Научная статья на тему 'Моделирование вариантов транспедикулярной фиксации грудного отдела позвоночника при резекции одного-трех позвонков'

Моделирование вариантов транспедикулярной фиксации грудного отдела позвоночника при резекции одного-трех позвонков Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
51
5
Поделиться
Журнал
Травма
Область наук
Ключевые слова
ТРАНСПЕДИКУЛЯРНА ФіКСАЦіЯ / ЗАДНіЙ СПОНДИЛОДЕЗ / РЕЗЕКЦіЯ ХРЕБЦіВ / ТРАНСПЕДИКУЛЯРНАЯ ФИКСАЦИЯ / ЗАДНИЙ СПОНДИЛОДЕЗ / РЕЗЕКЦИЯ ПОЗВОНКОВ / TRANSPEDICULAR FIXATION / POSTERIOR SPONDYLODESIS / VERTEBRAL RESECTION

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Радченко В.А., Куценко В.А., Попов А.И., Карпинский М.Ю., Карпинская Е.Д.

Актуальность. Патологические переломы позвонков являются самым большим осложнением опухолевого процесса. Использование дополнительной фиксации металлическими имплантатами значительно улучшает результаты лечения и сокращает сроки реабилитации больных. Использование транспедикулярных устройств обеспечивает стабильную фиксацию и стабильность сегментов позвоночника даже при максимальной степени его нестабильности. Цель: определить оптимальный вариант протяженности заднего спондилодеза при паллиативном и радикальном хирургическом лечении опухолей позвоночника. Материалы и методы. Для изучения возможностей стабилизации при помощи транспедикулярной фиксации при резекции одного-трех позвонков провели экспериментальные испытания на препаратах позвоночника свиньи. Использовали препараты сегментов грудного отдела позвоночника от Th3 до Th12 позвонков. Изучали 3 группы моделей: с одним резецированным позвонком Th6, с двумя Th5-Th6 и тремя Th5-Th7. Результаты. Выявлено, что при резекции в грудном отделе хребта транспедикулярная фиксация по схемам 111х111, 101х101 и 011х110 имеет одинаковую эффективность. При резекции двух позвонков наилучшие стабилизирующие возможности показала конструкция по схеме 111хх111, схемы 101хх101 и 011хх110 показали довольно неплохую фиксирующую способность. При резекции трех позвонков грудного отдела наиболее стабильную фиксацию показала схема 111ххх111. Схема фиксации 001ххх100 оказалась нестабильной при всех видах резекции позвонков. Выводы. Экспериментальные исследования транспедикулярной фиксации при радикальном хирургическом лечении опухолей позвоночника, который включал резекцию одного-трех позвонков, показали, что конструкции отвечают требованиям фиксации, когда крепление осуществляется не менее чем за два верхних и три нижних позвонка (можно за два через один) при резекции одного или двух позвонков. При резекции трех позвонков наиболее стабильной является конструкция крепления за три верхних и три нижних позвонка (без пропусков). Конструкция крепления за один позвонок оказалась несостоятельной почти при всех видах резекции.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Радченко В.А., Куценко В.А., Попов А.И., Карпинский М.Ю., Карпинская Е.Д.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Modeling the variants of transpedicular fixation of the thoracic spinein the rejection of one-three vertebrae

Background. Pathological vertebral fracture is a major complication of tumor, which dramatically changes the quality of life. The most common cause of neurological disorders is spinal cord compression by bone-ligament structures of the spine in pathological fractures and spinal deformity or as a result of direct effects of tumor tissues on it. An important feature of the surgical phase of treatment is that its main tasks are: to eliminate compression of the spinal cord, to correction deformity and to restore the support ability of the spine and to radically remove the tumor. Sometimes, radical resection of the tumor is impossible. In most cases, the use of additional internal fixation with metal implants significantly improves outcomes and reduces the period of rehabilitation of patients by primary spine stabilization in the early postoperative period. The use of transpedicular device provides stable fixation and stability of the spine segment, even with the destruction of all three columns (i.e. its maximum degree of instability). Determining the optimal length of posterior spondylodesis in palliative and radical surgical treatment of tumors of the spine was the purpose of our study. Materials and methods. To explore stabilization possibilities of transpedicular fixation with resection of one-three vertebrae, experimental studies were conducted on pig spinal cord samples. We used samples of thoracic spine segments, from Th3 to Th12 vertebrae. We studied three groups of models: with 1 resected vertebra Th6, with 2 Th5-Th6 and with 3 Th5-Th7. In all three groups of models, we have used 4 ways of transpedicular fixation: one vertebra above and below the resected one, two vertebrae above and below resection, three vertebrae above and below the resected one, the first and third vertebrae above and below the zone of resection. In the experiment, the model firmly fixed on the body of lower Th12 vertebra. Vertical compressive load was applied to the Th3 vertebral body. The load was increased from 100 to 600 N, in increments of 100 N. In each of the load, the deflection of the lower vertebral edge above the resection area was measured. Deformation was measured using clock type micrometer. The load was measured using strain gauge sensor SBA-100L, the results were monitored by the CAS type CI-2001A registration device. Results. It was found that when one vertebra is resected in the thoracic spine, transpedicular fixation by the schemes 111x111, 101x101 and 011x110 have almost the same efficiency in terms of spinal motion segment displacement in the area of resection, as evidenced by the lack of statistically significant differences in the minimum and maximum load. The differences between these schemes obtained at intermediate load values may be the result of technical errors of the experiment. In resection of two vertebrae of the thoracic spine, the best stabilizing capabilities was demonstrated by transpedicular structure imposed by the scheme 111хх111. Schemes of transpedicular fixation 101хх101 and 011хх110 showed almost identical results of the tests, but statistically, they are behind 111хх111 scheme. The worst results according to the value of spinal motion segment displacement in the area of resection were obtained when using 001хх100 scheme. Models with ranspedicular fixation scheme 111ххx111 showed the stabilization during resection of three thoracic vertebrae, as well as the most stable fixation. The fixation scheme 001ххх100 turned out to be very unstable and dropped out of the experiment even at loads of 300 N. Conclusions. Experimental studies of transpedicular fixation in radical surgical treatment of tumors of the spine, which includes resection of one-three vertebrae, have shown that the design meets the requirements of fixation when attachment occurs not less than two vertebrae above and two vertebrae below (one can be through one); in resection of three vertebrae, the most stable is structure of the fixation of three vertebrae above and three vertebrae below (without gaps). This mounting system provides the greatest stability in vertebral resection of any length. The fixation system in one vertebra proved to be unsuccessful for almost all types of resection.

