Корреляционная связь между возрастом и рентгенологическими проекциями входа и выхода из таза

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Малоинвазивная фиксация переломов крестца илиосакральными или транссакральными винтами является широко распространенным методом лечения нестабильных переломов заднего отдела тазового кольца [1, 2, 3, 4]. Для установки винтов интраоперационно используют проекции входа и выхода из таза в сочетании с боковыми рентгеновскими изображениями [5, 6]. Доскональное знание анатомии помогает отличить типичное строение верхнего отдела крестца от различных вариантов дисморфизма [7, 8, 9, 10]. Предоперационная компьютерная томография (КТ) необходима для понимания структуры крестца, планирования предоперационных рентгенологических углов для проекций входа и выхода из таза и определения направлений канюлированных винтов [6, 11]. Игнорирование предоперационного планирования может привести к увеличению времени операции и радиационной нагрузки. Правильное положение пациента на операционном столе в зависимости от наклона крестца помогает достичь оптимальных углов наклона С-дуги [4, 12].

Различные степени сакрального кифоза или поясничного лордоза, а также наличие любой степени дисморфизма крестца предполагают широкий диапазон величины углов входа и выхода из таза [5, 13, 14]. Помимо изучения характера перелома, предоперационная КТ может быть использована для предварительного определения оптимальных углов входа и выхода. Это может помочь хирургам добиться необходимых проекций во время операции практически у всех пациентов. Кроме того, это может быть полезно в сложных клинических ситуациях, включая патологическое ожирение, сенильный остеопороз и пневматизацию кишечника.

Цель исследования — оценить влияние возраста пациентов на величину углов рентгенологических проекций входа и выхода из таза для выполнения фиксации переломов крестца канюлированными винтами.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Проведено ретроспективное исследование с участием 106 пациентов, госпитализированных в НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского с рентгенологически подтвержденным диагнозом «горизонтально нестабильный перелом крестца от переднезадней и боковой компрессии» (61B1-3 по классификации AO/OTA 2018 [15]). В исследование не вошли пациенты с вертикальной нестабильностью таза (61С по классификации AO/OTA 2018), разрывами крестцово-поясничных сочленений, переломовывихами оснований подвздошных костей; U-, H- и Y-образными переломами крестца, т.н. “jumper fracture” («переломами суицидника»).

Исследование проводили с января 2021 г. по декабрь 2023 г. Всем пациентам, включенным в исследование, выполняли предоперационное КТ-исследование таза в положении на спине. Обработку данных и измерения осуществляли в системе архивирования изображений и связи (ClearCanvas DICOM Viewer) с использованием программы RadiAnt DICOM Viewer.

Построение и расчет необходимых углов выполняли по реконструированной КТ в сагиттальной проекции. Угол истинного входа строили с вершиной на межпозвоночном диске S2-S3 по передней поверхности, с лучом, совпадающим с вертикальной восстановленной линией к горизонтальной поверхности стола, на котором лежал пациент, и лучом, соединяющим вершину угла и передний край промонториума (рис. 1 а). Угол супервхода строили с вершиной угла на межпозвоночном диске S2-S3 по задней поверхности, с лучом, совпадающим с вертикальной восстановленной линией к горизонтальной поверхности стола, на котором лежал пациент, и лучом, лежащим на задней поверхности крестцовых позвонков S1-S2 (рис. 1 b).

 

Рис. 1. Угол истинного входа в таз (a); угол супервхода в таз (b)

Fig.1. True inlet pelvic angle (a); super-inlet pelvic angle (b)

 

Угол выхода S1 строили с вершиной на середине верхней границы крестцового отверстия S1, с лучом, совпадающим с вертикальной восстановленной линией к горизонтальной поверхности стола, на котором лежал пациент, и лучом, соединяющим вершину угла и верхний край лобковой кости (рис. 2 а). Угол выхода S2 строили с вершиной на середине верхней границы крестцового отверстия S2, с лучом, совпадающим с вертикальной восстановленной линией к горизонтальной поверхности стола, на котором лежал пациент, и лучом, соединяющим вершину угла и верхний край лобковой кости (рис. 2 b).

