Роль формы и ориентации суставных отростков в развитии латерального дегенеративного артрогенного стеноза позвоночного канала поясничного отдела

г. Харьков, ул. Лермонтовская, 27
(066) 924-43-61, (057) 704-35-35, (057) 704-24-44

В.А. Радченко, А.Г. Скидаиов, Ю.А. Змиенко
ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко АМН Украины»,
Медицинский диагностический центр ООО "МДЦ-LUX", г. Харьков.

Введение

Упоминаний о связи латерального стеноза позвоночного канала поясничного отдела с дегенеративными изменениями заднего опорного комплекса в научной литературе достаточно много. Ведущим составляющим фактором задней компрессии является гиперпластический спондилоартроз, приводящий к стенозу латеральных рецессусов позвоночного канала. Причем сужение канала нервного корешка реализуется в основном за счет гипертрофии верхнего суставного отростка нижележащего позвонка — синдромверхней суставной фасетки [1, 2, 4, 5]. Исследования в области этой проблемы затрагивают в основном качественные изменениясуставных отростков позвонков, которые приводят к сужению латеральной части позвоночного канала в поясничном отделе. В научной литературе не обнаружено сведений о количественной оценке анатомических изменений дугоотростчатых суставов, которые приводят к латеральному стенозу позвоночного канала. Опубликованы лишь единичные результаты количественных оценок ориентации в пространстве суставных поверхностей верхних суставных отростков поясничных позвонков в связи с протрузиями и грыжами дисков [6, 10]. Но предлагаемые способы оценки основываются на косвенных признаках и не могут полностью отразить расположение суставных поверхностей, которые в большинстве случаев имеют сложную геометрическую форму. Это, по-видимому, является одной из причин, по которой в научной литературе содержится мало сведений о механизмах развития латерального стеноза позвоночного канала при дегенеративных заболеваниях поясничного отдела позвика.

Материал и методы

Материалом клинических исследований послужили данные о 110 больных (54 мужчины и 56 женщин) с дегенеративными заболеваниями поясничного отдела позвоночника. Все пациенты находились на стационарном лечении в клинике вертебрологии ГУ «Институт патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко АМН Украины». Возраст больных — от 19 до 82 лет.

Всем больным проводили клиническое, в том числе и неврологическое обследование, рентгенометрическое изучение переднезадних и функциональных спондилограмм. Всем больным проводили спиральную компьютерную томографию нижнепоясничного отдела позвоночника (всего 110). Обследование проводили на спиральном компьютерном томографе "SOMATOM Emotion" производства фирмы "Siemens" (Германия). При пошаговой компьютерной томографии (130kV, 225mAs) толщина среза 3 мм, шаг подачи стола 3 мм в плоскости, параллельной дискам; при спиральном режиме сканирования толщина среза 3 мм, индекс стола (pitch) 4,5 мм, индекс реконструкции 1,5 мм. Оценку изображений проводили в диапазонах: при ширине окна 350 HU, центре окна 40 HU — для изучения мягких тканей и при ширине окна 1500 HU, центре окна 450 HU — при исследовании костных структур. Исследовали четвертый, пятый поясничный и первый крестцовый позвонки. Исследуемые позвонки были отнесены к одному из шести типов [8].

На основании клинико-томографических признаков величина дегенеративного артрогенного сужения канала корешка у пациентов с дегенеративными заболеваниями поясничного отдела позвоночника была разделена на четыре степени [9]. В таблице 1 представлено распределение позвонков по степени сужения в группах больных с разными диагнозами.

Таблица 1. Распределение степеней сужения в зависимости от уровня

Степень стеноза Группы больных
Грыжи Протрузии Латеральный стеноз Дегенеративный спондилолистез
LIV LV SI Всего LIV LV SI Всего LIV LV SI Всего LIV LV SI Всего
0 20 8 14 42 10 4 11 25 2 - 2 4 4 1 2 7
I 34 25 30 89 20 14 16 49 6 1 2 9 6 1 7 14
II 1 15 8 24 3 8 4 15 - 2 - 2 - 2 2 4
III 1 8 4 13 1 8 4 13 - 7 5 12 1 7 - 8
Всего 56 56 56 168 34 34 34 102 9 9 9 27 11 11 11 33

Верхние суставные отростки поясничных позвонков описывали с помощью качественных признаков — форма суставной поверхности, и количественных признаков, включающих размеры суставных поверхностей, радиусы кривизны суставных поверхностей при их наличии.