Текст научной работы на тему «Моделирование вариантов транспедикулярной фиксации грудного отдела позвоночника при резекции одного-трех позвонков»

Мкарю, що практикуе

To General Practitioner

УДК 616-001.5/.711.87 DOI: 10.22141/1608-1706.5.18.2017.114125

Радченко В. О., Куценко В.О., Попов А.1., Карп!нський М.Ю., Карпнська О.Д. ДУ «1нститут патологи хребта та суглоб'в iM. проф. М.1. Ситенка НАМН Укра1ни», м. Харюв, Укра'на

Моделювання вар1ант1в транспедикулярноТ ф|ксаци грудного в1дд1лу хребта при резекц1Т одного-трьох хребц1в

Резюме. Актуальнсть. Патологииi переломи хребцв е найбльшим ускладненням пухлинного процесу. Застосування додатково! внутршньо! фксаци металевими iмплантатами значно покращуе результати лi-кування й скорочуе строки реаблтаци хворих. Використання транспедикулярних пристро!в забезпечуе стабльну фiксацiю й стабльнсть сегмент хребта навть при максимальному ступен його нестабльност. Мета: визначення оптимального вар'юнта протяжност заднього спондилодезу при пал'ютивному та радикальному х'рурпчномулкуваннiпухлинхребта. Матер'юли таметоди. Для вивчення можливостей стаблза-циза допомогою транспедикулярно! фксацП при резекци одного-трьоххребцв провели експериментальн випробування на препаратах хребта свин. Використовували препарати сегмент грудного в'1ддлу хребта вд Th3 до Th12 хребцв. Вивчали 3 групи моделей: з одним резектованим хребцем Th6, з двома — Th5-Th6 i з трьома — Th5-Th7. Результати. Виявлено, що при резекци одного хребця в грудному вiддiлi хребта транс-педикулярна фксаця за схемами 111х111, 101х101 та 011х110 мае однакову ефективнсть. При резекци двох хребцв найкращi стаблзуючi можливост мала конструкця за схемою 111хх111, схеми 101хх101 та 011хх110 показали довол'1 непогану фксуючу здатнсть. При резекци трьоххребцв грудного в'1ддлу хребта найбльш стабльну фксацю показала схема 111ххх111. Схема фксаци 001ххх100 виявилась нестабльною при всх видах резекци хребцв. Висновки. Експериментальн дослдження транспедикулярно! фксаци при радикальному х'рурпчному лкуваннi пухлин хребта, який включае резекцю одного-трьох хребцв, показали, що конструкця вдповдае вимогам фксаци, коли крплення вдбуваеться не менше нж за два верхнх та два нижнх хребц (можна через один), при резекци трьох хребцв найбльш стабльною е конструкця з крпленням за три верхн та три нижнхребц (без пропускв). Система крплення за одинхребець виявилася неспроможною майже при всх видах резекци.

Ключовi слова: транспедикулярна фксаця; заднй спондилодез; резекця хребцв

Травма

Вступ

Патолопчш переломи хребщв е найбтьшим ускладненням пухлинного процесу, що рiзко змшюе яысть життя пащента [7].

Найбтьш поширеною причиною невролопчних розла-дв е компреся спинного мозку юстково-зв'язковим структурами хребта при патолопчному переломi та деформаци хребта або в результата безпосереднього впливу на нього пухлинно! тканини. При цьому компреая дурального мш-ка часто виникае пщ час патолопчних змш у тш хребця [4].

Важлива особливють хiрургiчного етапу лшування полягае в тому, що його основними задачами е усунен-ня компреси спинного мозку, корекщя деформаци та

вщновлення опороспроможност хребтового стовпа й радикальне усунення пухлини. Iнодi радикальна резек-щя пухлини неможлива [5].

Палiативнi резекци хребця або циторедуктивш опе-раци використовуються тод^ коли видалити пухлину абластично неможливо. Щ операци мають використо-вуватися точно за показаннями, осюльки при частко-вш резекци злояысно! пухлини вони можуть бути причиною Н рецидиву з бурхливим вторинним ростом [3].