 

Рис. 2. Угол выхода S1 (а); угол выхода S2 (b)

Fig. 2. S1 outlet view angle (а); S2 outlet view angle (b)

 

Угол вогнутости крестца строили с вершиной на межпозвоночном диске S1-S2 по передней поверхности, с лучом, совпадающим с передней поверхностью крестцового позвонка S1, и лучом, совпадающим с передней поверхностью крестцового позвонка S2 (рис. 3 а).

 

Рис. 3. Угол вогнутости крестца (а), угол промонториума (b)

Fig. 3. Sacral concavity angle (а), promontory angle (b)

 

Угол промонториума строили с вершиной на передне-верхнем крае S1 позвонка, с лучом, лежащим на его передней поверхности, и лучом, лежащим на передней поверхности поясничного позвонка L5 (рис. 3 b).

Угол раскрытия таза строили с вершиной на межпозвоночном диске S2-S3 по передней поверхности, с лучом, лежащим на передней поверхности крестцовых позвонков S1-S2, и лучом, соединяющим вершину угла и верхний край симфиза (рис. 4 а). Угол для определения дисморфизма верхнего отдела крестца АВС строили с вершиной на наружной стенке основания подвздошной кости, с лучом, который проходил максимально близко и параллельно верхнему краю позвонка S1, не выходя за его пределы, и луча, соединяющего вершину угла и верхний край контралатерального крестцового отверстия S1. Расчет оптимального угла дисморфизма выполнили, используя размеры максимально большого таза из всей выборки. Беря во внимание тот факт, что наибольшие сужения в костных коридорах находятся на уровне крестцовых отверстий, мы измерили длину катета АВ прямоугольного треугольника АВС (рис. 4 b).

 

Рис. 4. Угол раскрытия таза (а); построение треугольника для определения угла дисморфизма верхнего отдела на уровне S1 крестца (b)

Fig. 4. Pelvic outlet angle (а); construction of the triangle for identifying the angle of dysmorphia of the upper sacrum in S1 (b)

 

Так как мы приняли положение, что оптимальный диаметр костного коридора составляет 10 мм, то он будет определять длину катета АС. Полученные данные подставили в формулу вычисления углов в прямоугольном треугольнике:

$tg (угол АВС) \frac{AC}{AB}=\frac{10мм}{114 мм}=5,013°.$

КТ признаком хирургического дисморфизма считали угол менее 5°.

Остеосинтез переломов крестца проводили малоинвазивным способом в положении пациентов на спине. Обработку операционного поля антисептиками и обкладывание пациента стерильным бельем выполняли согласно внутреннему протоколу. В качестве обезболивания использовали проводниковую анестезию или комбинированную с ИВЛ на фоне миорелаксантов. Остеосинтез крестца выполняли полнорезьбовыми 6,5 мм канюлированными винтами (НПО «Имплант-Н», Россия) по 2,5 мм направляющим спицам с концевой нарезкой (АО «Остеомед», Россия) методом свободной руки. Рентгенологический контроль во время выполнения остеосинтеза крестца проводили при помощи С-дуги (Siemens Arcadis Varic, Healthineers AG, Германия). Использовали илиосакральный и транссакральный способы проведения винтов через крестец в зависимости от морфотипа верхнего отдела крестца. При нормальном морфотипе крестца транссакральные винты проводили на уровне костного коридора S1. При дисморфизме крестца транссакральные винты проводили на уровне S2, а илиосакральные винты устанавливали на уровне S1 под индивидуальным углом в коронарной и аксиальной плоскостях. Для наклона крестца кпереди использовали валик под поясницей для формирования избыточного лордоза. Для наклона крестца кзади подкладывали валик под копчик для уплощения лордоза в поясничной области позвоночника. Возникающее при этом разгибание туловища за счет приподнимания таза над столом позволяет увеличить наклон орбиты С-дуги для визуализации проекции выхода в таз. Для измерения углов до и после коррекции наклона крестца мы сохраняли изображения С-дуги в цифровом формате и далее выполняли расчет соответствующих углов на компьютере.

