а) Терминология:
1. Синонимы:
• Тотальное замещение поясничного диска (ТЗПД), артропластика
2. Определения:
• Эндопротезирование межпозвонкового диска-это метод лечения дегенеративных заболеваний межпозвонкового диска, позволяющий восстановить нормальную подвижность позвоночного сегмента и оптимизировать клинические исходы лечения за счет уменьшения риска дегенеративного поражения смежных с оперированными позвоночно-двигательных сегментов
• Операция заключается в удалении измененного межпозвонкового диска и замещении его протезом:
о Основные задачи вмешательства: восстановление и сохранение нормального или практически нормального объема движений позвоночного сегмента при сгибании/разгибании, боковом сгибании и аксиальной ротации
б) Визуализация:
1. Общие характеристики:
• Наиболее значимый диагностический признак:
о Рентгеннегативный межтеловой имплант
• Локализация:
о Центральная часть межтелового пространства
• Морфология:
о Наличие килей и фиксирующих шипов на замыкательных пластинках протеза, особенности полиэтиленового вкладыша, позволяющие отличить различные типы протезов друг от друга
2. Рентгенологические данные искусственного поясничного межпозвонкового диска:
• Рентгенография информативна в отношении оценки положения протеза:
о Позиционирование протеза в поперечной и сагиттальной плоскости и степень пенетрации или проседания компонентов протеза в тела позвонков
• Информативность рентгенографии и КТ в плане оценки корректности положения протеза примерно одинаковая
• Протез Charite: вкладыш, снабженный металлической проволочной меткой и тремя небольшими шипами в области переднего и заднего края обеих замыкательных пластинок протеза, обеспечивающими стабильность фиксации протеза в межтеловом пространстве
• Протез Activ-L: вкладыш с небольшой рентгеннегативной меткой в центре
3. КТ при искусственном поясничном межпозвонковом диске:
• Идеальное положение-симметрично относительно корней дуг в поперечной плоскости
• Компоненты протеза не должны пенетрировать замыкательные пластинки позвонков:
о КТ более точно позволяет оценить степень пенетрации замыкательных пластинок при ее наличии
• Центр ротации должен располагаться в области задней половины межтелового пространства, однако задний край протеза не должен выходить за границы задних покровных пластинок тел позвонков
• КТ информативна в отношении диагностики гетеротопической оссификации и обнаружения небольших металлических фрагментов вследствие износа компонентов протеза
4. МРТ при искусственном поясничном межпозвонковом диске:
• Информативность ограничена вследствие появления металлических артефактов
5. Рекомендации по визуализации:
• Наиболее оптимальный метод диагностики:
о Рентгенография информативна в отношении оценки позиционирования протеза в поперечной и сагиттальной плоскости и степени пенетрации или проседания компонентов протеза в тела позвонков
о Для оценки пенетрации компонентами протеза тел позвонков наиболее информативна КТ
• Протокол исследования:
о Рентгенография в положении сгибания, разгибания и бокового сгибания для оценки объема движений оперированного сегмента
(Слева) Двухуровневое ТЗПД протезами типа Maverick. Было показано, что подобная двухуровневая артропластика обеспечивает более благоприятные биомеханические условия на уровне смежных с оперированными сегментов по сравнению с транспедикулярной стабилизацией позвоночника.
(Справа) Двухуровневое ТЗПД протезами типа Maverick. Двухуровневое ТЗПД может характеризоваться более высокой частотой осложнений по сравнению с одноуровневым. Двухуровневое ТЗПД может привести к прогрессированию спондилоартроза.
1. Межтеловые спейсеры:
• Создание условий для формирования межтелового костного блока с целью стабилизации позвоночно-двигательного сегмента:
о Костный блок позвоночно-двигательного сегмента позволяет восстановить и сохранить нормальную высоту межтелового пространства и нормальную форму позвоночника в сагиттальном плоскости
2. Кейджи:
• Импланты, используемые для реконструкции передней колонны позвоночника после корпорэктомии
(Слева) Рентгенография в боковой и прямой проекциях после двухуровневого ТЗПД протезами Charite. Согласно данным литературы, у 9% пациентов после артропластики отмечается бессимптомное прогрессирование дегенеративных изменений смежных позвоночно-двигательных сегментов и у 1% - клинически значимое дегенеративное поражение межпозвонковых дисков смежных уровней. Удаление фиброзных колец межпозвонковых дисков на двух уровнях, как здесь при имплантации двух протезов Charite, усиливает дестабилизирующий эффект операции, приводя к увеличению амплитуды движений в позвоночно-двигательных сегментах до 140-160% по сравнению с интактным позвоночником.
(Справа) На КТ-срезах виден перелом правого корня дуги позвонка, связанный с перегрузкой задних элементов позвонка после протезирования диска.