У бтьшосп випадкiв застосування додатково! вну-тршньо! фiксацií за допомогою металевих iмпланта-тiв значно покращуе результати л^вання й скорочуе строки реабштаци хворих за рахунок первинно! стабь

© «Травма», 2017 © Trauma, 2017

© Видавець Заславський О.Ю., 2017 © Publisher Zaslavsky O.Yu., 2017

Для кореспонденцп: Радченко Володимир Олександрович, доктор медичних наук, професор, ДУ «1нститут патологи хребта та суглобiв iM. проф. М.1. Ситенка НАМН УкраТни», вул. Пушюнська, 80, м. Харкiв, 61024, Украша; e-mail: ipps-noo@ukr.net

For correspondence: V. Radchenko, MD, PhD, Professor, State Institution " Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the Academy of Medical Science of Ukraine", Pushkinskaya st., 80, Kharkiv, 61024, Ukraine; e-mail: ipps-noo@ukr.net

лiзaцii хребта в ранньому шсляоперацшному перiодi. З огляду на концепщю трьох колон стабiльностi хребта стабшзукш операцii можна розподiлити на передш — зi стабiлiзацieю вентральних опорних колон i заднi — зi стабiлiзацieю заднiх опорних колон [2]. Вибiр способу стабiлiзацii частше за все залежить вiд здшснюваного доступу. При вентральних доступах можлива стабш-зацiя передньоi' й центральноi' опорних колон. При за-дшх — вибiр фiксуючого пристрою багато в чому ви-значае стушнь наступно! стабiльностi хребта [6].

Використання транспедикулярних пристрош забез-печуе стабтьну фiксацiю й стабiльнiсть сегментiв хребта навпъ при руйнуваннi вшх трьох колон (тобто при максимальному ступеш його нестабiльностi) [1].

Визначення оптимального варiанта протяжностi за-днього спондилодезу при палiативному та радикальному мрурпчному лiкуваннi пухлин хребта е досить акту-альним та недостатньо висвгтленим у лiтературi.

Матер1али та методи

Для визначення стабшзуючих можливостей транс-педикулярно1 фiксацii при резекци одного або деюль-кох хребщв були проведенi експериментальш випро-

бування на препаратах хребта свиш. Для випробування використовували препарати хребцево-рухових сегмен-тiв (ХРС) грудного вщдту хребта свинi на протязi вщ ТИ3 до ТЫ2 хребця. Використовували 3 групи моделей: з одним резектованим хребцем — ТИ6, з двома резекто-ваними хребцями — ТЬ5-ТИ6 та з трьома резектовани-ми хребцями — ТЬ5-ТИ7.

На вшх трьох групах моделей використовували 4 способи транспедикулярно1 фiксацii: за один хребець вище та нижче вщ резектованого, за два хребщ вище та нижче вiд резектованого, за три хребщ вище та нижче вщ резектованого, за першi та треп хребщ вище та нижче вщ зони резекци. Схеми накладання транспедикулярних фiксаторiв наведенi на рис. 1.

Експериментальш дослiдження виконували на базi лаборатори бiомеханiки ДУ «1нститут патологи хребта та суглобiв iм. проф. М.1. Ситенка НАМН Украши». Випробування проводили на стендi для бiомеханiчних дослщжень.

При проведеннi експерименту модель жорстко за-кр^ювали за тiло нижнього хребця ТЫ2. Вертикаль-не стискаюче навантаження прикладали до тiла хребця ТИ3. Пiдвищували навантаження вiд 100 до 600 Н iз

Рисунок 1. Схеми моделей хребта з транспедикулярною ф1ксац1ею псля резекци тл хребщв: а) 111x111; б) 101x101; в) 011x110; г) 001x100; 1) 111хх111; д) 101хх101; е) 011хх110; е) 001хх100; ж) 111ххх111; з) 101ххх101; и) 011ххх110; 0 001ххх100

Таблиця 1. Величини змщення верхнього в1дд1лу препарату хребта з одним резектованим хребцем пд впливом вертикального навантаження для рiзних схем транспедикулярноï ф1ксацИ

Тип конструкцП Навантаження, Н М ± SD (Min-Max)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

100 200 300 400 500 600

111x111 0,878 ± 0,048 (0,940-0,820) 1,254 ± 0,103 (1,360-1,110) 1,674 ± 0,033 (1,720-1,630) 2,218 ± 0,190 (2,340-1,900) 3,510 ± 0,574 (4,240-2,890) 6,634 ± 0,535 (7,400-6,010)

101x101 0,892 ± 0,046 (0,960-0,840) 1,594 ± 0,110 (1,690-1,470) 1,864 ± 0,249 (207,0-148,0) 2,384 ± 0,405 (2,690-1,680) 3,574 ± 0,572 (4,300-2,950) 6,720 ± 0,503 (7,450-6,200)

011x110 0,928 ± 0,053 (1,000-0,870) 1,622 ± 0,050 (1,690-1,570) 2,358 ± 0,219 (2,710-2,160) 3,502 ± 0,456 (4,030-2,860) 5,322 ± 0,407 (5,880-4,850) 7,194 ± 0,390 (7,480-6,520)

001x100 2,388 ± 0,049 (2,430-2,330) 3,836 ± 0,087 (3,960-3,720) 5,638 ± 0,130 (5,770-5,510) 8,254 ± 0,343 (8,780-7,860) > 10 > 10

t = 868,324 p = 0,001 t = 643,853 p = 0,001 t = 414,043 p = 0,001 t = 234,224 p = 0,001 t = 159,732 p = 0,001 t = 47612,225 p = 0,001

кроком 100 Н. При кожнш величиш навантаження ви-мiрювали величину змщення нижнього краю хребця над зоною резекци'. Величину деформаци' вимiрювали мкрометром годинникового типу. Величину навантаження вим1рювали за допомогою тензометричного датчика SBA-100L, результати контролювали пристро-ем реестраци' CAS типу CI-2001A.

