INFLUENCE OF SURGICAL CORRECTION OF SEVERE SCOLIOTIC SPINAL DEFORMITIES ON SAGITTAL BALANCE PARAMETERS IN ADOLESCENTS

Sergei Vissarionov; Виссарионов Сергей Валентинович; Timofey Rybinskikh; Рыбинских Тимофей Сергеевич; Marat Asadulaev; Асадулаев Марат Сергеевич; Dmitriy Kokushin; Кокушин Дмитрий Николаевич; Sergey Belyanchikov; Белянчиков Сергей Михайлович; Vachtang Toriya; Тория Вахтанг Гамлетович; Platon Safonov; Сафонов Платон Андреевич

doi:10.17816/PTORS689586

INFLUENCE OF SURGICAL CORRECTION OF SEVERE SCOLIOTIC SPINAL DEFORMITIES ON SAGITTAL BALANCE PARAMETERS IN ADOLESCENTS

Authors: Vissarionov S.¹, Rybinskikh T.¹, Asadulaev M.¹, Kokushin D.¹, Belyanchikov S.¹, Toriya V.¹, Safonov P.¹
Affiliations:
1. Национальный медицинский исследовательский центр детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера
Section: Clinical studies
Submitted: 21.08.2025
Accepted: 01.11.2025
Published: 11.11.2025
URL: https://journals.eco-vector.com/turner/article/view/689586
DOI: https://doi.org/10.17816/PTORS689586
ID: 689586

Cite item

Abstract

BACKGROUND: Surgical correction of scoliosis, including the extended spinal fusion, inevitably leads to changes in the parameters of the sagittal balance, which can affect the treatment results of these patients. In the scientific literature, this issue is reflected in isolated publications and requires further study.

AIM. To analyze the impact of surgical correction of spinal deformity in adolescents with severe forms of idiopathic thoracic scoliosis on the parameters of sagittal balance.

MATERIALS AND METHODS: The study included 38 patients aged 12 to 17 years with idiopathic thoracic scoliosis (types 1, 2 and 3 according to the Lenke classification) with the magnitude of the primary deformity arc greater than 80° by Cobb. All patients underwent of discophysectomy at the apex of the deformity, intraoperative halo-traction, correction and stabilization of the deformity with a pedicle screw instrumentation in one surgical procedure. Patients underwent radiographic examination before and after surgery, regional and global parameters of sagittal balance, characteristics of spinal deformity in the frontal plane were assessed.

RESULTS: In 11 of 38 patients (28.9%), deviations in the global sagittal balance parameters (SSA, TPA, SVA) were observed before surgery. After surgical intervention aimed at correcting scoliotic deformity of the spine, these deviations were observed in 2 patients (5.3%). A significant risk factor for maintaining anterior imbalance in patients with severe forms of idiopathic scoliosis after surgical treatment, according to the analysis, was insufficient correction of the kyphotic component of the deformity.

CONCLUSIONS: Surgical treatment allows achieving optimal values of global and regional parameters of sagittal balance in adolescent patients with severe forms of idiopathic scoliosis in most cases. However, in the case of super-severe deformations (>120-130° according to Cobb), which are characterized by hyperkyphotic component, it is necessary to consider the use of techniques that allow achieving significant correction of thoracic kyphosis values.

Keywords

sagittal balance, spine, idiopathic scoliosis, severe forms, spinal-pelvic parameters, children.

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

В последние годы концепция сагиттального баланса туловища у пациентов с деформацией позвоночника различной локализации получила значительное развитие (1). Результаты научных исследований указывают на то, что достижение близких к физиологическому параметров сагиттального баланса в результате хирургического лечения необходимо для обеспечения оптимальных функциональных результатов и сохранения результатов в отдаленном послеоперационном периоде (2).

Основная часть публикаций, посвященных изучению особенностей сагиттального баланса у пациентов с идиопатическим сколиозом включает больных с деформацией позвоночного столба во фронтальной плоскости не более 80° по Cobb (3,4). Основными нарушениями в сагиттальной плоскости у пациентов данной группы является уменьшение значений грудного кифоза (TK) и компенсационные механизмы, сопровождающие это патологическое состояние - уменьшение значений поясничного и шейного лордозов, развитие отрицательного сагиттального баланса туловища. Данные изменения регистрируются как до проведения хирургической коррекции деформации позвоночника, так и после нее (1,5). Одновременно с этим необходимо отметить, что у пациентов с тяжелыми формами идиопатического сколиоза наблюдается описанный J. Dubousset парадоксальный кифоз, который развивается в результате аксиальной ротации позвонков до 90° и их латерального коллапса. На основании ряда научных исследований, подобные изменения характерны для пациентов с величиной основной дуги деформации более 100° по Cobb и сопровождается противоположными механизмами компенсации (6).

Несмотря на значительное нарушение регионарных параметров сагиттального баланса туловища, отклонение значений глобальных параметров у пациентов данной группы регистрируются редко благодаря возможностям компенсаторных механизмов (1,6). Основными механизмами компенсации увеличенных значений ТК у пациентов молодого возраста является переразгибание в смежных отделах позвоночника – поясничном и шейном. При ограничении этих компенсаторных возможностей наблюдается развитие ретроверсии таза и дальнейшего каскада компенсаторных механизмов, направленных на устранение переднего дисбаланса (7).

Хирургическая коррекция тяжелых сколиотических деформаций позвоночника, включающая выполнение протяженного спондилодеза, неизбежно приводит к изменению параметров сагиттального баланса туловища и ограничению компенсаторных возможностей (1,5). Однако, представленная проблематика в научной литературе отражена в единичных публикациях, требует дальнейшего изучения и анализа.

Цель исследования – провести анализ влияния результатов хирургической коррекции деформации позвоночника у подростков с тяжелыми формами идиопатического сколиоза грудной локализации на параметры сагиттального баланса.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования - моноцентровое когортное ретроспективное исследование.

В исследование вошли 38 пациентов с идиопатическим сколиозом в возрасте от 12 до 17 лет, получившие хирургическое лечение в ФГБУ «НМИЦ детской травматологии и ортопедии им. Г.И. Турнера» МЗ РФ в период с 2021 по 2025 годы.

Всем пациентам выполняли хирургическое вмешательство в объеме дискапофизэктомии на вершине основной дуги деформации, интраоперационной halo-тракции, коррекция деформации задней многоопорной металлоконструкцией и стабилизации достигнутого результата за одну хирургическую сессию.

Критерии включения пациентов в исследование являлись: идиопатический сколиоз с основной дугой искривления в грудном отделе позвоночника (тип 1, 2 и 3 по классификации Lenke); возраст пациентов от 12 до 17 лет включительно; наличие панорамных рентгенограмм позвоночника в 2х проекциях, выполненных в положении стоя до и после хирургической коррекции деформации позвоночника; величина основной дуги сколиотической деформации во фронтальной плоскости более 80° град по Cobb.

Критерии исключения: пациенты с наличием врожденной патологии позвоночника, позвоночного канала и спинного мозга, а также с системной патологией опорно-двигательного аппарата; наличие ортопедической патологии со стороны нижних конечностей; ранее перенесенные операций на позвоночнике, костях тазового кольца и грудной клетке; рентгенограммы позвоночника плохого качества, не позволяющие достоверно рассчитать параметры сагиттального баланса туловища, отказ пациента от участия в исследовании.

Рентгенологическое обследование.

Всем пациентам выполняли панорамные рентгенограммы позвоночника в прямой и боковой проекциях в положении стоя до операции и через 10-14 дней после хирургического вмешательства. Полученные рентгенограммы анализировали с помощью программы Surgimap 2.3.2.1. Проводили рентгенометрические расчеты следующих параметров: величины основной дуги сколиотической деформации в грудном отделе позвоночника (ГОП), грудного кифоза Th4-Th12 (thoracic kyphosis - TK) и поясничного лордоза L1-S1 (lumbar lordosis - LL) по методике Cobb, тазового угла (pelvic incidence — PI), угла наклона крестца (sacral slope — SS), угла отклонения таза (pelvic tilt — PT), разницы между значениями показателей тазового индекса и поясничного лордоза (PI-LL), значения сагиттальной вертикальной оси (sagittal vertical axis — SVA), позвоночно-крестцового угла (spino-sacral angle — SSA), TPA (T1/pelvic angle).