г) Патология. Стадирование, степени и классификация искусственного поясничного межпозвонкового диска:
• На рынке представлены различные типы протезов различных производителей:
о Charite: две кобальт-хромовые (Со-Сг) замыкательные пластинки с полиэтиленовым вкладышем между ними
о ProDisc II: две замыкательные пластинки из комохромового сплава (Со-Cr-молибден) и рентгенпрозрачный полиэтиленовый вкладыш:
- Замыкательные пластинки снабжены ригидным металлическим килем для стабильной фиксации в телах позвонков
о FlexiCore: Со-Cr-Mo протез с шаровидной металл-металлической парой трения, отсутствие рентгеннегативного полиэтиленового вкладыша, три фиксирующих шипа вдоль боковых поверхностей замыкательных пластинок
о Maverick: шаровидный протез, киль, фиксирующийся в телах позвонков, отсутствие рентгеннегативного вкладыша
о Mobidisc: киль для стабилизации протеза, три компонента протеза—две замыкательные пластинки и полиэтиленовый вкладыш
о Kineflex: на стадии апробации в США, киль для стабилизации и трехкомпонентный дизайн с металлическим вкладышем
о Activ-L: различные типы протезов с килями ± шипами для стабилизации, трехкомпонентный дизайн с полиэтиленовым вкладышем
(Слева) Рентгенография в боковой проекции: изменения со стороны дугоотростчатых суставов L5-S1 после ТЗПД протезом Charite. Усиление нагрузки на эти суставы приводит к прогрессированию артропатии. Первоначально пациент отметил улучшение после проведенной операции, однако в последующем болевой синдром в нижней части спины вернулся.
(Справа) Через несколько лет после ТЗПД болевой синдром в нижней части спины у этого пациента рецидивировал, обнаружена и корреляция боли с рентгенологическими изменениями. Пациенту было выполнено ревизионное вмешательство в объеме заднего транспедикулярного спондилодеза.
д) Клинические особенности:
1. Клиническая картина искусственного поясничного межпозвонкового диска:
• Наиболее распространенные симптомы/признаки:
о Артропластика поясничного межпозвонкового диска показана при одно- или двухуровневом дискогенном болевом синдроме механического характера при условии отсутствия клиники радикулопатии
о В исследованиях клинического применения эндопротезов поясничных межпозвонковых дисков, проводимых в настоящее время FDA, радикулопатия является одним из критериев исключения
• Осложнения:
о Гетеротопическая оссификация (ГО), частота которой составляет 1,4-15%:
- Оссификация вдоль боковых отделов межтелового пространства приводит к формированию костного блока, ограничивающего подвижность протеза, оссификация вдоль передней поверхности протеза обычно не препятствует его подвижности
- 0 степень: ГО отсутствует
- 1 степень: ГО в виде островков костной ткани вне межтелового пространства
- 2 степень: новообразование костной ткани в области межтелового пространства без блокирования сегмента или ограничения подвижности протеза
- 3 степень: мостовидные оссификаты, ограничивающие подвижность протеза
- 4 степень: костный анкилоз, полностью блокирующий подвижность протеза
Подобная степень оссификации чаще всего встречается через пять лет после операции
о Дегенеративные изменения смежных сегментов:
- Частота, согласно данным разных авторов, 4,6-28,6%
- Амплитуда движений в пределах 5° может быть неким пороговым значением, предотвращающим развитие дегенеративных изменений смежных сегментов
о Спондилоартроз:
- Слишком вентральное позиционирование протеза может привести к увеличению нагрузки на задние элементы позвонков до 2,5 раз по сравнению с оптимальным положением протеза
- Развивается в сочетании с проседанием компонентов протеза в тела позвонков
о Миграция импланта:
- Описана при использовании протезов Charite и ProDisc
- Связывается с выбором импланта большего, чем необходимо, размера и со слишком вентральным его позиционированием
- В случаях миграции импланта необходимо исключить возможный конфликт компонентов протеза с аортой и подвздошными сосудами
о Дислокация полиэтиленового вкладыша:
- Описана при использовании протезов Charite и ProDisc
- Усиленные сдвигающие нагрузки, возникающие при движениях на уровне протезированного сегмента, могут приводит к переломам корней дуг и последующей дислокации вкладыша
о Износ компонентов протеза приводит к накоплению мелких частичек дебриса, которые могут индуцировать развитие воспалительного ответа с участием различных провоспалительных цитокинов:
- Боль, остеолиз, образование паннуса, дестабилизация компонентов протеза
о Частота неврологических осложнений не превышает таковую при межтеловых спондилодезах с использованием кейджей или при задней стабилизации позвоночника
о Передний доступ: ретроградная эякуляция
о Проседание компонентов протеза в тела позвонков: 3-10%:
- Погружение компонентов протеза в тела позвонков
- Нагрузка, приходящаяся на замыкательные пластинки позвонков со стороны компонентов протеза, приводит к реактивным изменениям костной ткани, которые могут проявляться болевым синдромом и в конечном итоге закончиться проваливанием компонентов протеза в губчатую кость тел позвонков
- Частота этого осложнения напрямую коррелирует с площадью замыкательных пластинок протеза