Отримаш данi експерименту були обробленi стати стичними методами [1]. У результат стати стич-ного анал1зу визначали середне значення величини деформаци' моделей для кожного значення навантаження та ïï стандартне вщхилення. Порiвняння тишв конструкцiй проводили за допомогою дисперсшного аналiзу.

Обробку даних для статистичних розрахуныв вико-нували за допомогою електронних таблиць MS Excel. Статистичний аналiз виконували за допомогою пакета прикладних програм для статистично! обробки даних SPSS 20.0.

Результати та обговорення

На першому етапi роботи виконували дослiдження стабiльностi транспедикулярно!' фшсац!! при резекци' одного хребця за моделями 111х111, 101х101, 011х110 (рис. 1а-1в). Даш про величину змщення верхнього вщдту препарату хребта тд впливом вертикального навантаження наведенi в табл. 1.

Результати експериментальних дослщжень показали, що найменша величина змщення хребцевих рухо-вих сегментав при резекци' одного хребця досягаеться при використанш транспедикулярно!' фiксацií з крь пленням за три хребщ вище та нижче вiд зони резекци' (схема 111х111). Найгiршi результати показала транс-педикулярна конструкцiя з кршленням за перший хребець, розташований вище та нижче вiд зони резекци' (схема 001х100). При використанш дано!' схеми транспедикулярно!' фшсаци' при навантаженнях 500 та 600 Н визначити величину змщення ХРС не вдалося, бо вона перевищувала значення 10 мм, що знаходиться за межами дiапазону вимiрювання мiкрометра, вико-ристаного в експерименть

Рисунок 2. Д1аграма величин змщення верхнього в'1дд'1лу препарату хребта

з одним резектованим хребцем пД впливом вертикального навантаження для рiзних схем транспедикулярноI фiксацil

Порiвняння величин змщення ХРС при резекци одного хребця при задньому спондилодезi з рiзними варiантами кр^ення при осьових навантаженнях наведено на рис. 2.

У результат експерименту було доведено, що при навантаженш величиною 100 Н транспедикулярна фшсашя грудного вщдшу хребта з одним резектованим хребцем, накладена за схемами 111x111, 101x101 та 011х110, забезпечуе практично однакову стабшь-шсть ХРС (р = 0,144) у зош резекци (величини змь щення не перевищують 1 мм). Транспедикулярна фшсашя, накладена за схемою 001х100, показала величину змiщення ХРС 2,388 ± 0,049 мм, цей результат статистично значущо прший порiвняно з iншими схемами.

При навантаженш 200 Н найменшу величину змь щення ХРС у зонi резекци (1,254 ± 0,103) мм) показала транспедикулярна фiксацiя за схемою 111х111, що статистично значимо вiдрiзняе !! вiд iншиx схем. Схеми транспедикулярно! фшсаци 101х101 i 011х110 не показали статистично значущих (р = 0,631) вщмшностей мiж собою (1,254 ± 0,103 мм та 1,594 ± 0,110 мм вщ-повщно), найгiршi результати отриманi при використанш транспедикулярно! фшсаци за схемою 001х100 (величина змiщення ХРС 3,836 ± 0,087 мм).

Таблиця 2. Величини змщення верхнього в'1дд'ту препарату хребта з двома резектованими хребцями пд впливом вертикального навантаження для рiзних схем транспедикулярноI ф!ксацИ

Тип конструкцП Навантаження, Н М ± вй (Мт-Мах)

100 200 300 400 500 600

111x111 1,258 ± 0,030 (1,300-1,220) 1,896 ± 0,047 (1,950-1,820) 2,772 ± 0,159 (2,980-2,600) 4,060 ± 0,363 (4,490-3,760) 6,134 ± 0,534 (6,740-5,290) 8,140 ± 0,760 (9,210-7,380)

101x101 1,290 ± 0,057 (1,380-1,240) 2,078 ± 0,070 (2,150-1,990) 3,224 ± 0,133 (3,390-3,090) 5,536 ± 0,245 (5,950-5,340) 7,778 ± 0,388 (8,280-7,290) 8,966 ± 0,706 (1,0110-8,270)

011x110 1,308 ± 0,019 (1,330-1,280) 2,146 ± 0,067 (2,230-2,050) 4,246 ± 0,194 (4,520-4,030) 5,556 ± 0,328 (5,980-5,230) 7,868 ± 0,411 (8,220-7,270) 9,380 ± 0,407 (9,860-8,810)

001x100 2,912 ± 0,052 (2,970-2,830) 3,930 ± 0,045 (3,990-3,870) 7,744 ± 0,134 (7,950-7,590) 9,346 ± 0,105 (9,470-9,200) > 10 > 10

! = 1836,168 р = 0,001 ! = 1336,532 р = 0,001 ! = 1026,202 р = 0,001 ! = 328,722 р = 0,001 ! = 71112,936 р = 0,001 ! = 33478,009 р = 0,001

При навантаженш величиною 300 Н транспеди-кулярна фшсащя за схемами 111х111 та 101х101 (величина змщення ХРС 1,674 ± 0,033 мм та 1,864 ± 0,249 мм вiдповiдно) не показала значущих вiдмiнностей (р = 0,113) мiж величинами змщен-ня ХРС. Найгiршi результати показала фiксацiя за схемою 001х100 (величина змiщення 5,638 ± ± 0,130 мм). Транспедикулярна фiксацiя за схемою 011х110 визначила промiжний показник змiщення ХРС (2,358 ± 0,219 мм), що статистично значно вiдрiзняе цю схему вщ iнших.