Статистический анализ.

Статистический анализ проводили с использованием программы Jamovi 2.7.5. Рассчитывали средние арифметические величины (M), стандартные отклонения (SD), медиану (Ме) с межквартильным интервалом (IQR), определяли минимальные (Min) и максимальные (Max) значения. Нормальность распределения данных проверяли с помощью критерия Шапиро – Уилка. Для проведения сравнительного анализа параметров сагиттального баланса до и после хирургического лечения использовались непараметрические тесты для зависимых выборок - критерий Уилкоксона для количественных и тест Мак-Немара для качественных данных. Корреляционный анализ проводился с помощью критерия Спирмена, при этом силу связи определяли по следующим показателям: 0,01≤ρ≤0,29 — слабая связь; 0,30≤ρ≤0,69 — умеренная связь; 0,70≤ρ≤1,00 — сильная связь. Нулевую гипотезу в статистических тестах отклоняли при уровне значимости p <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В исследование вошли 38 пациентов с идиопатическим сколиозом грудной локализации в возрасте от 12 до 17 лет с величиной основной дуги деформации от 80° до 140⁰по Cobb (среднее – 102,8⁰). Из них мальчиков было 5 (13,2%), девочек — 33 (86,8%). Средний возраст пациентов составил 15,0±1,3 лет. Распределение деформаций по классификации Lenke представлено на рис. 1. Всем пациентам было выполнено хирургическое вмешательство, направленное на коррекцию сколиотической деформации позвоночника в указанном объеме.

Рис. 1. Распределение пациентов по типам деформации, согласно классификации Lenke: A, B, C — поясничные модификаторы по классификации Lenke.

Результаты описательного и сравнительного статистического анализа, ранее обозначенных рентгенологических показателей у пациентов, вошедших в исследование, представлены в табл. 1. и на рис.2.

Таблица 1

Результаты рентгенологического обследования пациентов и сравнительного анализа исследуемых показателей до и после хирургического лечения

		M±SD	Ме (IQR)	Min	Max	Тест Шапиро-Уилка, p	Тест Уилкоксона, p	Нормативные показатели у здоровых подростков по данным литературы (M±SD) (8,9)
Основная дуга, °	д/о	102.8±16.5	104.0 (28.8)	80.0	140.0	0.061	<.001	-
Основная дуга, °	п/о	37.5±12.5	36.5 (11.8)	11.0	68.0	0.195	<.001	-
SSA, °	д/о	130.6±10.6	129.5 (15.8)	107.0	158.0	0.805	0.256	132.7±8.0
SSA, °	п/о	132.0±5.5	130.5 (8.0)	124.0	147.0	0.036	0.256	132.7±8.0
TPA, °	д/о	2.3±5.8	1.0 (8.0)	-10.0	15.0	0.343	0.632	<14.0*
TPA, °	п/о	0.4±8.0	0.0 (10.5)	-16.0	16.0	0.784	0.632	<14.0*
SVA, мм	д/о	13.5±24.0	10.0 (25.5)	-46.0	73.0	0.181	0.306	–9.0±44
SVA, мм	п/о	14.3±18.8	18.0 (27.5)	-25.0	51.0	0.066	0.306	–9.0±44
TK, °	д/о	58.8±23.7	62.5 (21.8)	6.0	110.0	0.261	<.001	45.8±10.4
TK, °	п/о	37.2±12.0	36.5 (12.8)	18.0	69.0	0.154	<.001	45.8±10.4
LL, °	д/о	65.8±16.7	67.0 (20.0)	26.0	104.0	0.907	<.001	57.7±11.1
LL, °	п/о	54.0±12.4	57.0 (16.8)	22.0	79.0	0.475	<.001	57.7±11.1
SS, °	д/о	41.3±10.3	41.0 (9.8)	25.0	69.0	0.109	0.933	39.1±7.6
SS, °	п/о	40.7±8.4	42.0 (13.3)	25.0	58.0	0.603	0.933	39.1±7.6
PT, °	д/о	3.1±6.1	3.5 (8.0)	-9.0	16.0	0.736	0.085	7.7±8.3
PT, °	п/о	1.3±9.6	2.0 (16.3)	-21.0	16.0	0.184	0.085	7.7±8.3
PI-LL, °	д/о	-21.4±13.4	-23.0 (21.8)	-45.0	6.0	0.290	0.002	<9.0*
PI-LL, °	п/о	-13.2±9.9	-11.5 (14.5)	-35.0	7.0	0.142	0.002	<9.0*

Примечание: SSA — позвоночно-крестцовый угол; TPA — T1/pelvic angle; SVA — сагиттальная вертикальная ось; TK — грудной кифоз; LL — поясничный лордоз; PI — тазовый угол; SS — наклон крестца; PT — отклонение таза; PI–LL — разница между значениями показателей тазового индекса и поясничного лордоза; д/о – до операции; п/о – после операции. *в научной литературе не описаны нормативные показатели данных параметров у пациентов подросткового возраста, указаны целевые значения для взрослых.

Рис.2. Динамика изменения параметров сагиттального баланса у пациентов с тяжелыми формами идиопатического сколиоза грудной локализации после хирургической коррекции деформации позвоночника

У 11 из 38 пациентов (28,9%) до операции наблюдали отклонение параметров глобального сагиттального баланса (SSA, TPA, SVA). У 11 пациентов отмечено уменьшение значения SSA <125°, у 6 – увеличение SVA >35 мм, у 1 - увеличение TPA >14°. При этом, ни у одного из пациентов не зарегистрировано отклонение параметров PT >16° и PI-LL >9°. После выполнения хирургического вмешательства, направленного на коррекцию сколиотической деформации позвоночника, описанные выше нарушения зарегистрированы только у 2 пациентов (5,3%). У одного из них наблюдали отклонение всех трех параметров глобального сагиттального баланса туловища (Рис.3, Таблица 2), у второго пациента – только отклонение значений SVA. При сравнении частоты встречаемости рентгенологических признаков переднего дисбаланса у пациентов до и после хирургического лечения отмечалась статистически значимая разница (тест Мак-Немара, p<0,001).

У всех 2 пациентов с отклонением параметров глобального сагиттального баланса после проведения хирургического лечения отмечалось превышение физиологических значений TK>60° по Cobb. У данных пациентов также имела место наибольшая величина значений деформации во фронтальной плоскости и ТК при дооперационном обследовании среди всех пациентов, вошедших в исследование. Выявлена положительная корреляционная связь умеренной силы между значениями TK и SVA (коэффициент корреляции Спирмена 0.33, p<0.05), отрицательная корреляционная связь умеренной силы между значениями TK и SSA (коэффициент корреляции Спирмена -0.31, p<0.05).

ОБСУЖДЕНИЕ

При оценке глобальных параметров сагиттального баланса (SSA, TPA, SVA) статистически значимой разницы между количественными данными у пациентов до и после операции не обнаружено (Таблица 1, Рис.2A, 2B, 2C). Однако, рентгенологические признаки развития переднего дисбаланса в послеоперационном периоде, по сравнению с дооперационным, у пациентов регистрировались значительно реже (статистически значимая разница, тест Мак-Немара, p<0,001). Значимым фактором риска сохранения переднего дисбаланса у пациентов с тяжелыми формами идиопатического сколиоза после проведения хирургического лечения, по данным проведенного анализа, являлась недостаточная коррекция кифотического компонента деформации. У всех 2 пациентов с рентгенологическими признаками переднего дисбаланса после операции значения TK превышали физиологические (>60° по Cobb). Клинический пример представлен на рис.3., результаты рентгенологического обследования данного пациента указаны в таблице 2. К подобным выводам в своем исследовании приходят и другие исследователи (5)

Рис.3. Клинический пример. Пациент Т., 17 лет. Диагноз: Идиопатический левосторонний грудной сколиоз IV ст.

Таблица 2

Результаты рентгенологического обследования пациента Т. 17 лет до и после хирургического вмешательства

	Основная дуга, °	SSA, °	TPA, °	SVA, °	TK, °	LL, °	SS, °	PT, °	PI-LL, °
д/о	140.0	122.0	15.0	59.0	120.1	85.5	42.7	15.2	-27.5
п/о	68.5	124.0	16.0	50.5	69.1	73.0	40.1	15.9	-17.0

д/о – до операции, п/о – после операции

Хирургическое вмешательство всем пациентам проводили в объеме дискапофизэктомии на вершине деформации в сочетании с корпородезом, интраоперационной halo-тракции, коррекции искривления задней многоопорной металлоконструкцией и стабилизацией достигнутого результата за одну хирургическую сессию. Проведение определенной последовательности корригирующих манипуляций с использованием транспедикулярных спинальных систем кроме обеспечения оптимальной коррекции деформации во фронтальной плоскости, позволяло добиться близких к физиологическим значения глобальных и регионарных параметров сагиттального баланса у пациентов подросткового возраста с тяжелыми формами идиопатического сколиоза в большинстве наблюдений (10,11). Однако, в случае со сверхтяжелыми деформациями (>120-130° по Cobb), для которых характерно наличие выраженного кифотического компонента, корригирующих возможностей данной технологии может быть недостаточно.

Сохраняющийся дисбаланс после выполнения хирургической коррекции деформации позвоночника у пациентов с идиопатическим сколиозом может приводить к ускоренному развитию дегенеративных процессов в позвоночно-двигательных сегментах, не включенных в зону спондилодеза, развитию болевого синдрома и снижению качества жизни (1). В исследовании P.Bernstein и соавт. выполняли МРТ ПОП у пациентов с идиопатическим сколиозом через 5-10 лет после хирургической коррекции деформации позвоночника. Отклонение параметров сагиттального баланса влияло на уровень гидратации межпозвоночных дисков в большей степени, чем выбор нижнего инструментированного позвонка (LIV) (12). Подобные результаты можно обнаружить и в работах других исследователей (13,14).

Кроме того, в имеющейся научной литературе активно обсуждается вопрос связи параметров сагиттального баланса туловища и частоты развития PJK и DJK у пациентов с деформациями позвоночника в послеоперационном периоде (5). Однако, развитие данных осложнений у пациентов с идиопатическим сколиозом чаще связывают с уменьшением значений TK (1,5).

В настоящее время, согласно литературным данным, накапливается все больше данных о важности и необходимости анализа параметров сагиттального баланса у пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата, в том числе у пациентов с идиопатическим сколиозом (6,15). Дальнейшие работы в этом направлении актуальны и перспективны с целью улучшения результатов лечения данной группы пациентов.

Ограничение исследования

К недостаткам данного исследования можно отнести малую величину выборки пациентов, отсутствие долгосрочных результатов лечения, результатов клинического обследования пациентов и оценки их качества жизни.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дискапофизэктомия на вершине основной дуги деформации, интраоперационная halo-тракция, коррекция деформации задней многоопорной металлоконструкцией за одну хирургическую сессию способствует достижению нормальных глобальных и регионарных параметров сагиттального баланса у пациентов подросткового возраста с тяжелыми формами идиопатического сколиоза грудной локализации. Однако, в случае со сверхтяжелыми деформациями (>120-130° по Cobb), для которых характерно наличие выраженного кифотического компонента искривления, необходимо рассмотреть использование дополнительных технологий, позволяющих добиться значительной коррекцию грудного кифоза, что может способствовать достижению близких к физиологическому параметров сагиттального баланса туловища и улучшению результатов лечения данной категории пациентов.

×