Плотность костной ткани позвонков в единицах Хаунсфилда как предиктор несостоятельности межтелового блока и проседания имплантата при круговом поясничном спондилодезе

Цель исследования. Определение значений единиц Хаунсфилда (HU) поясничных позвонков, прогнозирующих неудовлетворительные рентгенологические результаты кругового межтелового спондилодеза на поясничном уровне.

Материал и методы. Проанализированы данные пациентов, прошедших одноуровневое декомпрессивно-стабилизирующее вмешательство на уровнях L₄–L₅ или L₅–S₁ по поводу дегенеративных заболеваний позвоночника. Оценивали КТ-изображения поясничного отдела позвоночника до операции с измерением значений HU тел позвонков сегмента вмешательства, а также КТ-изображения через 1 год после операции для оценки степени формирования межтелового блока и проседания кейджа. Выделены три группы: пациенты со сформированным межтеловым блоком и без проседания кейджа (контрольная группа); пациенты с несостоятельностью межтелового блока; пациенты с проседанием кейджа.

Результаты. В исследовании представлены данные КТ-томограмм 257 пациентов. Частота несостоятельности блока составила 32,3 % (83/257), частота проседания межтелового кейджа – 43,6 % (112/257). Доля пациентов, имеющих сниженную минеральную плотность костной ткани (МПКТ), составила 26,1 % (67/257). У пациентов с несостоятельностью блока и проседанием отмечаются более высокие показатели ODI (p = 0,045 и p = 0,050) в сравнении с контрольной группой. Наличие несостоятельности блока и проседания ассоциированы со сниженной МПКТ (p < 0,05), со значениями HU позвонков (p < 0,05), с более высоким значением ODI (p < 0,05). Согласно ROC-анализу определены пороговые значения HU, равные 127 HU, 136 HU и 142 HU для тел L₄, L₅, S₁ позвонков соответственно, по достижению которых риск возникновения сочетания несостоятельности блока и проседания значительно возрастает (p = 0,022).

Заключение. Пациенты с несостоятельностью межтелового блока и проседанием кейджа имеют менее удовлетворительные клинические результаты. Значения HU тел позвонков, равные 127 HU, 136 HU и 142 HU для тел L₄, L₅, S₁ позвонков, целесообразно использовать в практической работе для прогнозирования несостоятельности блока и проседания кейджа после одноуровневого декомпрессивно-стабилизирующего вмешательства на нижнепоясничом уровне.

1. Reisener MJ, Pumberger M, Shue J, Girardi FP, Hughes AP. Trends in lumbar spinal fusion – a literature review. J Spine Surg. 2020;6:752–776. DOI: 10.21037/jss-20-492.

2. Ogura Y, Kobayashi Y, Shinozaki Y, Kitagawa T, Yonezawa Y, Takahashi Y, Yoshida K, Yasuda A, Ogawa J. Factors influencing patient satisfaction after decompression surgery without fusion for lumbar spinal stenosis. Glob Spine J. 2020;10:

3. –632. DOI: 10.1177/2192568219868205.

4. Werle S, AbuNahleh K, Boehm H. Bone morphogenetic protein 7 and autologous bone graft in revision surgery for non-union after lumbar interbody fusion. Arch Orthop Trauma Surg. 2016;136:1041–1049. DOI: 10.1007/s00402-016-2485-x.

5. Atici T, Yerebakan S, Ermutlu C, Ozyalcіn A. Augmenting posterolateral fusion with transforaminal lumbar interbody fusion cage improves clinical outcome, but not fusion rate, of posterior decompression. J Int Med Res. 2020;48: 300060520910025. DOI: 10.1177/0300060520910025.

6. Yao YC, Chou PH, Lin HH, Wang ST, Liu CL, Chang MC. Risk factors of cage subsidence in patients received minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. Spine. 2020;45:E1279–E1285. DOI: 10.1097/BRS.0000000000003557.

7. Khalid SI, Nunna RS, Maasarani S, Belmont E, Deme P, Chilakapati S, Eldridge C, Singh R, Bagley CA, Adogwa O. Association of osteopenia and osteoporosis with higher rates of pseudarthrosis and revision surgery in adult patients undergoing single-level lumbar fusion. Neurosurg Focus. 2020;49:E6. DOI: 10.3171/2020.5.FOCUS20289.

8. Афаунов А.А., Басанкин И.В., Тахмазян К.К., Гюльзатян А.А., Муханов М.Л., Чайкин Н.С. Передний корпородез в этапном хирургическом лечении пациентов с переломами грудных и поясничных позвонков при пониженной минеральной плотности костной ткани // Вестник травматологии и ортопедии им Н.Н. Приорова. 2020. Т. 27. № 3. С. 5–15. [Afaunov AA, Basankin IV, Takhmazyan KK, Giulzatyan AA, Mukhanov ML, Chaikin NS. Antarior stabilization of spine column in the staged surgical treatment of patients with fractures of thoracic and lumbar vertebrae with low bone mineral density. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2020;27(3):5–15]. DOI: 10.17816/vto20202735-15.