Измеряли также ориентацию суставных отростков по оригинальной методике (подана заявка на патент): αх — угол наклона плоскости, аппроксимирующей суставную поверхность верхнего суставного отростка к фронтальной плоскости, αz — угол наклона плоскости, аппроксимирующей суставную поверхность верхнего суставного отростка к сагиттальной плоскости, αу—угол наклона плоскости, аппроксимирующей суставную поверхность верхнего суставного отростка к горизонтальной плоскости, ρ—угол, образованный линией, проведенной через две крайние точки следа суставной поверхности, и линией, параллельной задней поверхности тела позвонка на аксиальном срезе компьютерной томограммы.

Сравнение групп с нормально распределяющимися признаками проводили с помощью параметрического однофакторного дисперсионного анализа Фишера. Для признаков, распределение которых не подчиняется нормальному закону использовали непараметрический однофакторный дисперсионный анализ Краснела — Уоллиса.

Цель работы — определить особенности строения дугоотростчатых суставов поясничного отдела позвоночника, способствующие развитию латерального дегенеративного артрогенного стеноза

Результаты и их обсуждение

Суставные поверхности верхних суставных отростков нижнепоясничных позвонков имеют сложную конфигурацию. При этом соответствующие суставные поверхности нижних суставных отростков вышележащего позвонка чаще выпуклой формы. меньшей величины радиуса кривизны и меньшей длины. Площадь суставной поверхности верхнего суставного отростка позвонка LV, как правило, больше площади суставной поверхности нижнего суставного отростка вышележащего позвонка. Мы выделили пять вариантов конфигурации следа суставных поверхностей верхних суставных отростков поясничных позвонков, которые можно видеть на аксиальных срезах компьютерных томограмм (рис. 1).

формы суставных поверхностей позвонков
Рис. 1. Варианты формы суставных поверхностей в дугоотростчатых суставах нижнепоясничных позвонков изображены в порядке встречаемости: а) Л — полуцилиндрическая, б) К — крючковидная, в) S — образная, г) П — прямая, д) В — выпуклая.

В некоторых случаях форма суставной поверхности меняется на протяжении сустава, кроме того, встречаются отличия при сравнении смежных суставов.

Независимо от уровня позвонка и его типа общим для всех оказалось наличие со стороны латерального артрогенного стеноза полуцилиндрической формы суставных поверхностей верхних суставных отростков.

Ориентация суставных поверхностей верхних суставных отростков нижнепоясничных позвонков в подавляющем большинстве случаев соответствует плоскости общего положения, т.е. плоскости, не перпендикулярной ни к одной из плоскостей проекций. Из 660 исследованных дугоотростчатых суставов позвонков, представленных в таблице 1, только 5 (0,75%) имели один из углов ориентации 90°, в их число вошли три сустава, образующих прямой угол с горизонтальной плоскостью и принадлежащих позвонкам SI, два позвонка LV образовали прямой угол с фронтальной плоскостью. Наши исследования полностью подтверждают предположение И.Л. Тагера [3] о том, что асимметрия дугоотростчатых суставов является вариантом нормального развития. Ни в одном наблюдении, как у взрослых, так и у детей, не было полностью одинаковых суставов. Принцип асимметрии распространяется на дугоотростчатые суставы, так же как и на все другие парные органы.

В результате однофакторного дисперсионного анализа выявлены рентгенометрические признаки, на которые оказывает значимое влияние степень стеноза. К этим признакам относится угол, образованный следом суставной поверхности с фронтальной плоскостью (р). Хотя этот показатель отображает ориентацию верхних суставных отростков только косвенно, его преимуществом являются наглядность и простота определения. Существуют статистически достоверные различия по данному фактору групп типов формы позвоночного канала. Увеличение этого угла со стороны сужения бокового углубления хорошо заметно на компьютерных томограммах (рис. 2). При таком взаиморасположении суставных отростков распределение силы, прикладываемой к ним в переднезаднем направлении, будет вызывать большее давление на передние отделы дугоотростчатого сустава с большим углом наклона к фронтальной плоскости. Высокоинформативным является признак rρ, характеризующий разницу угла ρ между смежными сторонами. Различия по данному признаку статистически достоверны в зависимости от степени сужения, на всех измеряемых уровнях. Разница между смежными углами более 10° свидетельствует о стенозе канала корешка со стороны угла, имеющего большую величину. Эта закономерность прослеживается среди всех типов формы позвоночного канала. Хотя значения самих углов у позвонков различных типов позвоночного канала имеют достоверные различия.

