Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics117910.21823/2311-2905-2019-25-1-92-103CLINICAL STUDIESКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯClinical studiesAnatomical and Anthropometric Features of Bone Bodies Structures in Children with Idiopathic Scoliosis of Lenke III TypeАнатомо-антропометрические особенности костных структур тел позвонков у детей с идиопатическим сколиозом типа Lenke IIIVissarionovS. V.ВиссарионовС. В.
Russian Federation

Sergey V. Vissarionov — Dr. Sci. (Med.), professor, deputy director for scientific and academic affairs, Turner SRICO; professor of Traumatology and Orthopaedics Department, Mechnikov NWSMU

Виссарионов Сергей Валентинович — доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной и учебной работе, научный руководитель отделения патологии позвоночника и нейрохирургии, НИДОИ им. Г.И. Турнера; профессор кафедры детской травматологии и ортопедии, СЗГМУ им. И.И. Мечникова

KokushinD. N.КокушинД. Н.
Russian Federation

Dmitriy N. Kokushin — Cand. Sci. (Med.), research associate, Department of Spine Pathology and Neurosurgery.

 St. Petersburg

Кокушин Дмитрий Николаевич — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения патологии позвоночника и нейрохирургии.

Санкт-Петербург

FilippovaA. N.ФилипповаА. Н.
Russian Federation

Aleksandra N. Filippova — PhD student.

St. Petersburg

Филиппова Александра Николаевна — очный аспирант.

Санкт-Петербург

alexandrjonok@mail.ruBaindurashviliA. G.БаиндурашвилиА. Г.
Russian Federation

Alexey G. Baindurashvili — Dr. Sci. (Med.), professor, member for Russian Academy of Science, director, Turner SRICO; head of Traumatology and Orthopaedics Department, Mechnikov NWSMU

Баиндурашвили Алексей Георгиевич — доктор медицинских наук, профессор, академик РАИ, директор, НИДОИ им. Г.И. Турнера; заведующий кафедрой детской травматологии и ортопедии, СЗГМУ им. И.И. Мечникова

BartV. A.БартВ. А.
Russian Federation

Viktor А. Bart — Cand. Sci. (Phys and Math), associate professor, Department of General Mathematics and Informatics, St.PSU; head of Research Laboratory of Biostatistics, Almazov NMRC

Барт Виктор Александрович — кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей математики и информатики, СПГУ; заведующий ИИЛ биостатистики, НМИЦ им. В.А. Алмазова

KhusainovN. O.ХусаиновН. О.
Russian Federation

Nikita O. Khusainov — Cand. Sci. (Med.), research associate, Department of Spine Pathology and Neurosurgery.

St. Petersburg

Хусаинов Никита Олегович — кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения патологии позвоночника и нейрохирургии.

Санкт-Петербург

Turner Scientific Research Institute for Children’s OrthopedicsФГБУ «Научно-исследовательский детский ортопедический институт им. Г.И. Турнера» Минздрава РоссииMechnikov North-Western State Medical UniversityФГБОУ ВО Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. МечниковаAlmazov National Medical Research CentreФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова» Минздрава РоссииSt. Petersburg State UniversityФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет09052019251921030905201909052019https://journal.rniito.org/jour/article/view/1179

Objective. Lenke III type spinal curvature occurs in 11% of all types of deformities in idiopathic scoliosis. Knowledge of the features of the structure of the bone structures throughout the main curve of the deformity allows you to properly plan the installation of transpedicular supporting elements during the operation and carry out a specific sequence of correcting manipulations in order to achieve the optimal result.

Purpose. To study the anatomical and anthropometric features of the bone structures of the vertebrae in children with idiopathic scoliosis, type lenke III, using a navigation device.

Materials and Methods. The study included 23 patients with S-type idiopathic scoliosis type III according to the classification of L. Lеnke aged 14 to 18 years, of which 22 are female patients and 1 male. All children carried out spinal X-rays in standard projections (direct and lateral), multislice computed tomography, according to msct in the navigation unit measured anatomical and anthropometric indicators, certain parameters and coefficients were calculated mathematically.

Results. The following patterns were determined: pronounced asymmetry of both the width and height of the bases of the arches of the vertebrae along the concave and convex sides of the deformity in the thoracic spine and moderately pronounced structural changes in the bone structures in the lumbar spine. Strong direct correlations between the asymmetry coefficient of the base areas of the arcs and the asymmetry coefficients of the width and height of the base of the arcs, as well as a direct correlation between the values of the rotational value of the apical vertebra and the asymmetry coefficient of the base areas of the arcs in the thoracic region were revealed. In the lumbar spine, only a directly proportional relationship was found between the asymmetry coefficient of the areas of the bases of the arches of the vertebrae and the coefficient of asymmetry of the heights of the bases of the arcs of the vertebrae.

Conclusion. Ап analysis of the anatomical and anthropometric parameters of the bony structures of the vertebrae in children with idiopathic scoliosis of the lenke III type has made it possible to identify certain features, to establish patterns and correlations that characterize this variant of deformity.

Актуальность. Искривления позвоночного столба типа Lenke III среди всех типов деформаций при идиопатическом сколиозе встречаются в 11% случаев. Знание особенностей строения костных структур на протяжении основной дуги деформации позволяет правильно спланировать установку транспедикулярных опорных элементов в ходе операции и осуществить определенную последовательность корригирующих манипуляций с целью достижения оптимального результата.

Цель — изучить анатомо-антропометрические особенности костных структур тел позвонков у детей с идиопатическим сколиозом типа Lenke III при помощи навигационной установки.

Материалы и методы. В исследование вошли 23 пациента с S-образным идиопатическим сколиозом III типа по классификации L. Lеnke в возрасте от 14 до 18 лет, из них 22 пациента женского пола и один — мужского пола. У всех детей осуществляли рентгенографию позвоночника в стандартных проекциях (прямой и боковой), мультиспиральную компьютерную томографию, по данным МСКТ в навигационной установке измеряли анатомо-антропометрические показатели, математическим путем были вычислены определенные параметры и коэффициенты. Математическим путем были вычислены площади оснований корней дуг позвонков, а также коэффициенты асимметрии ширины, высоты, и площадей. Все данные были обработаны с помощью методов статистики: критерий Колмогорова - Смирнова и Лил-льефорса, метод корреляционных плеяд В.П. Терентьева, Т2-критерий Хотеллинга, закономерности и связи между признаками были выявлены с помощью диаграмм Тьюки.

Результаты. Определены следующие закономерности: выраженная асимметрия как ширины, так и высоты оснований дуг позвонков по вогнутой и выпуклой сторонам деформации в грудном отделе позвоночника и умеренно выраженные структуральные изменения костных структур в поясничном отделе. Выявлены сильные прямые корреляционные связи между коэффициентом асимметрии площадей оснований дуг и коэффициентами асимметрии ширины и высоты основания дуг, а также прямая корреляция значений величины ротации апикального позвонка и коэффициента асимметрии площадей оснований дуг в грудном отделе. В поясничном отделе позвоночника обнаружена прямо пропорциональная зависимость между коэффициентом асимметрии площадей оснований дуг позвонков и коэффициентом асимметрии высоты оснований дуг позвонков.

Выводы. Впервые проведенный анализ анатомических показателей костных структур позвонков у детей с идиопатическим сколиозом типа Lenke III позволил выявить определенные особенности, установить закономерности и корреляционные связи, характеризующие данный вариант деформации.

idiopathic scoliosislenke classificationanatomic and anthropometric parametertranspedicular fixationchildrenидиопатический сколиозLenke classificationанатомо-антропометрические параметры тел позвонковтранспедикулярная фиксациядети1. Negrini S., De Mauroy J.C., Grivas T.B., Knott P., Kotwicki T., Maruyama T. Et al. Actual evidence in the medical approach to adolescents with idiopathic scoliosis. Eur jphys Rehabil Med. 2014;50(1):87-92.2. Lenke L.G., Betz R.R., Clements D.. Merola A., Haher T., Lowe T. Et al. Curve prevalence of a new classification of operative adolescent idiopathic scoliosis: does classification correlate with treatment? Spine (Phila Pa 1976). 2002;27(6):604-611.3. Виссарионов С.В., Соболев А.В., Ефремов А.М. Хирургическая коррекция деформации позвоночника при идиопатическом сколиозе: история и современное состояние (обзор литературы). Травматология и ортопедия России. 20l3;(1):138-145. DOI:10.21823/2311-2905-2013-0-1-4-18.4. Васюра А.С., Новиков B.B., Михайловский М.В., Долотин Д.Н., Суздалов В.А., Сорокин А.Н., Удалова И.Г. Хирургическое лечение сколиоза с применением метода транспедикулярной фиксации. Хирургия позвоночника. 2011;(2):27-34. DOI: 10.14531/ss2011.2.27--34.5. Yilmaz G., Borkhuu B., Dhawale A.A., Oto M., Littleton A.G., Mason D.E. et al. Comparative analysis of hook, hybrid, and pedicle screw instrumentation in the posterior treatment of adolescent idiopathic scoliosis. J Pediatr Orthop. 2012;32(5):490-499.6. Ветрилэ С.Т., Кулешов А.А., Швец В.В., Кисель А.А., Ветрилэ М.С., Гусейнов В.Г. Концепция оперативного лечения различных форм сколиоза с использованием современных технологий. Хирургия позвоночника. 2009;(4):21-30. DOI: 10.14531/ss2009.4.21-30.7. Parent S., Labelle H., Skalli W., Latimer B., de Guise J. Morphometric analysis of anatomic scoliotic specimens. Spine (Phila Pa 1976). 2002;27(21):2305-2311. DOI: 10.1097/01.BRS.0000030303.02003.2E.8. Liljenqvist U.R., Link T.M., Halm H.F. Morphometric analysis of thoracic and lumbar vertebrae in idiopathic scoliosis. Spine (Phila Pa 1976). 2000;25:1247-1253. DOI: 10.1097/00007632-200005150-00008.9. Кокушин Д.Н., Виссарионов С.В., Барт В.А. Оценка анатомо-антропометрических параметров костных структур позвонков у детей с идиопатическим сколиозом с использованием навигации. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015;11(2):207-211. Режим доступа: https://applied-research.ru/ru/article/view?Id=7707.10. Kuraishi S., Takahashi J., Hirabayashi H., Hashidate H., Ogihara N., Mukaiyama K., Kato H. Pedicle morphology using computed tomography-based navigation system in adolescent idiopathic scoliosis. J Spinal Disord Tech. 2013;26(1):22-28. DOI: 10.1097/BSD.0b013e31823162ef.11. Виссарионов С.В., Кокушин Д.Н., Белянчиков С.М., Мурашко В.В., Картавенко К.А., Надиров Н.Н. Хирургическое лечение детей с идиопатическим сколиозом типа Lenke I с применением тотальной транспедикулярной фиксации. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2014;2(2):3-8. DOI: 10.17816/PTORS223-8.12. Tian N.F., Huang O.S., Zhou P., Zhou Y., Wu R.K., Lou Y., Xu H.Z. Pedicle screw insertion accuracy with different assisted methods: a systematic review and meta-analysis of comparative studies. Eur Spine J. 2011;20(6):846-859. DOI: 10.1007/s00586-010-1577-5.13. Rafi S., Munshi N., Abbas A., Shaikh R.H., Hashmi I. Comparative analysis of pedicle screw versus hybrid instrumentation in adolescent idiopathic scoliosis surgery. J Neurosci Rural Pract. 2016;7(4):550-553. DOI: 10.4103/0976-3147.185510.14. Виссарионов C.B. Технологии коррекции деформаций позвоночника транспедикулярными спинальными системами у детей с идиопатическим сколиозом. Хирургия позвоночника. 2013;(1):21-27.15. Catan H., Buluc L., Anik Y., Ayyildiz E., Sarlak A.Y. Pedicle morphology of the thoracic spine in preadolescent idiopathic scoliosis: magnetic resonance supported analysis. Eur Spine J. 2007;16(8):1203-1208. DOI: 10.1007/s00586-006-0281-y.16. Vaccaro A.R., Rizzolo S.J., Allardyce T.J., Ramsey M., Salvo J., Balderston R.A., Cotler J.M. Placement of pedicle screws in the thoracic spine. Part I: Morphometric analysis of the thoracic vertebrae. J Bone Joint Surg Am. 1995;77(8):1193-1199.17. Губин, А.В., Рябых C.O., Бурцев А.В. Ретроспективный анализ мальпозиции винтов после инструментальной коррекции деформаций грудного и поясничного отделов позвоночника. Хирургия позвоночника. 2015;12(1):8-13. DOI: 10.14531/ss2015.1.8-13.18. Shimizu M., Takahashi J., Ikegami S., Kuraishi S., Shimizu M., Futatsugi T., Oba H., Kato H. Are pedicle screw perforation rates influenced by registered or unregistered vertebrae in multilevel registration using a CT-based navigation system in the setting of scoliosis? Eur Spine J. 2014;23(10):2211-2217. DOI: 10.1007/s00586-014-3512-7.19. Kuraishi S., Takahashi J., Hirabayashi H., Hashidate H., Ogihara N., Mukaiyama K., Kato H. Pedicle morphology using computed tomography-based navigation system in adolescent idiopathic scoliosis. J Spinal Disord Tech. 2013;26(1):22-8. DOI: 10.1097/BSD.0b013e31823162ef.20. Ughwanogho E. Patel N.M., Baldwin K.D., Sampson N.R., Flynn J.M. Computed tomography-guided navigation of thoracic pedicle screws for adolescent idiopathic scoliosis results in more accurate placement and less screw removal. Spine (Phila Pa 1976). 2012;37(8):E473-478. DOI: 10.1097/BRS.0b013e318238bbd9.21. Macke J.J., Woo R., Varich L. Accuracy of robot-assisted pedicle screw placement for adolescent idiopathic scoliosis in the pediatric population. J Robot Surg. 2016;10(2):145-150. DOI: 10.1007/s11701-016-0587-7.22. Кокушин Д.Н., Виссарионов С.В., Баиндурашвили А.Г., Барт В.А. Анализ анатомо-антропометрических параметров позвонков у детей с идиопатическим сколиозом грудной локализации с применением 3D-KT навигации. Хирургия позвоночника. 2016; 13(1):27-36. DOI: 10.14531/ss2016.1.27-3623. Yilmaz G., Borkhuu B., Dhawale A.A., Oto M., Littleton A.G., Mason D.E., Gabos P.G., Shah S.A. Comparative analysis of hook, hybrid, and pedicle screw instrumentation in the posterior treatment of adolescent idiopathic scoliosis. J Pediatr Orthop. 2012;32(5):490-499. DOI: 10.1097/BPO.0b013e318250c629.24. Modi H.N., Suh S.W., Hong J.Y., Yang J.H. Accuracy of thoracic screw using ideal pedicle entry point in severe scoliosis. Clin Orthop Relat Res. 2010;468(7):1830-1837. DOI: 10.1007/s11999-010-1280-1.25. Karatoprak O., Unay К., Tezer М., Ozturk C., Aydogan М., Mirzanli1 С. Comparative analysis of pedicle screw versus hybrid instrumentation in adolescent idiopathic scoliosis surgery. J Neurosci Rural Pract. 2016;7(4): 550-553. DOI: 10.4103/0976-3147.185510.26. Meng X.T., Guan X.F., Zhang H.L., He S.S. Computer navigation versus fluoroscopy-guided navigation for thoracic pedicle screw placement: a meta-analysis. Neurosurg Rev. 2016;39(3):385-391. DOI: 10.1007/s10143-015-0679-2.27. Bennett J.T., Hoashi J.S., Ames R.J., Kimball J.S., Pahys J.M., Samdani A.F. The posterior pedicle screw construct: 5-year results for thoracolumbar and lumbar curves. J Neurosurg Spine. 2013;19(6):658-663. DOI: 10.3171/2013.8.SPINE12816.28. Mason A., Paulsen R., Babuska J.M., Rajpal S., Burneikiene S., Nelson E.L., Villavicencio A.T. The accuracy of pedicle screw placement using intraoperative image guidance systems. J Neurosurg Spine. 2014;20(2):196-203. DOI: 10.3171/2013.11.SPINE13413.29. Du J.P., Fan Y., Wu O.N., Wang D.H., Zhang J., Hao D.J. Accuracy of Pedicle Screw Insertion Among 3 Image-Guided Navigation Systems: Systematic Review and Meta-Analysis. World Neurosurg. 2018;109:24-30. DOI: 10.1016/j.wneu.2017.07.154.30. Zindrick M.R., Wiltse L.L., Doornik A., Widell E.H., Knight G.W., Patwardhan A.G., Thomas J.C., Rothman S.L., Fields B.T. Analysis of the morphometric characteristics of the thoracic and lumbar pedicles. Spine (Phila Pa 1976). 1987;12(2):160-166.31. Lenke L.G., Betz R.R., Harms J., Bridwell K.H., Clements D.H., Lowe T.G., Blanke K. Adolescent idiopathic scoliosis: a new classification to determine extent of spinal arthrodesis. J Bone Joint Surg Am. 2001;83-A(8): 1169-1181.