9. St Jeor JD, Jackson TJ, Xiong AE, Freedman BA, Sebastian AS, Currier BL, Fogelson JL, Bydon M, Nassr A, Elder BD. Average lumbar Hounsfield units predicts osteoporosis-related complications following lumbar spine fusion. Global Spine J. 2022;12:851–857. DOI: 10.1177/2192568220975365.

10. Zaidi Q, Danisa OA, Cheng W. Measurement techniques and utility of Hounsfield unit values for assessment of bone quality prior to spinal instrumentation: a review of current literature. Spine. 2019;44:E239–E244. DOI: 10.1097/BRS.0000000000002813.

11. Amorim-Barbosa T, Pereira C, Catelas D, Rodrigues C, Costa P, Rodrigues-Pinto R, Neves P. Risk factors for cage subsidence and clinical outcomes after transforaminal and posterior lumbar interbody fusion. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2021. Aug 31. DOI: 10.1007/s00590-021-03103-z.

12. Xi Z, Mummaneni PV, Wang M, Ruan H, Burch S, Deviren V, Clark AJ, Berven SH, Chou D. The association between lower Hounsfield units on computed tomography and cage subsidence after lateral lumbar interbody fusion. Neurosurg Focus. 2020;49:E8. DOI: 10.3171/2020.5.FOCUS20169.

13. Mi J, Li K, Zhao X, Zhao CQ, Li H, Zhao J. Vertebral body Hounsfield units are associated with cage subsidence after transforaminal lumbar interbody fusion with unilateral pedicle screw fixation. Clin Spine Surg. 2016;30:E1130–E1136. DOI: 10.1097/BSD.0000000000000490.

14. Pisano AJ, Fredericks DR, Steelman T, Riccio C, Helgeson MD, Wagner SC. Lumbar disc height and vertebral Hounsfield units: association with interbody cage subsidence. Neurosurg Focus. 2020;49:E9. DOI: 10.3171/2020.4.FOCUS20286.

15. Zou D, Sun Z, Zhou S, Zhong W, Li W. Hounsfield units value is a better predictor of pedicle screw loosening than the T-score of DXA in patients with lumbar degenerative diseases. Eur Spine J. 2020;29:1105–1111. DOI: 10.1007/s00586-020-06386-8.

16. Schreiber JJ, Hughes AP, Taher F, Girardi FP. An association can be found between Hounsfield units and success of lumbar spine fusion. HSS J. 2014;10:25–29. DOI: 10.1007/s11420-013-9367-3.

17. Nguyen HS, Shabani S, Patel M, Maiman D. Posterolateral lumbar fusion: Relationship between computed tomography Hounsfield units and symptomatic pseudoarthrosis. Surg Neurol Int. 2015;6(Suppl 24):S611–S614. DOI: 10.4103/2152-7806.170443.

18. Pickhardt PJ, Pooler BD, Lauder T, del Rio AM, Bruce RJ, Binkley N. Opportunistic screening for osteoporosis using abdominal computed tomography scans obtained for other indications. Ann Intern Med. 2013;158:588–595. DOI: 10.7326/0003-4819-158-8-201304160-00003.

19. Zou D, Li W, Deng C, Du G, Xu N. The use of CT Hounsfield unit values to identify the undiagnosed spinal osteoporosis in patients with lumbar degenerative diseases. Eur Spine J. 2019;28:1758–1766. DOI: 10.1007/s00586-018-5776-9.

20. Jin-Tao Q, Yu T, Mei W, Xu-Dong T, Tian-Jian Z, Guo-Hua S, Lei C, Yue H, Zi-Tian W, Yue Z. Comparison of MIS vs. open PLIF/TLIF with regard to clinical improvement, fusion rate, and incidence of major complication: a meta-analysis. Eur Spine J. 2015;24:1058–1065. DOI: 10.1007/s00586-015-3890-5.

21. Lan T, Hu S, Zhang Y, Zheng Y, Zhang R, Shen Z, Yang XJ. Comparison between posterior lumbar interbody fusion and transforaminal lumbar interbody fusion for the treatment of lumbar degenerative diseases:a systematic review and meta-analysis. World Neurosurg. 2018;112:86–93. DOI: 10.1016/j.wneu.2018.01.021.