При збiльшеннi навантаження до 400 Н результати транспедикулярно! фксаци за схемами 111х111 та 101х101 (величини змщення ХРС 2,218 ± 0,190 мм та 2,384 ± 0,405 мм вiдповiдно) статистично не вщ-рiзняються мiж собою (р = 0,480). Найпрший результат (8,254 ± 0,343 мм) показала фiксацiя за схемою 001х100. Промiжний результат — конструкцiя 011х110 (3,502 ± 0,456 мм).

При пiдвищеннi навантаження до 500 Н величина змщення ХРС у зош резекци перевищувала значення 10 мм, що знаходиться за межею дiапа-зону вимiрювання мiкрометра. Найкращi й статистично близью (р = 0,835) результати вщзна-ченi при використанш схем фшсаци 111х111 та 101х101 (величина змщення ХРС 3,510 ± 0,574 мм та 3,574 ± 0,572 мм вiдповiдно). Трохи гiршi по-казники змiщення ХРС вщзначили на моделях iз транспедикулярною фшсащею хребцiв за схемою 011х110 (5,322 ± 0,407 мм), цi вiдмiнностi мають статистичну значушдсть, що вiднесло цю схему до друго! пiдмножини.

При зростанш величини навантаження до 600 Н при транспедикулярнш фiксацií за схемами 111х111, 101х101 та 011х110 були отримаш результати змiщення ХРС у зош резекци, яки не мали статистичних вщмш-ностей один вiд одного. Моделi з фiксацiею за схемою 001х100 на даному етапi експерименту не вивчали, тому що вони перевищили межу дiапазону вимiру величини змщення ще на попереднiй величиш навантаження в 500 Н.

Рисунок 3. Д'аграма величин змiщення верхнього в '1дд 'шу препарату хребта з двома

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

резектованими хребцями пд впливом вертикального навантаження для рiзних схем транспедикулярноI фiксацií

На другому еташ роботи виконували дослщження стабтьносл транспедикулярно! фшсаци при резекци двох хребщв. Данi про величину змщення верхнього вщдшу препарату хребта тд впливом вертикального навантаження наведеш в табл. 2.

Результати дослщжень показали, що найменша величина змщення ХРС при резекци двох хребщв досягаеться при використанш транспедикулярно! фшсаци за схемою 111х 111. Найгiршi результати показала транспедикулярна конструкщя, накладена за схемою 001х100. При використанш дано! схеми транспедикулярно! фшсаци при навантаженнях 500 та 600 Н визначити величину змщення ХРС не вда-лося, тому що вона перевищувала значення 10 мм, що знаходиться за межами дiапазону вимiрювання мшрометра часового типу, який використовували в експерименть

Порiвняння величин змщення ХРС при резекци двох хребщв при задньому спондилодезi з рiзними ва-рiантами крiплення при осьових навантаженнях наведено на рис. 3.

При величиш навантаження 100 Н при транспедикулярнш фшсаци за схемами 111хх111, 101хх101 та 011хх110 (величина змiщення ХРС 1,258 ± 0,030 мм, 1,290 ± 0,057 мм та 1,308 ± 0,019 мм вiдповiдно) було

Таблиця 3. Величини зм1щення верхнього в 'щд 'шу препарату хребта з трьома резектованими хребцями пд впливом вертикального навантаження для рiзних схем транспедикулярноI ф!ксацИ

Тип кон-струкцП Навантаження, Н М ± вй (Мш-Мах)

100 200 300 400 500 600

111x111 1,258 ± 0,030 (1,300-1,220) 3,436 ± 0,135 (3,570-3,240) 4,628 ± 0,094 (4,740-4,480) 565,8 ± 0,288 (594,0-5,320) 7,404 ± 0,299 (6,640-7,910) 9,614 ± 0,317 (9,150-9,960)

101x101 1,290 ± 0,057 (1,380-1,240) 3,564 ± 0,092 (3,720-3,480) 4,802 ± 0,221 (5,050-4,540) 699,8 ± 0,199 (728,0-6,810) 8,462 ± 0,415 (8,950-8,000) > 10

011x110 1,308 ± 0,019 (1,330-1,280) 3,572 ± 0,065 (3,660-3,510) 5,126 ± 0,194 (5,440-4,910) 7,800 ± 0,260 (7,950-7,340) 8,850 ± 0,232 (8,640-9,170) > 10

001x100 2,912 ± 0,052 (2,970-2,830) 5,886 ± 0,607 (6,580-4,930) > 10 > 10 > 10 > 10

1 = 4108,252 р = 0,001 1 = 70,062 р = 0,001 1 = 473301,055 р = 0,001 1 = 228418,656 р = 0,001 1 = 132615,162 р = 0,001 1 = 51492,636 р = 0,001

" 2

100 200 300 400 500 600 Навантаження, Н

»111x111 м101x101 в 011x110 ■ 001x100

Рисунок 4. Д'аграма величин змiщення верхнього в '1дд 'шу препарату хребта з трьома

резектованими хребцями пщ впливом вертикального навантаження для рiзних схем транспедикулярноI фксаци

отримано статистично близьы результати (р = 0,096). Моделi з фшсащею за схемою 001хх100 показала статистично прший результат — 2,912 ± 0,052 мм.

