01.05.2021
Антропометрические данные и площадь поперечного сечения сухожилий полусухожильной и нежной мышц по данным МРТ как предикторы диаметра графта для пластики передней крестообразной связки
Реконструкция ПКС с использованием аутотрансплантата из сухожилий полусухожильной и нежной мышц показывает хорошие
результаты даже в отдаленном периоде после операции
ВВЕДЕНИЕ
Повреждение передней крестообразной связки (ПКО) является одной из самых изученных патологий в ортопедии. Увеличивается не только количество повреждений, но и количество хирургических вмешательств, направленных на реконструкцию данной связки. Так, в библиотеке PubMed по запросу «передняя крестообразная связка» (anterior cruciate ligament) в 2019 году было найдено 1623 опубликованные работы (2017 год - 1372, 2018 год - 1472). По данным S. Abram с соавторами, в период с 1997 по 2017 год в возрастной группе до 20 лет количество реконструкций ПКС увеличилось в 22 раза, в группе 20-29 лет - в 11,5 раза, в группе 30-39 лет в 8,6 раза [1].
Реконструкция ПКС с использованием аутотрансплантата из сухожилий полусухожильной и нежной мышц показывает хорошие результаты даже в отдаленном периоде после операции (средний срок наблюдения 14,6 года) [2, 3]. Диаметр трансплантата является фактором, который влияет на прочность фиксации и вероятность его разрыва. Так, в работе T. Snaebjornsson с соавторами было выявлено уменьшение вероятности ревизионной операции в 0,86 раза с каждым увеличением диаметра на 0,5 мм [4].
Одним из сложных вопросов при использовании четырехпучкового аутотрансплантата является планирование его длины и диаметра, так как данные параметры не зависят от хирурга. В литературе имеются противоречивые данные о влиянии веса, роста, возраста и пола пациента на диаметр трансплантата [5-8].
На сегодняшний день опубликовано несколько статей, в которых данные МРТ используются для планирования диаметра возможного графта [5, 9-12].
Описано несколько методов, позволяющих спрогнозировать диаметр сухожилий по данным МРТ, в том числе, определение площади выделенной области (cross-sectional area, CSA) и метод двух перпендикулярных диаметров (в передне-заднем и латерально-медиальном направлениях) [9-12].
Целью данного исследования была оценка влияния антропометрических показателей и площади поперечного сечения сухожилий полусухожильной и нежной мышц по данным предоперационной магнитно-резонансной томографии на диаметр аутотрансплантата, полученного на операции.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследование были включены пациенты, у которых был диагностирован полный разрыв передней крестообразной связки (ПКС) с последующей ее артроскопической реконструкцией у нас в клинике (Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии, ECSTO) в период с 2015 по 2018 год. За этот период выполнено 215 реконструкций ПКС.
Критерии включения пациентов в исследование: полный разрыв ПКС, верифицированный по результатам клинических и инструментальных обследований с последующей реконструкцией у нас в клинике; использование четырехпучкового аутотрансплантата полусухожильной и нежной мышц (St+Gr), наличие МРТ (напряжённость магнитного поля более 1,5Т, толщина среза 3 мм) коленного сустава до операции в базе данных.
Критерии исключения: использование другого графта, другая методика подготовки аутотрансплантата, отсутствие МРТ до операции в базе данных, муль-тилигаментарные повреждения коленного сустава.
После применения критериев включения и исключения нами были отобраны 111 пациентов (69 мужчин и 42 женщины), которые и составили группу исследования.
Реконструкцию передней крестообразной связки проводили по стандартной методике, описанной ранее [13].
В интраоперационную анкету заносили длину каждого сухожилия по отдельности, длину и диаметр (рис. 1) получившегося трансплантата.
У всех пациентов определяли рост, вес и ИМТ на дооперационном этапе.
Все пациенты подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Исследование было одобрено этическим комитетом
МРТ-диагностика
Определяли площадь (CSA, cross sectional area) сухожилий полусухожильной (CSAst) и нежной мышц (CSAgr) в программе 3Di PACSViewer 3.2. Для этого на коронарной плоскости (T1 - взвешенные изображения) определяли уровень аксиального среза ниже закрытой зоны роста бедренной кости. На этом уровне ход сухожилий приближен к вертикальному, что позволяет выполнять воспроизводимое измерение площади их поперечного сечения.
На выбранном аксиальном срезе при помощи стандартного инструмента “free form" определяли площадь сечения каждого из сухожилий в мм2 (рис. 2).
Данные заносили в специализированную таблицу для дальнейшей обработки данных.