аксиальный срез КТ и скиаграммы
Рис. 2. Аксиальный срез КТ (а) и скиаграммы (б, в) на уровне верхнего края дуги позвонка SI пациента Н., 54 года, история
болезни №69404. Стрелками показан характер распределения силы в переднезаднем направлении между суставными отростками при
их асимметрии

Более полное представление об ориентации дугоотростчатых суставов дает оценка углов наклона суставных поверхностей относительно трех плоскостей пространства — фронтальной, горизонтальной и сагиттальной. Типы формы позвоночного канала статистически достоверно различаются по данным факторам. Также достоверны различия значений этих углов в зависимости от степени заболевания в каждом из типов формы позвоночного канала.

Одним из основных признаков, описывающих дугоотростчатые суставы и оказывающих существенное влияние на развитие артрогенного дегенеративного сужения канала корешка, является угол наклона верхнего суставного отростка к фронтальной плоскости (αχ), этот признак является наиболее значимым в патогенезе артрогенного латерального стеноза и его диагностике. Со стороны сужения бокового углубления значения углов наклона верхних суставных отростков к фронтальной плоскости прогрессирующе увеличиваются от меньшей степени сужения к большей. В связи с этим показательным является признак rχ демонстрирующий разницу между значением угла αχ со стороны сужения и угла αχ с интактной стороны (рис. 3). Различия по данному признаку статистически достоверны в зависимости от степени сужения канала корешка при всех типах формы позвоночного канала. Сами углы наклона суставных фасеток к трем плоскостям в группах разных типов формы позвоночного канала также имеют статистически достоверные различия.

диаграмма
Рис. 3. Диаграмма, отображающая величину углов наклона суставных поверхностей верхних суставных отростков позвонка LV VI типа
к фронтальной плоскости (α&chi). Звездочкой отмечена сторона сужения.

Угол, образованный суставной поверхностью с сагиттальной плоскостью (αz) непосредственно связан с углом αχ, их значения обратно пропорциональны. При увеличении угла αχ угол αz соответственно уменьшается. Поэтому так же, как и для угла αχ, различия первой, второй и третьей степени сужения канала корешка по фактору rz статистически достоверны при всех типах формы позвоночного канала (рис. 4).

диаграмма
Рис. 4. Диаграмма, отображающая величину углов наклона суставных поверхностей верхних суставных отростков позвонка LV VI типа
к сагиттальной плоскости (α&chi). Звездочкой отмечена сторона сужения.

В развитии латерального дегенеративного стеноза существенное значение имеет угол наклона верхних суставных отростков к горизонтальной плоскости. Достоверны различия по данному признаку в группах, разделенных по типу формы позвоночного канала. Также статистически достоверны различия по признаку, характеризующему асимметрию этих углов в смежных суставах (rγ) в первой, второй и третьей степени сужения канала корешка. При переходе от одной степени к другой со стороны сужения этот угол в большинстве случаев больше (рис. 5).

диаграмма
Рис. 5. Диаграмма, отображающая разницу величины углов наклона суставных поверхностей смежных верхних суставных отростков
позвонков SI VI типа к горизонтальной плоскости (αγ)

От взаиморасположения верхних суставных отростков позвонков зависит характер распределения давления оказываемого на них нижними суставными отростками вышележащего позвонка. Величина давления зависит от площади к которой прикладывается сила


P = F / S ,

где Р — величина давления, F — сила, S — площадь, т.е. при приложении силы одной и той же величины давление будет больше
там, где меньше площадь поверхности, к которой эта сила прикладывается. Следовательно, при приложении силы к передним отделам верхних суставных отростков давление будет большим на суставной отросток с меньшей площадью передних отделов. Опорная поверхность переднего отдела верхнего суставного отростка задается формой его суставной поверхности и углом наклона по отношению к фронтальной плоскости (рис. 6). Следовательно, давление будет большим на суставной отросток с большей величиной этого угла.