При навантаженш 200 Н найменшу величину змь щення ХРС у зош резекци (1,896 ± 0,047 мм) вщзначе-но при накладаннi апарата транспедикулярно! фшсаци за схемою 111хх111. Ця схема статистично значущо вiдрiзняеться вiд шших схем. Схеми транспедикулярно! фшсаци 101хх101 та 011хх110 не показали статистично близьких (р = 0,083) результат змщення ХРС у зош резекци (2,078 ± 0,070 мм та 2,146 ± 0,067 мм вщ-повiдно). Статистично гiршi результати отриманi при фiксацi! за схемою 001хх100 (величина змiщення ХРС 3,930 ± 0,045 мм).

Збiльшення навантаження на моделi до 300 Н привело до статистично значимого розбиу величин змщен-ня ХРС у зош резекци. При цьому найкращш результат (2,772 ± 0,159 мм) отримано на моделi з транспеди-кулярною фiксацiею за схемою 111хх111. Найпрший (7,744 ± 0,134 мм) — на моделi з транспедикулярною фiксацiею за схемою 001хх100.

При навантаженш 400 Н найменшу величину змь щення ХРС у зош резекци (4,060 ± 0,363 мм) по-

казала схема 111хх111, яка значущо вiдрiзняеться вщ схем 101хх101 та 011хх110 (5,536 ± 0,245 мм та 5,556 ± 0,328 мм вiдповiдно) iз незначним розбь гом значень змщення (р = 0,911) та схеми 001хх100 (9,346 ± 0,105 мм), що показала статистично прший результат.

При шдвищенш навантаження до 500 Н з експе-рименту випала схема 001хх100. Найкращi результати визначеш при використаннi схеми транспедикулярно! фшсаци 111хх111 (6,134 ± 0,534 мм), трохи бiльшi змь шення показали моделi за схемами 101хх101 та 011хх110 (7,778 ± 0,388 мм та 7,868 ± 0,411 мм вiдповiдно).

При зростаннi величини навантаження до 600 Н кращi результати показала схема фшсаци 111хх111 (8,140 ± 0,760 мм). На моделях iз транспедикулярною фiксацiею хребцiв за схемами 101хх101 та 011хх110 визначили трохи гiршi, але близькi за значеннями (р = 0,257) показники змщення ХРС (8,966 ± 0,706 мм та 9,380 ± 0,407 мм вщповщно).

Наступним етапом роботи було дослщження ста-бiльностi транспедикулярно! фшсаци при резекци трьох хребщв. Данi про величину змiщення верхнього вщдту препарату хребта пiд впливом вертикального навантаження наведеш в табл. 3.

Результати третього етапу експериментальних до-слiджень показали, що найменша величина змiщення хребцевих рухових сегменпв при резекци одного хреб-ця традицшно досягаеться при використаннi транспедикулярно! фшсаци, що передбачае закршлення за три хребцi вище та нижче вщ зони резекци (схема 111ххх111). Найгiршi результати також традицiйно показала транспедикулярна конструкцiя з кр^енням за перший хребець, розташований вище та нижче вiд зони резекци (схема 001ххх100), причому ця конструкщя випала з експерименту при навантаженнях вщ 300 Н через перевищення значення вим1рювального дiапазону.

Порiвняння величин змiщення ХРС при резекци трьох хребщв при задньому спондилодезi з рiзними варiантами крiплення при осьових навантаженнях наведено на рис. 4.

При навантаженш величиною 100 Н моделей iз резекцiею трьох хребцiв грудного вiддiлу хребта най-кращими (р = 0,189) виявилися варiанти транспедикулярно! фiксацií за схемами 111ххх111 та 101ххх101, !х показники були близькими (величини змщення ХРС 1,692 ± 0,013 мм та 1,722 ± 0,019 мм вiдповiдно). Значу-що вiдрiзнялась транспедикулярна фiксацiя за схемою 011ххх110 (1,748 ± 0,029 мм). Значущо найгiрший результат (3,704 ± 0,058 мм) знову показала фксащя за схемою 001ххх100.

При величинi навантаження 200 Н транспедикулярна фшсащя за схемами 111ххх111, 101ххх101 та 011ххх110 показала близькi (р = 0,529) значен-ня змiщення ХРС у зош резекци — 3,436 ± 0,135 мм; 3,564 ± 0,092 мм та 1,572 ± 0,065 мм вiдповiдно. Модель iз фiксацiею за схемою 001ххх100 показала статистично прший результат — 5,886 ± 0,607 мм.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На моделях грудного вiддiлу хребта з резекщею трьох хребцiв транспедикулярна фiксацiя за схемою 001ххх100 випала за меж! дiапазону вимiрювання величини змщення ХРС i надалi в експериментах не використовувалась. Моделi з фшсащею за схемами 111ххх111 та 101ххх101 показали найкращi результати (величина змщення ХРС становила 4,628 ± 0,094 мм та 4,802 ± 0,221 мм вiдповiдно), статистично близью (р = 0,940). Величина змщення ХРС при викорис-таннi фiксацií за схемою 011ххх110 була статистично значущо бтьша за результати попередшх схем (7,800 ± 0,260 мм).

Шдвищення величини навантаження до 400 Н привело до статистичного розбиу значень змщення ХРС у зош резекци. За абсолютними показниками най-кращi результати показали моделi зi схемою фiксацií 111ххх111 — 5,658 ± 0,288 мм, на другому мiсцi — мо-делi зi схемою фiксацií 101ххх101 — 6,998 ± 0,199 мм, на третьому — моделi зi схемою фшсаци 011ххх110 — 7,800 ± 0,260 мм.