Измерение CSA выполняли под 4-х кратным увеличением, как показано в исследовании JI Erquicia с соавторами, для большей точности измерений [9].
Статистический анализ
Статистическая обработка данных проводилась при помощи статистической программы STATISTICA 12.0, Stat Soft, Inc. На языке программирования python создан алгоритм вычисления линейной и логистической регрессий.Нормальность распределения определяли по критерию Колмогорова-Смирнова.
При нормальном распределении показателей, данные представлены в виде средних значений с указанием ошибки среднего, минимального и максимального значений.
Использовали линейную регрессию и коэффициент корреляции Пирсона для определения взаимоотношения и причинно-следственных связей между диаметром трансплантата и ростом, весом, BMI, полом, длиной ST и GR, данных CSA сухожилий полусухожильной и нежной мышц, CSA суммы сухожилий полусухожильной и нежной мышц (st+gr).
При помощи логистической регрессии определяли вероятность получения диаметра трансплантата > 7,5 (среднее значение диаметра аутотрансплантата в исследовании) при изменении значения CSAst+gr.
Критический уровень статистической значимости принимали 5 % (р ^ 0,05).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Пациенты мужского пола составили 62,2 % (69 человек), женского пола - 37,8 % (42 человека).
Среднее значение диаметра аутотрансплантата составило 7,5 мм (от 6,5 до 9,5 мм).
Демографические и клинические показатели объединены в таблице 1.
Показатели площади поперечного сечения сухожилий представлены в таблице 2.
Распределение данных диаметра трансплантата в зависимости от площади сухожилий, измеренной по МРТ (CSAst+gr), представлено на рисунке 3.
Корреляционный анализ Пирсона для исследуемых показателей выявил наиболее заметную связь (r > 0,5) между суммой диаметров полусухожильной и нежной мышц (CSAst+gr), диаметром сухожилия полусухожильной мышцы (CSAst), ростом и весом; умеренную связь (0,3 < r < 0,5) между полом и диаметром сухожилия нежной мышцы (CSAgr); длина сухожилий полусухожильной и нежной мышц обладает слабой (r < 0,3) корреляционной связью с интраоперационным диаметром трансплантата (рис. 4).
Для определения влияния исследуемых показателей на диаметр трансплантата использовали модель линейной регрессии. Из первой модели был исключен параметр CSAst+gr, так как он обладает прямой линейной зависимостью с диаметром сухожилия полусухожильной и нежной мышц (CSAgr, CSAst). Первая модель линейной регрессии включила в себя следующие показатели: рост, вес, пол, диаметр сухожилия полусухожильной мышцы (CSAst), диаметр сухожилия нежной мышцы (CSAgr) и диаметр трансплантата, полученный интраоперационно.
Полученные коэффициенты показывают, насколько увеличится значение результата при условии увеличения конкретного входного параметра на 1 и неизменности остальных. По полученным коэффициентам можно изолировать эффект интересующего исследуемого показателя и установить причинно-следственную связь.
Первая модель линейной регрессии показала, что пол, вес и CSAgr не обладают значимым влиянием на диаметр трансплантата (коэффициенты модели: 0.11295525, 0.04709301, 0.0966631), а CSAst и рост обладают (0.30405621 и 0.28827937).
Для оценки влияния CSAst+gr была создана отдельная модель линейной регрессии, коэффициент модели - 0.5580434 соответственно.
Таким образом, максимальное прямое влияние на диаметр трансплантата оказывает CSAst+gr, CSAst и рост. Параметры CSAgr, вес, пол, длина сухожилий полусухожильной и нежной мышц оказывают минимальное прямое влияние, стремящееся к нулю.
Для классификации интраоперационного диаметра трансплантата (> 7,5мм) была использована модель линейного классификатора (логистическая регрессия). Учитывая максимальное влияние на результат показателя CSAst+gr, классификатор основан на данном показателе (рис. 5).
ОБСУЖДЕНИЕ
Формирование аутотрансплантата из сухожилий полусухожильной и нежной мышц, сложенных вчетверо - одна из наиболее часто применяемых методик при артроскопи-ческой реконструкции ПКС [2, 3, 14, 15]. Возможность прогнозировать диаметр сухожилий, а, следовательно, и диаметр трансплантата может помочь хирургу в предоперационном планировании для оптимального выбора аутотрансплантата при пластике ПКС, а также методики его формирования (пятипучковый, аугментация и т.д.).
Диаметр аутотрансплантата - величина индивидуальная, при этом невозможно определить его значение до забора сухожилий и их интраоперационной подготовки. Тем не менее, диаметр трансплантата - предиктивный фактор, который влияет на прочность фиксации и вероятность разрыва аутотрансплантата [5, 16, 17]. Согласно работе M.A. Magnussen c соавторами, возраст (< 20 лет) пациента и диаметр трансплантата являются основными предикторами для разрыва импланта, где возраст оказывает большее влияние [18].
В современной литературе нет единого мнения относительно взаимосвязи антропометрических данных и диаметра получившегося трансплантата [6, 19-21]. Это может быть связано с тем, что существует “пробел" в стандартизации протоколов исследований МРТ (толщина срезов, напряженность магнитного поля и количество последовательностей), а также с различными методами измерения CSA, многообразием программного обеспечения, на котором эти измерения проводятся, и условными анатомическими ориентирами (уровень ниже закрытой зоны роста). Другим возможным ограничением является неточность определения интраоперационного диаметра трансплантата с использованием шаблона с шагом диаметра в 5 мм.
В нескольких исследованиях было показано, что рост является наиболее влиятельным фактором для прогнозирования диаметра трансплантата. Так, J.M. Tuman с соавторами выявили корреляцию между диаметром графта и ростом (г = 0,36, p < 0,001), весом (г = 0,25, p = 0,005), возрастом (г = 0,16, p = 0,05), полом (г = 0,24, p = 0,006), но не с ИМТ (р > 0,05) [20].
S.Y. Park с соавторами показали, что интраоперационный диаметр обработанного сухожилия полусухожильной мышцы и четырехпучкового трансплантата имеет сильную корреляционную взаимосвязь с ростом (г = 0,436, г = 0,477, соответственно) [16]. В исследовании J. Leta с соавторами была выявлена положительная связь между ростом (г = 0,205), весом (г = 0,35), ИМТ (г = 0,262) и диаметром получившегося трансплантата [22].
По сравнению с предыдущими работами мы получили более сильную корреляционную связь между диаметром графта и ростом (г = 0,57), весом (г = 0,52).
Полученное нами среднее значение SCAst (14,98 мм2) соответствует ранее опубликованным данным G. Wemecke - 16.5 мм2 [10], B.A. Bickel -13,3 мм2 [11]. Средне значение CSAgr (8,95 мм2) соответствует данным B.A. Bickel - 6,97 мм2 [11].
Максимальное прямое влияние на диаметр трансплантата в нашей работе оказывали СSAst+gr и CSAst, что схоже с работой J. Leite с соавторами, где, по данным авторов, наибольшее влияние на диаметр трансплантата оказывало CSAst + gr [22].
В работе J.I. Ещигаа с соавторами в 76,9 % случаев получен диаметр трансплантата 8 мм при значении CSAst+gr 25 мм2 и более [9]. B.A. Bickel с соавторами опубликовали данные о том, что вероятность получить трансплантат диаметром 7 мм и более при значении CSAst+gr 18 мм2 составляет 88 % [11]. Нами получены схожие результаты - при значении CSAst+gr > 30 мм2 вероятность получить интраоперационно трансплантат диаметром 7,5 мм составляет 80,1 %.
Предоперационное планирование является неотъемлемой частью хирургии. Несмотря на современный инструментарий и воспроизводимость хирургических техник, использование аутотканей для трансплантата ПКС не позволяет точно спрогнозировать его диаметр. Это исследование может помочь в предоперационном планировании хирургического лечения разрывов ПКС.
Ограничениями нашего исследования являются небольшой размер выборки, возможные погрешности измерений на предоперационных МР-томограммах (SCA) и интраоперационно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сумма площадей сухожилий полусухожильной и вого трансплантата определённого диаметра интрао-нежной мышц, измеренная по данным МРТ, может быть перационно.
Наибольшее прямое влияние на диаметр использована как предиктор получения четырехпучко- трансплантата оказывают CSAst+g^ CSAst и рост.
ЛИТЕРАТУРА
1.Anterior crnciate ligament (ACL) reconstrnction and meniscal repati Tates have both increased in the past 20 yeara in England: hospital statistics from 1997 to 2017 / S.G. Abram, A.J. Price, A. Judge, D.J. Beart // Bn J. Sports Med. 2020. Vol. 54, No 5. P. 286-291. DOI: 10.1136/bjsports-2018-100195
2. Incidence and trends of anteгioг crnciate ligament reconstrnction in the United States / N.A. Mall, P.N. Chalmera, M. Moric, M.J. Tanaka, B.J. Cole,
B. R. Bach Jn, G.A. Paletta Jn // Am. J. Sports Med. 2014. Vol. 42, No 10. P. 2363-2370. DOI: 10.1177/0363546514542796
3. Long-tern follow-up of ACL reconstrnction with hamstring autograft / J.R. Leite^ R. Gouriay, S. McRae, N. de Korompay, P.B. MacDonald // Knee Smg. Sports Traumatol. Arthrosc. 2014. Vol. 22, No 5. P. 1061-1069. DOI: 10.1007/s00167-013-2466-3
4. Graft diameter as a pгedictoг to revision anteгioг crnciate ligament reconstrnction and KOOS and EQ-5D values: a cohort study from the Swedish National Knee Ligament Register based on 2240 patients / T. Snaebjornsson, E. Hamrin Senoraki, O.R. Ayeni, E. Alentorn-Geli, F. Krnpic, F. Notog, J. Karisson, K. Samuelsson // Am. J. Sports Med. 2017. Vol. 45, No 9. P. 2092-2097.
5. Hamstring autograft size can be predicted and is a potential risk factor to anteгioг crnciate ligament reconstrnction failure / E.J. Conte, A.E. Hyatt, C. J. Gatt Jn, A. Dhawan // Arthroscopy. 2014. Vol. 30, No 7. P. 882-890. DOI: 10.1016/j.arthro.2014.03.028
6. Can pгe-opeгative measures predict quadrnple hamstring graft diameter / C.B. Ma, E. Keifa, W. Dunn, F.H. Fu, C.D. Шг^г // Knee. 2010. Vol. 17, No 1. P. 81-83. DOI: 10.1016/j.knee.2009.06.005
7. Intra-operative fom-stranded hamstring tendon graft diameter evaluation / L.F. Pinheiro Jn, M.A. de Andrade, L.E. Teixeira, L.A. Bicalho, W.G. Lemos,
S.A. Azeredo, L.A. da Silva, L.G. Gonzaga // Knee Sra:g. Sports Traumatol. Arthrosc. 2011. Vol. 19, No 5. P. 811-815. DOI: 10.1007/s00167-010-1387-7
8. Xie G., Huangfu X., Zhao J. Prediction of the graft size of 4-stranded semitendinosus tendon and 4-stranded gracilis tendon to anteгioг crnciate ligament reconstrnction: A Chinese Han patient study // Am. J. Sports Med. 2012. Vol. 40, No 5. P. 1161-1166. DOI: 10.1177/0363546511435627
9. How to improve the prediction of quadrnpled semitendinosus and gracilis autograft sizes with magnetic resonance imaging and ultrasonography / J.I. E^uicia, P.E. Gete, J.L. Doreste, X. Pelfort, F. Abat, J.C. Monllau // Am. J. Sports Med. 2013. Vol. 41, No 8. P. 1857-1863. DOI: 10.1177/0363546513479340
10. Using magnetic resonance imaging to predict adequate graft diametera to autologous hamstring double-bundle anteгioг crnciate ligament reconstrnction / G. Wemecke, I.A. Hams, M.T. Houang, B.G. Seeto, D.B. Chen, S.J. MacDessi // Arthroscopy. 2011. Vol. 27, No 8. P. 1055-1059. DOI: 10.1016/j.arthro.2011.02.035
11. Preoperative magnetic resonance imaging cross-sectional area to the measurement of hamstring autograft diameter to reconstrnction of the adolescent anteгioг crnciate ligament / B.A. Bickel, T.T. Fowto, J.G. Mowbray, B. Adto, K. Klingele, G. Phillips // Arthroscopy. 2008. Vol. 24, No 12. P. 1336-1341. DOI: 10.1016/j.arthro.2008.07.012
12. Prediction of semitendinosus and gracilis autograft sizes to ACL reconstrnction / T. Beyzadeoglu, U. Akgun, N. Tasdelen, M. Karahan // Knee Smg. Sports Traumatol. Arthrosc. 2012. Vol. 20, No 7. P. 1293-1297. DOI: 10.1007/s00167-011-1770-z
13. Взаимосвязь положения костных каналов при артроскопической пластике передней крестообразной связки, интраоперационных пожеланий хирурга и антропометрических данных пациента / А.В. Королев, Н.Е. Магнитская, М.С. Рязанцев, Ж.Ю. Пилипсон, М.М. Хасаншин, Д.О. Ильин // Травматология и ортопедия России. 2016. Т. 22, № 1. С. 85-95.