Статистический анализ

Полученные данные измерений были подвергнуты статистической обработке с использованием методов параметрического и непараметрического анализа в программе IBM SPSS Statistics v.27. Количественные показатели оценивались на предмет соответствия нормальному распределению. Для этого использовался критерий Шапиро – Уилка (при числе исследуемых менее 50) или критерий Колмогорова – Смирнова (при числе исследуемых более 50). Совокупности количественных показателей, распределение которых отличалось от нормального, описывали при помощи значений медианы (Me) и нижнего и верхнего квартилей [Q1–Q3]. Для сравнения независимых совокупностей в случаях отсутствия признаков нормального распределения данных использовали U-критерий Манна – Уитни. При сравнении нескольких выборок количественных данных, имеющих распределение, отличное от нормального, использовался критерий Краскела – Уоллиса. С целью изучения связи между явлениями, представленными количественными данными, распределение которых отличалось от нормального, использовался непараметрический метод — расчет коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Теснота корреляционной связи оценивалась по шкале Чеддока (ρ). Прогностическая модель, характеризующая зависимость количественной переменной от факторов, также представленных количественными показателями, разрабатывалась с помощью метода парной или множественной линейной регрессии. Для оценки диагностической значимости количественных признаков при прогнозировании определенного исхода, в том числе вероятности наступления исхода, рассчитанной с помощью регрессионной модели, применялся метод анализа ROC-кривых. Для объединения пациентов в группы, исходя из их сходства по измеренным признакам, нами применялся двухэтапный кластерный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В исследуемую группу пациентов вошли 59 женщин (55,7%) и 47 мужчин (44,3%). Средний возраст составил 52,6±22,3 лет (95% ДИ: 48,3–56,9 лет).

Данные о механизме травмы и характеристики повреждений тазового кольца представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Механизм травмы и характеристики повреждений тазового кольца

Параметр	Абс. (%)
Механизм травмы
ДТП (водитель) ДТП (пешеход) Падение на бок из положения стоя на земле Другое	22 (21) 31 (29) 48 (45) 5 (5)
Классификация AO/OTA (2018)
61 В1 61 В2 61 В3	38 (36) 51 (48) 17 (16)

 

Среднее время до операции составило 4,9 дня (min — 1, max — 28). У 37 (35%) пациентов выполнен остеосинтез лобковых костей блокируемыми штифтами, 12 (11,3%) пациентам проведены открытая репозиция и фиксация разрыва симфиза пластиной.

В результате двухэтапного кластерного анализа в структуре исследуемой совокупности были выделены два кластера. Доля первого кластера в общей структуре составила 60,4%, второго — 39,6%. Силуэтная мера связности и разделения составила 0,3, что соответствует среднему качеству кластеров. Результаты сравнения полученных кластеров по изучаемым признакам представлены в таблице 2.

 

Таблица 2. Данные для сравнения между кластерами

Фактор	Первый кластер N1 = 64	Второй кластер N2 = 42	p
Возраст, полных лет, M±SD	41,6±18,7	69,2±16,1	<0,001*
Угол вогн. крестца, град., M±SD	174,8±10,5	152,1±38,2	<0,001*
Угол ист. входа, град., Me [IQR]	27,2 [23, 2–32, 2]	18,2 [11, 4–26, 6]	<0,001*
Угол супервхода, град., Me [IQR]	42,5 [39, 3–47, 8]	36,2 [28, 7–42, 8]	<0,001*
Угол выхода S1, град., Me [IQR]	51,8 [48, 9–56, 5]	46,8 [43, 1–50, 2]	<0,001*
Угол выхода S2, град., Me [IQR]	40,8 [37, 3–44, 6]	35,7 [30, 9–38, 6]	<0,001*
Угол промонториума, град., Me [IQR]	128,1 [123, 3–133, 2]	122,1 [115, 6–129, 3]	0,003*
Угол раскрытия таза, град., Me [IQR]	62,6 [58, 4–69, 6]	50,3 [45, 9–53, 5]	<0,001*

