to the anterior craniocervical junction: ten- year experience with 72 patients. J. Neurosurg.1988; 69 (6): 895-903.
- Li X.S., Wu Z.H., Xia H. et al. The development and evaluation of individualized templates to assist transoral C2 articular mass or transpedicular screw placement in TARP-IV procedures: adult cadaver specimen study. Clinics (Sao Paulo). 2014; 69 (11): 750-7.
- Goel A., Bhatjiwale M., Desai K. Basilar invagination: a study based on 190 surgically treated patients. J. Neurosurg. 1998; 88 (6): 962-8.
- Goel A. Treatment of basilar invagination by atlanto- axial joint distraction and direct lateral mass fixation. J. Neurosurg. Spine. 2004; 1: 281-6.
- Goel A., Achawal S. The surgical treatment of Chiari malformation association with atlantoaxial dislocation. Br. J. Neurosurg. 1995; 9 (1): 67-72.
- Goel A. Is atlantoaxial instability the cause of Chiari malformation? Outcome analysis of 65 patients treated by atlantoaxial fixation. J. Neurosurg. Spine. 215; 22 (2): 116-27.
- Zhang B.C., Liu H.B., Cai X.H. et al. Biomechanical comparison of a novel transoral atlantoaxial anchored cage with established fixation technique - a finite element analysis. BMC Musculoskelet. Disord. 2015; 16: 261.
- Yin Q., Ai F., Zhang K. et al. Irreducible anterior atlan- toaxial dislocation: one-stage treatment with a transoral atlantoaxial reduction plate fixation and fusion. Report of 5 cases and review of the literature. Spine (Phila Pa 1976). 2005; 30 (13): E375-81.
- Ai F.Z., Yin Q.S., Xu D.C. et al. Transoral atlantoaxial reduction plate internal fixation with transoral transpedicular or articular mass screw of c2 for the treatment of irreducible atlantoaxial dislocation: two case reports. Spine (Phila Pa 1976). 2011; 36 (8): E556-62.
- Kandziora F., Schulze-Stahl N., Khodadadyan- Klostermann C. et al. Screw placement in transoral atlantoaxial plate systems: an anatomical study. J. Neurosurg. 2001; 95 (1 Suppl): 80-7.
- Zhang B., Liu H., Cai X. et al. Biomechanical Comparison of Modified TARP Technique Versus Modified Goel Technique for the Treatment of Basilar Invagination: A Finite Element Analysis. Spine (Phila Pa 1976). 2016; 41 (8): E459-66.
- Yin Q.S., Li X.S., Bai Z. et al. An 11-year Review of the TARP Procedure in the Treatment of Atlantoaxial Dislocation. Spine (Phila Pa 1976). 2016; 41 (19): Е1151-8.
- Wang C., Yan M., Zhou H.T. et al. Open reduction of irreducible atlantoaxial dislocation by transoral anterior atlantoaxial release and posterior internal fixation. Spine (Phila Pa 1976). 2006; 31 (11): E306-13.
- Кулешов А.А., Шкарубо А.Н., Гаврюшенко Н.С. и др. Сравнительное экспериментальное исследование индивидуальной пластины для передней стабилизации и дорсальных систем фиксации на уровне С1-С2- позвонков. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2016; 1: 76-81.
- Митрофанова Е.В., Шахнович В.А., Шкарубо А.Н. идр. Венозное кровообращение головного мозга и ликвородинамика при патологии краниовертебрального перехода (инвагинация зубовидного отростка С2 позвонка). Российский нейрохирургический журнал имени профессора А.Л. Поленова. 2014; Т. VI, Специальный выпуск: 353-5.
- Шахнович В.А., Митрофанова Е.В., Шиманский В.Н. и др. Церебровенозная ортостатичеcкая реактивность при патологии краниовертебрального перехода (мальформации Киари). Журнал Вопросы нейрохирургии имени Н.Н. Бурденко. 2015; 79 (6): 61-71.