14. Сластинин В.В., Файн А.М., Ваза А.Ю. Использование трансплантата из сухожилий подколенных мышц для пластики передней крестообразной связки (преимущества, проблемы и пути их решения) // Трансплантология. 2017. Т. 9, № 4. С. 317-324. DOI: 10.23873/2074-0506-2017-9-4-317-324
15. Исходы восстановления передней крестообразной связки / М.Э. Ирисметов, Ф.М. Усмонов, Д.Ф. Шамшиметов, А.М. Холиков, К.Н. Ража-бов, М.Б. Таджиназаров // Гений ортопедии. 2019. Т. 25, № 3. С. 285-289. DOI: 10.18019/1028-4427-2019-25-3-285-289
16. Factors predicting hamstring tendon autograft diameters and resulting failure rates after anterior cruciate ligament reconstruction / S.Y. Park, H. Oh, S. Park, J.H. Lee, S.H. Lee, K.H. Yoon // Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. 2013. Vol. 21, No 5. P. 1111-1118. DOI: 10.1007/s00167-012-2085-4
17. The influence of hamstring autograft size on patient-reported outcomes and risk of revision after anterior cruciate ligament reconstruction: a Multicenter Orthopaedic Outcomes Network (MOON) Cohort Study / M.W. Mariscalco, D.C. Flanigan, J. Mitchell, A.D. Pedroza, M.H. Jones, J.T. Andrish, R.D. Parker, C.C. Kaeding, R.A. Magnussen // Arthroscopy. 2013. Vol. 29, No 12. P. 1948-1953. DOI: 10.1016/j.arthro.2013.08.025
18. Graft size and patient age are predictors of early revision after anterior cruciate ligament reconstruction with hamstring autograft / R.A. Magnussen, J.T. Lawrence, R.L. West, A.P. Toth, D.C. Taylor, W.E. Garrett // Arthroscopy. 2012. Vol. 28, No 4. P. 526-531. DOI: 10.1016/j.arthro.2011.11.024
19. Ho Loong S.W., Tan Lester T.J., Lee Thiam K. Role of anthropometric data in the prediction of 4-stranded hamstring graft size in anterior cruciate ligament reconstruction // Acta Orthop. Belg. 2016. Vol. 82, No 1. P. 72-77.
20. Predictors for hamstring graft diameter in anterior cruciate ligament reconstruction / J.M. Tuman, D.R. Diduch, L.J. Rubino, J.A. Baumfeld, H.S. Nguyen, J.M. Hart // Am. J. Sports Med. 2007. Vol. 35, No 11. P. 1945-1949. DOI: 10.1177/0363546507304667
21. Are pre-operative anthropometric parameters helpful in predicting length and thickness of quadrupled hamstring graft for ACL reconstruction in adults? A prospective study and literature review / S. Goyal, N. Matias, V. Pandey, K. Acharya // Int. Orthop. 2016. Vol. 40, No 1. P. 173-181. DOI: 10.1007/s00264-015-2818-3
22. Using pre-operative MRI to predict intraoperative hamstring graft size for anterior cruciate ligament reconstruction / J. Leiter, M. Elkurbo, S. McRae, J. Chiu, W. Froese, P. MacDonald // Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. 2017. Vol. 25, No 1. P. 229-235. DOI: 10.1007/s00167-016-4205-z
Сведения об авторах:
1. Рязанцев Михаил Сергеевич, к. м. н., Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия
2. Магнитская Нина Евгеньевна, к. м. н., Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия
3. Зарипов Азиз Римович, Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия, ФГАОУ ВО РУДН, г. Москва, Россия
4. Логвинов Алексей Николаевич, Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия
5. Ильин Дмитрий Олегович, Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия, ФГАОУ ВО РУДН, г. Москва, Россия
6. Афанасьев Алексей Павлович, к. м. н., Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия
7. Фролов Александр Владимирович, к. м. н., Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия, ФГАОУ ВО РУДН, г. Москва, Россия
8. Королев Андрей Вадимович, д. м. н., Европейская клиника спортивной травматологии и ортопедии (ECSTO), г. Москва, Россия, ФГАОУ ВО РУДН, г. Москва, Россия
Теги: крестообразная связка
234567 Начало активности (дата): 01.05.2021 22:19:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова: антропометрические данные, пластика передней крестообразной связки, диаметр графта, планировани
12354567899
Похожие статьи
Лечение коксалгии у пациентов с дегенеративным остеоартрозом тазобедренного сустава 3–4 стадииСравнительный анализ результатов хирургического лечения несросшихся переломов и ложных суставов костей предплечья
Рентген на дому 8 495 22 555 6 8
Вывих бедра у подростков и взрослых, страдающих церебральным параличом: паллиативные методы оперативного лечения (обзор литературы)
Эффективность и безопасность скользящей остеотомии наружного мыщелка бедренной кости при артропластике коленного сустава у пациентов с фиксированной вальгусной деформацией III типа по классификации Krakow