* — различия показателей статистически значимы (p<0,05).

 

У пациентов первой клинико-статистической группы (первого кластера N₁) средний возраст был существенно ниже, чем у пациентов второй клинико-статистической группы (второго кластера N₂): значения составили 41,6±18,7 и 69,2±16,1 лет соответственно. При сравнении показателей с помощью t-критерия Стьюдента были установлены статистически значимые различия (p<0,001).

При сравнении показателей пациентов с помощью U-критерия Манна – Уитни по углам вогнутости крестца, углам истинного входа, углам супервхода, углам выхода S1 и S2, углам промонториума и углам раскрытия таза были установлены статистически значимые различия: p = 0,003 — для углов промонториума и p<0,001 — для всех остальных показателей.

Корреляционная связь возраста и угла раскрытия таза, оцененная с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена, статистически значима (p<0,001). Была установлена статистически значимая обратная корреляционная связь угла раскрытия таза с возрастом пациентов (ρ = 0,559; p<0,001): с увеличением возраста пациента уменьшался угол раскрытия таза. Связь имела заметную тесноту по шкале Чеддока.

Для определения зависимости угла раскрытия таза от возраста применили метод парной линейной регрессии. Наблюдаемая зависимость описывается уравнением:

Y = 72,1 — 0,26 × X,

где Y — угол раскрытия таза (град.); X — возраст (полных лет).

При увеличении возраста на 1 год следует ожидать уменьшения угла раскрытия таза на 0,26° (каждые 10 лет следует ожидать уменьшение угла раскрытия таза от исходного на 2,6°). Корреляционная связь между возрастом и углом наклона таза — обратная, умеренная (по шкале Чеддока), статистически значимая (ρ = 0,534; p<0,001). Включенные в модель факторы определяли 28,5% дисперсии возраста (рис. 5).

 

Рис. 5. Диаграмма рассеяния, характеризующая зависимость угла раскрытия таза от возраста с аппроксимирующей линией и линиями 95% ДИ

Fig. 5. Scatter diagram characterizing the correlation between pelvic outlet angle and age with approximating curve and lines [95% CI]

 

Для определения взаимосвязи прогноза возникновения потенциальных трудностей с визуализацией проекции выхода S1 и S2 во время операции и угла истинного входа по КТ использовали ROC-анализ. Площадь под ROC-кривой составила 0,992±0,060 (95% ДИ: 0,98–1,00). Пороговое значение угла истинного входа по КТ в точке cut-off равно 14,45°. При угле истинного входа, равном или меньше данного значения, прогнозировался высокий риск возникновения трудностей с визуализацией проекции выхода S1 и S2 во время операции. Чувствительность и специфичность метода составили 94% и 98% соответственно (рис. 6).

 

Рис. 6. ROC-анализ оценки диагностической значимости исхода

Fig. 6. ROC curve analysis of the assessment of diagnostic value of the outcome

 

Для более развернутого статистического анализа оценки качества модели использовали расчет величины ошибок I и II рода (табл. 3).

 

Таблица 3. Оценка качества модели по четырехпольной таблице

Фактический исход	Прогнозируемый исход
	Да (1; угол ист. входа >14,45°)	Нет (0; угол ист. входа <14,45°)
Да (1)	TP 15	FN 1
Нет (0)	FP 2	TN 88

 

При анализе четырехпольной таблицы получили значения следующих показателей:

$\begin{array}{cc}Se=\frac{TP}{(TP+FN)}=\frac{15}{(15+1)}=0,94& Sp=\frac{TN}{(TN+FP)}=\frac{88}{(88+2)}= 0,98\\ PPV=\frac{TP}{TP+FP}=\frac{15}{(15+2)}=0,88& NPV=\frac{TN}{(TN+FN)}=\frac{88}{(88+1)}=0,99\end{array}$

$Диагностическая эффективность=\frac{(TP+TN)}{N}=\frac{(15+88)}{106}= 0,97$,

где Se — чувствительность метода; Sp — специфичность метода; TP (true positive) — истинно положительный результат; TN (true negative) — истинно негативный результат; FN (false negative) — ложнонегативный результат; FP (false positive) — ложноположительный результат; PPV — положительная прогностическая значимость; NPV — отрицательная прогностическая значимость; N — количество измерений.

После коррекции положения таза на операционном столе во всех случаях (n = 16) отметили наклон крестца кзади, отличающийся от первоначального. Медиана разницы углов до и после коррекции переднего наклона крестца при помощи подкладывания валика под копчик составила 9,4° [7,8–11°].

ОБСУЖДЕНИЕ

Для исследования задних отделов таза, как правило, используют рутинные проекции входа, выхода и боковые рентгеновские изображения с помощью С-дуги [16, 17, 18]. Получение качественных интраоперационных изображений, наряду со способностью правильно интерпретировать рентгенографические ориентиры таза и их взаимосвязь с анатомическими структурами, являются чрезвычайно важными навыками [19, 20, 21].

Анатомическая вариабельность таза хорошо описана в литературе [11, 13, 22]. Традиционно проекции входа и выхода получали, направляя луч под углом 45° каудально и 45° краниально от вертикальной линии [14, 23, 24]. Это положение эволюционировало с течением времени, и с тех пор несколько исследований показали, что углы, необходимые для получения проекций входа и выхода, сильно отличаются [14, 22]. M.L. Graves и M.L. Routt в своем исследовании показали идеальные рентгенологические проекции входа 25° (21–33°) и выхода 42° (30–50°) [22]. В нашем исследовании мы получили похожие показатели: проекция истинного входа составила в среднем 25° (18–31°), а проекция выхода для S1 — 50° (46–54°).

Получение четких интраоперационных рентгеновских снимков является сложной задачей у пациентов с ожирением и остеопорозом. A.N. Miller и M.L. Routt выяснили, что избыточная плотность жира, связанная с морбидным ожирением и сенильным остеопорозом, значительно затрудняют визуализацию костных ориентиров таза [25]. Предоперационная КТ позволяет измерить индивидуальное положение крестца каждого пациента и помогает хирургу в правильном позиционировании С-дуги уже в условиях операционной, что в итоге будет способствовать безопасному размещению имплантата для остеосинтеза.

Кроме того, мы отметили технические трудности выведения проекции выхода у пациентов с выраженным передним наклоном крестца. При каудальном наклоне орбиты С-дуги его детектор рентгеновских лучей (особенно если он плоский и с большой диагональю) упирается в нижние конечности пациента, тем самым делая невозможным корректную проекцию выхода из-за недостаточного угла наклона штанги орбиты. Исправить положение можно, подкладывая валик на уровне крестца. Валик, расположенный под поясничным отделом позвоночника, увеличивает лордоз и наклоняет крестец кпереди. Располагая валик в области копчика, можно добиться наклона крестца кзади за счет уплощения лордоза. Кроме того, разгибание нижних конечностей за счет подъема таза над столом позволяет увеличить наклон орбиты С-дуги. Применяя валики различной высоты, можно изменить угол наклона крестца до 20° [26]. В нашем исследовании мы получили меньшие показатели: медианное значение угла наклона крестца от первоначального состояния составило 9,4° [7,8–11,0°]. Тем не менее этот маневр помог достичь корректных проекций выхода из таза во всех случаях (n = 16).

Еще одной проблемой корректной установки канюлированных винтов в крестец является наличие дисморфизма его верхнего отдела. Дисморфизм крестца определяется отсутствием костного коридора достаточной ширины для введения поперечного транссакрального винта [4, 11, 27]. Д.Г. Близнец с соавторами предлагают использовать пять морфотипов крестца в зависимости от того, сколько можно расположить транссакральных винтов в одном крестцовом позвонке: четырехкоридорные, трехкоридорные, двухкоридорные, однокоридорные и бескоридорные [11]. С нашей точки зрения, из всего многообразия переходных форм в практическом значении нас интересуют всего два: в который можно или нельзя провести один транссакральный винт через S1. Если винт провести невозможно, это критерий так называемого хирургического дисморфизма, если иначе, то рассматриваем верхний отдел крестца как вариант «нормоформы».

В литературе предлагаются различные способы выявления хирургического дисморфизма по ортогональным проекциям [11]. Вместо этих громоздких расчетов мы предлагаем определять всего один угол по одной реконструированной косо-горизонтальной проекции. С нашей точки зрения, костный коридор — это воображаемый цилиндр диаметром не менее 10 мм, проходящий сквозь крестец через оба основания подвздошных костей и при этом не затрагивающий крестцовые отверстия и крестцовый канал. Эмпирически мы выяснили, что такой костный коридор имеет оптимальные размеры для расположения стандартных 6,5 и 7,3 мм канюлированных винтов. Костный коридор менее 1 см в диаметре связывали с высоким риском повреждения крестцовых отверстий или крестцового канала. Таким образом, в нашем исследовании мы диагностировали хирургический дисморфизм верхнего отдела крестца у 16 (15%) пациентов. Данная анатомическая особенность не имела корреляции с полом пациентов. При необходимости таким пациентам транссакральные винты проводили на уровне костного коридора S2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы выявили статистическое значимое увеличение угла наклона крестца кпереди с увеличением возраста. Средний возраст 69,2 лет и старше является фактором риска для трудной верификации проекции выхода в положении на спине. При увеличении возраста на 1 год следует ожидать уменьшения угла раскрытия таза на 0,26°.

Рентгенологические углы входа и выхода из таза находятся в широком диапазоне, поэтому мы рекомендуем выполнение предоперационной КТ таза для их определения у каждого пациента индивидуально. Эта информация поможет достичь корректных проекций при помощи С-дуги уже в условиях операционной, особенно у пациентов с ожирением, избыточной пневматизацией кишечника и сенильным остеопорозом.

При угле истинного входа, равном или меньше 14,45°, на КТ существует высокий риск возникновения трудностей с визуализацией проекции выходов S1 и S2 во время операции, который требует подкладывания валика под копчик для наклона крестца кзади.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

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

Этическая экспертиза. Не применима.

Информированное согласие на публикацию. Авторы получили письменное согласие пациентов на участие в исследовании и публикацию результатов.

Об авторах

Никита Николаевич Заднепровский

ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»

Автор, ответственный за переписку.
Email: zacuta2011@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4432-9022

канд. мед. наук

Россия, г. Москва

Фаат Абдул-Каюмович Шарифуллин

ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: drfaat@narod.ru
ORCID iD: 0000-0001-7483-7899

д-р мед. наук

Россия, г. Москва

Александр Игоревич Жуков

ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: ZhukovAI@sklif.mos.ru
ORCID iD: 0000-0001-6926-6497
Россия, г. Москва

Татьяна Геннадьевна Бармина

ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: barminat@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2690-7378
Россия, г. Москва

Павел Анатольевич Иванов

ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»

Email: ipamailbox@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2954-6985

д-р мед. наук

Россия, г. Москва

Список литературы

Дополнительные файлы