позвонок
Рис. 6 Позвонок LV, VI тип формы позвоночного канала. Сужение бокового углубления со стороны большего наклона верхнего суставного отростка к фронтальной плоскости.

Углы (αγ), образованные суставными поверхностями верхних суставных отростков с горизонтальной плоскостью, определяют площадь, на которую распределяется сила, приложенная к дугоотростчатым суставам в вертикальном направлении (рис. 7).

позвонок
Рис. 7 Позвонок LV, VI тип формы позвоночного канала. Сужение бокового углубления со стороны большего наклона верхнего суставного отростка к горизонтальной плоскости.

Для повышения давления на нижнюю часть суставной поверхности верхнего суставного отростка, передние отделы которой являются частью задней стенки канала корешка, при аксиальной нагрузке для неблагоприятного распределения силы между двумя дугоотростчатыми суставами также важен угол наклона суставных поверхностей верхних суставных отростков относительно горизонтальной плоскости. Давление на нижнюю часть суставной поверхности при аксиальной нагрузке будет больше у суставного отростка с большим утлом наклона к горизонтальной плоскости.

Заключение

1. Наравне с врожденными особенностями строения поясничного отдела позвоночного канала в развитии латерального дегенеративного стеноза важное значение имеют особенности строения дугоотростчатых суставов. Особую роль в этом играет ориентация суставных поверхностей суставных отростков.

2. Ориентация суставных поверхностей верхних суставных отростков нижнепоясничных позвонков в подавляющем большинстве случаев соответствует плоскости общего положения, т.е. плоскости, не перпендикулярной ни к одной из плоскостей проекций.

3. Латеральный стеноз гораздо чаще возникает со стороны верхнего суставного отростка с полуцилиндрической формой суставной поверхности и большим углом наклона к фронтальной плоскости, меньшее значение имеет наклон к горизонтальной плоскости. Такой характер асимметрии смежных суставов приводит к неблагоприятному перераспределению сил между различными отделами этих суставов.

Литература

  1. Продан А.И. Ортопедические аспекты хирургического лечения стеноза позвоночного канала // Ортопед, травматол. — 2005. — №1. — С.9-98.;
  2. Васильев А.Ю., Витько Н.К. Компьютерная томография в диагностике дегенеративных изменений позвоночника. — М.: Издательский дом Видар-М, 2000. — 116 с.;
  3. Тагер И.Л.. Рентгенодиагностика заболеваний позвоночника. — М.: Медицина, 1983. — 208 с.;
  4. Попелянский Я.Ю. Вертеброгенные заболевания нервной системы. — Йошкар-Ола: Марийское книжное издательство. — 1983. — Т.П.Ч.1. — 371 с.;
  5. Продан А.И., Пащук А.Ю., Радченко В.А., Грунтовский Г.Х. Поясничный спондилоартроз. — Харьков: Основа, 1992.— 107 с.;
  6. Радченко В.А. Оптимизация хирургической тактики и техники операций при дистрофических заболеваниях поясничного отдела позвоночника: Автореф. дис... докт. мед. наук. — Харьков, 1996. — 44 с.;
  7. Радченко В.А., Скиданов А.Г. Латеральный дегенеративный артрогенный стеноз поясничного отдела позвоночного канала. Механизмы развития // Ортопед, травматол. — 2007. — №3. — С.65-727.;
  8. Скіданов А.Г. Вплив трилистникової форми хребтового каналу і артрогенного звуження каналу корінця на клінічний перебіг дегенеративних захворювань поперекового відділу хребта // Наук, вісник Ужгородського ун-ту серія «Медицина», 2007. — Вип. 32. — С.173-176.;
  9. Boden S.D, Riew K.D. et al. Orientation of the lumbar facet joints: association with degenerative disc disease // J. Bone Jt Surg. — 1996. — Vol. 78 A, №3. —P. 403-411.
Публикации: