Зависимость расположения восьмиобразных пластин при гемиэпифизеодезе от рентгенометрических параметров эпиметафизарного перехода кости

Полный текст

Введение

Осевые деформации на уровне коленных суставов являются распространенной проблемой у детей с системными дисплазиями скелета [1]. Для коррекции данных деформаций используют различные варианты хирургического лечения, важное место среди которых занимает метод «управляемого роста» с применением восьмиобразных пластин [2, 3]. В настоящее время данный метод зарекомендовал себя как надежный, эффективный и простой способ коррекции осевых деформаций нижних конечностей у детей до окончания костного роста [4–6].

Изначально этот способ применяли для коррекции идиопатических и посттравматических деформаций нижних конечностей [4, 7]. В дальнейшем показания к его применению существенно расширились. На сегодняшний день метод «управляемого роста» активно используют для коррекции осевых деформаций у детей с системными дисплазиями скелета, при которых имеется нарушение роста и развития костной и хрящевой ткани [1, 8, 9].

Техника установки восьмиобразных пластин включает в себя проведение навигационной спицы через зону роста, после чего пластину фиксируют на кости в области эпиметафизарного перехода канюлированными винтами, проведенными по направляющим спицам [7]. При этом параллельность винтов не является обязательным условием правильности установки конструкции [10].

При нарушении техники установки металлоконструкции, а также при определенных анатомических особенностях эпиметафизарной области кости могут иметь место нюансы установки импланта в указанной зоне в виде неполного прилегания метафизарной части пластины к кости. Практическое значение данного феномена с точки зрения эффективности коррекции на сегодняшний день не изучено, однако существует мнение, что при этом эффективность метода снижается. Также предполагается, что в результате такой установки возникает концентрация напряжения вне погруженной части метафизарного винта в кость, что может приводить к его разрушению [11].

Анатомическим фактором, предрасполагающим к возникновению указанных выше трудностей при установке пластин, является форма эпиметафизарного перехода, однако до сих пор не разработаны рентгенометрические показатели, позволяющие прогнозировать данные проблемы на этапе планирования оперативного вмешательства.

Цель исследования — разработка рентгенометрических критериев, характеризующих анатомические особенности эпиметафизарной области кости, для прогнозирования возможных трудностей, связанных с расположением металлоконструкции, и оценка влияния указанных особенностей на темпы коррекции деформации при гемиэпифизеодезе.

Материалы и методы

Настоящая работа основана на анализе результатов обследования и лечения пациентов с осевыми деформациями различной этиологии на уровне коленного сустава, наблюдавшихся в НИДОИ им. Г.И. Турнера с 2010 по 2016 г. Исследование состояло из двух этапов. На первом этапе был проведен анализ рентгенограмм нижних конечностей пациентов для выявления анатомических особенностей эпиметафизарной зоны перед выполнением временного гемиэпифизеодеза пластинами с целью коррекции вальгусных и варусных деформаций нижних конечностей на уровне коленного сустава. В основную группу исследования вошли 58 пациентов (107 конечностей) с системными дисплазиями скелета, которым было установлено 188 пластин для временного гемиэпифизеодеза. Контрольную группу составили 50 пациентов, из них 22 ребенка (37 конечностей) с идиопатическими деформациями, 11 детей (11 конечностей) с посттравматическими деформациями, 9 (11 конечностей) — с пороками развития нижних конечностей и 8 (8 конечностей) — с болезнью Блаунта. Всего пациентам контрольной группы было установлено 67 пластин. Возраст детей основной группы составил 8,3 ± 2,4 года, контрольной — 9,1 ± 2,9 года.

На рентгенограммах рассчитывали разработанные нами параметры: угол эпиметафизарного перехода (УЭП) и индекс эпиметафизарного перехода (ИЭП).

Построение УЭП осуществляли следующим образом: через максимально выступающие точки проксимального метафиза большеберцовой и дистального метафиза бедренной кости (А и Б) проводили прямую. Строили окружность с центром в точке А или Б, в зависимости от зоны интереса, радиусом 10 мм (диаметром 20 мм). На месте пересечения этой окружности с метафизом кости определяли точку (В). Прямой линией соединяли точки А (Б) и В, определяли значение угла АБВ (УЭП) (рис. 1, а).

 

Рис. 1. Схемы расчета предложенных показателей на рентгенограммах коленного сустава в прямой проекции: а — расчет угла эпиметафизарного перехода; б — расчет индекса эпиметафизарного перехода

 

Значение индекса эпиметафизарного перехода (ИЭП) вычисляли следующим образом: через максимально выступающие точки метафиза (А и Б) кости проводили прямую. Перпендикулярно линии АБ через точку Б или А, в зависимости от зоны интереса, проводили прямую длиной 10 мм (точка В). Перпендикулярно линии БВ через точку В проводили прямую к метафизу кости. На месте пересечения этой линии с метафизом кости ставили точку Г. Измеряли расстояние ВГ (рис. 1, б). Используемое в расчете описанных величин расстояние 10 мм обусловлено особенностями конструкции пластин — удаление отверстий для винтов в пластине от ее центра составляет 10 мм, поэтому с высокой долей точности можно прогнозировать положение метафизарного винта на удалении 10 мм от зоны роста.

На втором этапе исследования оценивали положение металлоконструкции после оперативного лечения (временный гемиэпифизиодез) — прилегание пластины к метафизу кости. Всего было установлено 255 пластин, при этом гемиэпифизеодез бедренной кости выполняли в 138 случаях, большеберцовой кости — в 117. С целью коррекции вальгусной деформации пластины устанавливали по медиальной поверхности бедренной кости (95 случаев — 68,8 %) и большеберцовой кости (54 случая — 46,2 %). Для устранения варусной деформации пластины устанавливали по латеральной поверхности бедренной кости в 43 случаях (31,2 %) и большеберцовой кости в 63 случаях (53,8 %).

Неполным прилеганием мы считали расстояние между пластиной и поверхностью кости более 2 мм. Измерения осуществляли от основания шляпки винта до края кортикальной пластинки метафизарной части кости (рис. 2).

 

Рис. 2. Рентгенограмма левого коленного сустава в прямой проекции пациента Т., 10 лет. Диагноз: «Спондилоэпифизарная дисплазия. Варусная деформация нижних конечностей» (стрелками отмечена зона неполного прилегания пластины)

 

Рентгенометрические показатели эпиметафизарного перехода кости анализировали по панорамным рентгенограммам нижних конечностей в прямой проекции, выполненным с идентичным фокусным расстоянием 220 см, при полностью разогнутом коленном суставе с использованием аппарата Phillips (model: M-CABINETCXA).

Для определения зависимости между величиной неполного прилегания метафизарной части пластины и скоростью коррекции деформаций нижних конечностей был проведен корреляционный анализ с вычислением парных коэффициентов корреляции Пирсона. С целью определения аналитической формы связи между данными параметрами выполняли регрессионный анализ с определением значения коэффициента детерминации. Статистический анализ полученных данных осуществляли с использованием программы IBM SPSS Statistics, версия 23.

Результаты оценивали через 1 год после установки металлоконструкции.

Все пациенты обследованы и прооперированы после подписания их родителями или официальными представителями добровольного информированного согласия на участие в исследовании и проведение хирургического лечения.

Протокол проведения исследования утвержден на заседании этического комитета 11.11.15 (протокол № 5, председатель этического комитета — канд. мед. наук В.А. Виленский).

Результаты

Анализ рентгенометрических показателей эпиметафизарного перехода кости, рассчитанных по рентгенограммам, выполненным на этапе планирования оперативного вмешательства (табл. 1), продемонстрировал, что величина УЭП варьировала от 25 до 69° (среднее значение — 49,5 ± 10,7°). У пациентов с системными дисплазиями скелета размах значений угловых показателей составил от 25 до 67° (среднее значение — 43,2 ± 10,1°) и был значительно больше, чем у пациентов без первичного поражения зоны роста (идиопатические деформации, посттравматические, врожденные пороки нижних конечностей, болезнь Блаунта), у которых он составил от 48 до 69° (среднее значение — 56,7 ± 5,6°).

 

Таблица 1. Сравнительные результаты рентгенометрических параметров эпиметафизарного перехода кости пациентов основной и контрольной групп

Группы	Угол эпиметафизарного перехода, градусы	Индекс эпиметафизарного перехода, мм	Неполное прилегание конструкции
Основная	43,2 ± 10,1	12,22 ± 2,04	41 (21,8 %) n = 188
Контрольная	56,7 ± 5,6	7,08 ± 2,38	3 (4,5 %) n = 67
Все пациенты	49,5 ± 10,7	9,81 ± 3,39	44 (17,3 %) n = 255

 

Значение ИЭП составило от 4,7 до 14,26 мм. У детей с системными дисплазиями скелета данный параметр в среднем равнялся 12,22 ± 2,04 мм, у пациентов без первичного поражения зон роста среднее значение ИЭП было значительно ниже (7,08 ± 2,38 мм).

Анализ рентгенограмм, выполненных после постановки восьмиобразных пластин, показал, что среди всех пациентов неполное прилегание метафизарной части пластины к кости отмечалось в 17,3 % случаев (44 пластины из 255). При этом 41 из 44 случаев неполного прилегания конструкции был выявлен у пациентов основной группы с системными дисплазиями скелета, тогда как среди детей без первичной патологии зоны роста данный феномен наблюдался значительно реже (3 конструкции из 67 установленных, что соответствует 4,5 %). У пациентов с системными дисплазиями скелета, на рентгенограммах которых отмечалось неполное прилегание металлоконструкций к кости, УЭП был меньше 45° (37,2 ± 3,6°), значение ИЭП составило 9,7 ± 1,9 мм.

В контрольной группе неполное прилегание было отмечено в двух случаях — при болезни Блаунта и при идиопатической вальгусной деформации. Рентгенометрические показатели у детей с болезнью Блаунта находились в тех же пределах: УЭП меньше 45° (37,2 ± 3,6°), ИЭП — 9,7 ± 1,9 мм. У пациента с идиопатической вальгусной деформацией значение угла ЭП составило 51°, значение индекса ЭП — 4,9 мм.

В результате проведения корреляционного анализа между значением УЭП, ИЭП и степенью прилегания пластины к кости были получены следующие данные: коэффициент корреляции Пирсона для УЭП составил –0,7142 (p < 0,05), для ИЭП он равнялся –0,3271 (p < 0,05).

В связи с тем, что в большинстве случаев неполное прилегание пластин было отмечено в основной группе (в 21,8 % случаев), корреляционный анализ между величиной выстояния метафизарной части пластины и скоростью коррекции деформаций нижних конечностей производили только в основной группе. Полученные результаты представлены в табл. 2.

 

Таблица 2. Корреляционная зависимость между величиной неполного прилегания пластины и скоростью коррекции деформаций нижних конечностей у детей с системными дисплазиями скелета

Параметры		Величина неполного прилегания пластины, мм	Скорость коррекции деформации, градусы на месяц эпифизеодеза
Прилегание	Корреляция Пирсона	1	–0,818*
	Двусторонний уровень значимости		0,000
	N	188	188
Коррекция	Корреляция Пирсона	–0,818*	1
	Двусторонний уровень значимости	0,000
	N	188	188

* Корреляция значима на уровне 0,01 (двусторонняя)

 

Данные регрессионного анализа представлены на рис. 3.

 

Рис. 3. Скорость коррекции деформации в зависимости от величины неполного прилегания пластины

 

Обсуждение результатов

Метод «управляемого роста» существенно изменил подход к коррекции осевых деформаций нижних конечностей у детей, не достигших окончания костного роста [1]. Несмотря на широкое использование указанного метода, техника установки металлоконструкций разработана в основном для пациентов с нормальной формой эпиметафизарного перехода. У детей с системными дисплазиями скелета имеют место анатомические особенности данной области, которые могут вызывать трудности в размещении имплантов. P. Stevens указывает, что в результате неполного прилегания имплантов возникает концентрация напряжения в не погруженной в кость части метафизарного винта, что может приводить к его разрушению [11]. Наше исследование показало, что величина выстояния пластины также влияет на скорость коррекции. Регрессионный анализ продемонстрировал, что при увеличении расстояния неполного прилегания скорость коррекции деформации значительно снижается.

С целью прогнозирования возможных проблем уже на этапе планирования оперативного вмешательства нами были разработаны рентгенометрические показатели, позволяющие оценить вероятность возникновения указанных трудностей: угол эпиметафизарного перехода и индекс эпиметафизарного перехода. Мы установили, что в 43 случаях, когда наблюдалось неполное прилегание пластины к метафизарной части кости, величина УЭП была меньше 45° (37,2 ± 7,6°), а значение ИЭП больше 7,8 мм (9,7 ± 1,9 мм). У одного из пациентов с идиопатической вальгусной деформацией также наблюдалось неполное прилегание металлоконструкции к кости при значениях УЭП 51°, ИЭП 4,9 мм, однако эту ситуацию мы связываем с технической неточностью установки пластины (последняя была смещена в сторону эпифиза).

Корреляционный анализ продемонстрировал наличие линейной зависимости между рентгенометрическими показателями (УЭП и ИЭП) и степенью прилегания пластин. Полученное значение коэффициента Пирсона для угла ЭП (r = –0,7142 при p < 0,05) свидетельствует о высокой степени зависимости: чем меньше значение УЭП, тем больше степень неполного прилегания пластины к метафизарной части кости. В то же время при расчете коэффициента Пирсона для ИЭП была выявлена слабая степень линейной зависимости (r = –0,3271 при p < 0,05). Вероятнее всего, это связано с возможной погрешностью при расчете индекса, более существенной, нежели погрешность расчета углового показателя.

К лимитирующим факторам настоящего исследования можно отнести следующие: исследование включает в себя относительно небольшое количество наблюдений, отсутствует дифференциация исследуемых рентгенометрических показателей в разных возрастных группах, не производилась оценка межэкспертной надежности разработанных показателей. Тем не менее результаты исследования являются первой в доступной нам научной литературе попыткой систематизации данных о возможности прогнозирования позиции металлоконструкции для управляемого роста кости у детей с системными дисплазиями
скелета.

Предложенные в данной работе рентгенометрические показатели (УЭП и ИЭП) позволяют прогнозировать возможные трудности при установке восьмиобразных пластин, в том числе у детей с системными дисплазиями скелета. При этом первый из упомянутых показателей (УЭП) демонстрирует более высокий прогностический потенциал, в связи с чем мы рекомендуем использовать данный угол при планировании оперативного вмешательства. В тех случаях, когда угол эпиметафизарного перехода составляет менее 45°, применение стандартной техники постановки пластины и стандартного инструментария сопряжено с высокой вероятностью неполного прилегания металлоконструкции, что требует использования модифицированных конструкций (пластины ступенеобразной формы) и модификации техники постановки (без центральной
спицы).

Заключение

У пациентов при проведении оперативных вмешательств методом «управляемого роста» в 43 случаях (из 255 установленных пластин) наблюдалось неполное прилегание метафизарной части пластины к кости, обусловленное анатомическими особенностями эпиметафизарной области. Данный феномен значительно чаще встречался у пациентов с системными дисплазиями скелета. Нами были разработаны рентгенометрические критерии (угол эпиметафизарного перехода и индекс эпиметафизарного перехода) для прогнозирования возможных трудностей, связанных с расположением металлоконструкции при гемиэпифизеодезе. В результате корреляционного анализа УЭП продемонстрировал сильную корреляцию с величиной неполного прилегания пластины после операции. Мы рекомендуем использовать данный критерий для предоперационного планирования у детей с системными дисплазиями
скелета.

Информация о финансировании и конфликте интересов

Работа проведена на базе и при поддержке ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России.

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Об авторах

Владимир Маркович Кенис

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: kenis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7651-8485

д-р мед. наук, доцент, заместитель директора по развитию и внешним связям, руководитель отделения патологии стопы, нейроортопедии и системных заболеваний

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68

Екатерина Сергеевна Моренко

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Email: emorenko@gmail.com

аспирант отделения патологии стопы, нейроортопедии и системных заболеваний

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68

Андрей Викторович Сапоговский

ФГБУ «НИДОИ им. Г.И. Турнера» Минздрава России

Email: sapogovskiy@gmail.com

канд. мед. наук, старший научный сотрудник отделения патологии стопы, нейроортопедии и системных заболеваний

Россия, 196603, г. Санкт-Петербург, г. Пушкин, ул. Парковая, дом 64-68

Список литературы

Дополнительные файлы