При досягненнi величини навантаження 500 Н статистична значущють вiдмiнностей величини змь щення ХРС у зош резекци мiж моделями вшх схем транспедикулярно! фiксацií збериаеться. Як i при попереднiй величиш навантаження, найкращий результат за абсолютними величинами змщення ХРС отримано на моделях з фшсащею за схемою 111ххх111 — 7,404 ± 0,299 мм. Другий результат — за схемою 101ххх101 — 8,462 ± 0,415 мм, третiй — за схемою 011ххх100 — 8,850 ± 0,232 мм.

При навантаженнi величиною 600 Н у межах даа-пазону вимiрювання величини змщення ХРС у зонi резекци залишилися тiльки моделi зi схемою фшсаци 111ххх111 (9,614 ± 0.317 мм).

За результатами експерименту було виявлено, що при резекци одного хребця в грудному вщдш хребта транспедикулярна фшсашя за схемами 111х111, 101х101 та 011х110 мае практично однакову ефек-тившсть за величиною змщення ХРС у зонi резекци, про що свщчить вiдсутнiсть статистично значущих вщмшностей при мiнiмальному та максимальному навантаженш. Вщмшносп мiж цими схемами, що

отримаш при промiжних величинах навантаження, можуть бути результатом техшчних помилок експерименту. При резекци' двох хребшв грудного вщдту хребта найкращi стабiлiзуючi можливостi показала транспедикулярна конструкшя, накладена за схемою 111хх111. Схеми транспедикулярно'' фшсацн 101хх101 та 011хх110 показали практично однаковi результати випробувань, але статистично значимо вони програють схемi 111хх111. Найгiршi результати за величиною змщення ХРС у зонi резекци' отримаш при використанш схеми 001хх100. Стабiлiзацiю при резекци трьох хребшв грудного вщдту хребта, най-бiльш стабiльну фiксацiю показали моделi з накла-данням апарата транспедикулярно'' фшсаци за схемою 111ххх111. Схема фшсаци 001ххх100 виявилась дуже нестабильною й випала з експерименту вже при навантаженнях 300 Н.

Висновки

1. При моделюваннi резекцй' одного хребця грудного вщдту хребта моделi з апаратами транспедикулярно'' фшсаци, накладенi за схемами 111х111, 101х101 та 011х110, показали приблизно рiвнi величини змiщення ХРС у зош резекцй'.

2. При моделюванш резекцй' двох хребшв грудного вщдту хребта найкращi стабiлiзуючi можливостi показала транспедикулярна конструкция, накладена за схемою 111хх111. Схеми транспедикулярно! фксаци 101хх101 та 011хх110 показали практично однаковi ре-зультати випробувань, але статистично значимо вони програють схемi 111хх111.

3. При моделюванш резекцй' двох хребшв грудного вщдту хребта найкращi стабшзукш можливост показала транспедикулярна конструкция, накладена за схемою 111хх111. Транспедикулярна фксацгя за схемою 001ххх100 виявилося дуже нестабiльною i не може бути рекомендована до використання за будь-яких об-ставин.

Конфлжт штересш. Автори заявляють про вщ-сутнiсть конфлшту iнтересiв при пiдготовцi дано'' статтг

Список л1тератури

1. Усиков В.Д. Реконструктивно-стабилизирующие вмешательства при повреждении позвоночника: Дис... д-ра мед. наук. — СПб., 1998. — 325 с.

2. Denis F. The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injures / F. Denis // J. Spine. — 1983. — Vol. 8, № 8. — P. 817.

3. De Wald R.-L. Reconstructive spinal surgery as palliation for metastatic malignancies of the spine / R.L. De Wald, K.H. Bridwell, C. Prodromal, M.F. Rodts // J. Spine. — 1985. — Vol. 10, № 1. — P. 21.

4. Christopher P. Ames Spine and Spinal Cord Tumors: Advanced Management and Operative Techniques / Christopher P. Ames, Stefano Boriani, Rahul Jandial. — 2013. — 952p.

5. Luiz Roberto Gomes Vialle. AO Spine Masters Series: Volume 2: Primary Spinal Tumors / Luiz Roberto Gomes Vi-

alle, Ziya L. Gokaslan Stefano Boriani, Charles G. Fisher. — 2014. — 216 p.

6. Taneichi V.I. Risk factors and probability of vertebral body collapse in metastases of the thoracic and lumbar spine / H. Taneichi, K. Kaneda, N. Takeda et al. // J. Spine. — 1997. — Vol. 3, № 22. — P. 239-245.

7. William W. Schairer, Alexandra Carrer, David C. Sing et al. Hospital Readmission Rates After Surgical Treatment of

Primary and Metastatic Tumors of the Spine // J. Spine. — 2014. — Vol. 39, № 21. — P. 1801-1808.

8. Бююль Ахим. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей: Пер. с нем. / Ахим Бююль, Петер Цефлер. — СПб.:ДиаСофтЮП, 2005. — 608с.

Отримано 19.10.2017 ■

Радченко В.А., Куценко В.А., Попов А.И., Карпинский М.Ю., Карпинская Е.Д.