о Изменение сегментарного лордоза на уровне оперированного сегмента и увеличение нагрузок, приходящихся на задние элементы позвонков, описаны как для полусвязанных, так и несвязанных типов протезов:
- Полусвязанные протезы принимают на себя более значительные нагрузки и тем самым защищают окружающие структуры от перегрузок и возможной ранней дегенерации:
Они же поэтому могут быть подвержены более раннему износу
о Переломы позвонков:
- При протезировании с использованием имплантов Maverick и ProDisc в замыкательных пластинках тел позвонков формируются борозды для фиксации компонентов протеза. Эти борозды могут стать источником переломов тел позвонков
о Металлоз окружающих мягких тканей возникает вследствие им-пинджмента сломанного металлического маркера на полиэтиленовом вкладыше между компонентами протеза
2. Течение заболевания и прогноз:
• В исследованиях на трупном материале показано, что при имплантации искусственного межпозвонкового диска подвижность и внутридисковое давление на уровне смежных сегментов сохраняются либо незначительно уменьшаются по сравнению со здоровым позвоночником
• На сегодняшний день нет каких-либо надежных доказательств того, что артропластика межпозвонкового диска в ближайшем и отдаленном послеоперационном периоде позволяет добиться лучших по сравнению со спондилодезом функциональных результатов даже при правильном отборе пациентов
3. Лечение искусственного поясничного межпозвонкового диска:
• Показания к артропластике межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника остаются предметом дебатов. В ряде исследований авторам не удалось получить достаточных доказательств превосходства этого метода при клинически значимом дегенеративном поражении межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника даже в высокоселективных группах пациентов, полностью отвечающих критериям исключения
• Показания:
о Зрелость костной системы
о Дегенеративное поражение межпозвонкового диска на уровне L4-S1
о Спондилолистез не более 3 мм
о Отсутствие радикулопатии
о Отсутствие эффекта от проводимого в течение 6 месяцев или более консервативного лечения
• Противопоказания:
о Активно текущий системный инфекционный процесс или инфекция межпозвонкового диска
о Остеопороз, остеопения
о Стеноз поясничного отдела позвоночника
о Аллергия или гиперчувствительность к материалам, входящим в состав компонентов протеза
о Изолированный синдром компрессии корешка, особенно вследствие грыжи межпозвонкового диска
о Дефект межсуставной части дуги позвонка
о Спондилоартроз
е) Диагностическая памятка. Советы по интерпретации изображений:
• При интерпретации данных лучевых методов исследования в первую очередь оценивается корректность положение компонентов протеза:
о Позиционирование в поперечной и сагиттальной плоскости, степень пенетрации или проседания в тела смежных позвонков
• Обращайте внимание на возможные признаки осложнений: миграция импланта, дислокация полиэтиленового вкладыша, гетеротопическая оссификация, износ компонентов импланта с образованием дебриса, дегенерация смежных сегментов, спондилоартроз, переломы позвонков
ж) Список использованной литературы:
1. Uschold TD et al: Cervical and lumbar spinal arthroplasty: clinical review. AJNR Am J Neuroradiol. 33(9): 1631 -41,2012
2. Cepoiu-Martin M et al: Artificial cervical disc arthroplasty: a systematic review. Spine (Phila Pa 1976). 36(25):E1 623-33, 201 1
3. Murtagh RD et al: New techniques in lumbar spinal instrumentation: what the radiologist needs to know. Radiology. 260(2):317-30, 201 1
4. Nunley PD et al: Factors affecting the incidence of symptomatic adjacent level disease in cervical spine after total disc arthroplasty: 2-4 years follow-up of 3 prospective randomized trials. Spine (Phila Pa 1976). Epub ahead of print, 2011
5. Di Silvestre M et al: Two-level total lumbar disc replacement. Eur Spine J. 18 Suppl 1:64-70, 2009
6. Erkan S et al: Biomechanical comparison of a two-level Maverick disc replacement with a hybrid one-level disc replacement and one-level anterior lumbar interbody fusion. Spine J. 9(10):830-5, 2009
7. Ingalhalikar AV et al: Effect of lumbar total disc arthroplasty on the segmental motion and intradiscal pressure at the adjacent level: an in vitro biomechanical study: presented at the 2008 Joint Spine Section Meeting Laboratory investigation. J Neurosurg Spine. 11 (6):715-23, 2009
8. Murtagh RD et al: Normal and abnormal imaging findings in lumbar total disk replacement: devices and complications. Radiographics. 29( 1): 105-18, 2009
9. Dmitriev AE et al: Effect of multilevel lumbar disc arthroplasty on the operative-and adjacent-level kinematics and intradiscal pressures: an in vitro human cadaveric assessment. Spine J. 8(6):918-25, 2008
10. Park CK et al: Degenerative changes of discs and facet joints in lumbar total disc replacement using ProDisc II: minimum two-year follow-up. Spine (Phila Pa 1976). 33( 16): 1 755-61, 2008
11. Resnick DK et al: Lumbar disc arthroplasty: a critical review. Clin Neurosurg. 54:83-7, 2007