ГУ «Институт патологи позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко НАМН Украины», г. Харьков, Украина

Моделирование вариантов транспедикулярной фиксации грудного отдела позвоночника

при резекции одного-трех позвонков

Резюме. Актуальность. Патологические переломы позвонков являются самым большим осложнением опухолевого процесса. Использование дополнительной фиксации металлическими имплантатами значительно улучшает результаты лечения и сокращает сроки реабилитации больных. Использование транспедикулярных устройств обеспечивает стабильную фиксацию и стабильность сегментов позвоночника даже при максимальной степени его нестабильности. Цель: определить оптимальный вариант протяженности заднего спондилодеза при паллиативном и радикальном хирургическом лечении опухолей позвоночника. Материалы и методы. Для изучения возможностей стабилизации при помощи транспедикулярной фиксации при резекции одного-трех позвонков провели экспериментальные испытания на препаратах позвоночника свиньи. Использовали препараты сегментов грудного отдела позвоночника от ТИ3 до ТЫ2 позвонков. Изучали 3 группы моделей: с одним резецированным позвонком — ТИ6, с двумя — ТИ5-ТИ6 и тремя — ТИ5-ТИ7. Результаты. Выявлено, что при резекции в грудном отделе хребта транспедикулярная фиксация по схемам 111х111, 101х101 и 011х110 имеет одинаковую эф-

фективность. При резекции двух позвонков наилучшие стабилизирующие возможности показала конструкция по схеме 111хх111, схемы 101хх101 и 011хх110 показали довольно неплохую фиксирующую способность. При резекции трех позвонков грудного отдела наиболее стабильную фиксацию показала схема 111ххх111. Схема фиксации 001ххх100 оказалась нестабильной при всех видах резекции позвонков. Выводы. Экспериментальные исследования транспедику-лярной фиксации при радикальном хирургическом лечении опухолей позвоночника, который включал резекцию одного-трех позвонков, показали, что конструкции отвечают требованиям фиксации, когда крепление осуществляется не менее чем за два верхних и три нижних позвонка (можно за два через один) при резекции одного или двух позвонков. При резекции трех позвонков наиболее стабильной является конструкция крепления за три верхних и три нижних позвонка (без пропусков). Конструкция крепления за один позвонок оказалась несостоятельной почти при всех видах резекции.

Ключевые слова: транспедикулярная фиксация; задний спондилодез; резекция позвонков

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

V.A. Radchenko, V.A. Kutsenko, A.I. Popov, M.Yu. Karpinskуi, O.D. Karpinska

State Institution "Sytenko Institute of Spine and Joint Pathology of the Academy of Medical Science of Ukraine", Kharkiv, Ukraine

Modeling the variants of transpedicular fixation of the thoracic spine in the rejection of one-three vertebrae

Abstract. Background. Pathological vertebral fracture is a major complication of tumor, which dramatically changes the quality of life. The most common cause of neurological disorders is spinal cord compression by bone-ligament structures of the spine in pathological fractures and spinal deformity or as a result of direct effects of tumor tissues on it. An important feature of the surgical phase of treatment is that its main tasks are: to eliminate compression of the spinal cord, to correction deformity and to restore the support ability of the spine and to radically remove the tumor. Sometimes, radical resection of the tumor is impossible. In most cases, the use of additional internal fixation with metal implants significantly improves outcomes and reduces the period of rehabilitation of patients by primary spine stabilization in the early postoperative period. The use of transpedicular device provides stable fixation and stability of the spine segment, even with the destruction of all three columns (i.e. its maximum degree of instability). Determining the optimal length of poste-

rior spondylodesis in palliative and radical surgical treatment of tumors of the spine was the purpose of our study. Materials and methods. To explore stabilization possibilities of transpedicu-lar fixation with resection of one-three vertebrae, experimental studies were conducted on pig spinal cord samples. We used samples of thoracic spine segments, from Th3 to Th12 vertebrae. We studied three groups of models: with 1 resected vertebra Th6, with 2 — Th5-Th6 and with 3 — Th5-Th7. In all three groups of models, we have used 4 ways of transpedicular fixation: one vertebra above and below the resected one, two vertebrae above and below resection, three vertebrae above and below the resected one, the first and third vertebrae above and below the zone of resection. In the experiment, the model firmly fixed on the body of lower Th12 vertebra. Vertical compressive load was applied to the Th3 vertebral body. The load was increased from 100 to 600 N, in increments of 100 N. In each of the load, the deflection of the lower vertebral edge above the resection

area was measured. Deformation was measured using clock type micrometer. The load was measured using strain gauge sensor SBA-100L, the results were monitored by the CAS type CI-2001A registration device. Results. It was found that when one vertebra is resected in the thoracic spine, transpedicular fixation by the schemes 111x111, 101x101 and 011x110 have almost the same efficiency in terms of spinal motion segment displacement in the area of resection, as evidenced by the lack of statistically significant differences in the minimum and maximum load. The differences between these schemes obtained at intermediate load values may be the result of technical errors of the experiment. In resection of two vertebrae of the thoracic spine, the best stabilizing capabilities was demonstrated by transpedicular structure imposed by the scheme 111xx111. Schemes of transpedicular fixation 101xx101 and 011xx110 showed almost identical results of the tests, but statistically, they are behind 111xx111 scheme. The worst results according to the value of spinal motion segment displacement in the area of resection

were obtained when using 001xx100 scheme. Models with rans-pedicular fixation scheme 111xxx111 showed the stabilization during resection of three thoracic vertebrae, as well as the most stable fixation. The fixation scheme 001xxx100 turned out to be very unstable and dropped out of the experiment even at loads of 300 N. Conclusions. Experimental studies of transpedicular fixation in radical surgical treatment of tumors of the spine, which includes resection of one-three vertebrae, have shown that the design meets the requirements of fixation when attachment occurs not less than two vertebrae above and two vertebrae below (one can be through one); in resection of three vertebrae, the most stable is structure of the fixation of three vertebrae above and three vertebrae below (without gaps). This mounting system provides the greatest stability in vertebral resection of any length. The fixation system in one vertebra proved to be unsuccessful for almost all types of resection.

Keywords: transpedicular fixation; posterior spondylodesis; vertebral resection