22. Kim MC, Chung HT, Cho JL, Kim DJ, Chung NS. Subsidence of polyetheretherketone cage after minimally invasive transforaminal lumbar interbody fusion. J Spinal Disord Tech. 2013;26:87–92. DOI: 10.1097/BSD.0b013e318237b9b1.

23. Zou D, Jiang S, Zhou S, Sun Z, Zhong W, Du G. Prevalence of osteoporosis in patients undergoing lumbar fusion for lumbar degenerative diseases: a combination of DXA and Hounsfield units. Spine. 2020;45:E406–E410. DOI: 10.1097/BRS.0000000000003284.

24. Zou D, Muheremu A, Sun Z, Zhong W, Jiang S, Li W. Computed tomography Hounsfield unit–based prediction of pedicle screw loosening after surgery for degenerative lumbar spine disease. J Neurosurg Spine. 2020;32:716–721. DOI: 10.3171/2019.11.SPINE19868.

25. Tokuhashi Y, Matsuzaki H, Oda H, Uei H. Clinical course and significance of the clear zone around the pedicle screws in the lumbar degenerative disease. Spine. 2008;33:903–908. DOI: 10.1097/BRS.0b013e31816b1eff.

26. Soriano Sanchez JA, Soriano Solis S, Soto Garcia ME, Soriano Solis HA, Torres BYA, Romero Rangel JAI. Radiological diagnostic accuracy study comparing Lenke, Bridwell, BSF, and CT-HU fusion grading scales for minimally invasive lumbar interbody fusion spine surgery and its correlation to clinical outcome. Medicine (Baltimore). 2020;99:e19979. DOI: 10.1097/MD.0000000000019979.

27. Seaman S, Kerezoudis P, Bydon M, Torner JC, Hitchon PW. Titanium vs. polyetheretherketone (PEEK) interbody fusion: Meta-analysis and review of the literature. J Clin Neurosci. 2017;44:23–29. DOI: 10.1016/j.jocn.2017.06.062.

28. Macki M, Anand SK, Surapaneni A, Park P, Chang V. Subsidence rates after lateral lumbar interbody fusion: a systematic review. World Neurosurg. 2019;122:599–606. DOI: 10.1016/j.wneu.2018.11.121.

29. Chen E, Xu J, Yang S, Zhang Q, Yi H, Liang D, Lan S, Duan M, Wu Z. Cage Subsidence and fusion rate in extreme lateral interbody fusion with and without fixation. World Neurosurg. 2019;122:e969–e997. DOI: 10.1016/j.wneu.2018.10.182.

30. Sacks B, Meyerson G, Siegel JA. Epidemiology without biology : false paradigms, unfounded assumptions , and specious statistics in radiation science ( with commentaries by Inge Schmitz-Feuerhake and Christopher Busby and a reply by the authors ). Biol Theory. 2016;11:69–101. DOI: 10.1007/s13752-016-0244-4.

31. Makino T, Kaito T, Fujiwara H, Honda H, Sakai Y, Takenaka S, Yoshikawa H, Yonenobu K. Risk factors for poor patient-reported quality of life outcomes after posterior lumbar interbody fusion: an analysis of 2-year follow-up. Spine. 2017;42:1502–1510. DOI: 10.1097/BRS.0000000000002137.

32. Tsutsumimoto T, Shimogata M, Yoshimura Y, Misawa H. Union versus nonunion after posterolateral lumbar fusion: a comparison of long-term surgical outcomes in patients with degenerative lumbar spondylolisthesis. Eur Spine J. 2008;17:1107–1112. DOI: 10.1007/s00586-008-0695-9.

33. Yamagishi A, Sakaura H, Ishii M, Ohnishi A, Ohwada T. Postoperative loss of lumbar lordosis affects clinical outcomes in patients with pseudoarthrosis after posterior lumbar interbody fusion using cortical bone trajectory screw fixation. Asian Spine J. 2021;15:

34. –300. DOI: 10.31616/asj.2020.0095.

35. Oh KW, Lee JH, Lee JH, Lee DY, Shim HJ. The correlation between cage subsidence, bone mineral density, and clinical results in posterior lumbar interbody fusion. Clin Spine Surg. 2017;30:E683–E689. DOI: 10.1097/BSD.0000000000000315.

36. Lehr AM, Delawi D, van Susante JLC, Verschoor N, Wolterbeek N, Oner FC, Kruyt MC. Long-term (>10 years) clinical outcomes of instrumented posterolateral fusion for spondylolisthesis. Eur Spine J. 2021;30:1380–1386. DOI: 10.1007/s00586-020-06671-6.

37. Zhou QS, Chen X, Xu L, Li S, Du CZ, Sun X, Wang B, Zhu ZZ, Qiu Y. Does vertebral end plate morphology affect cage subsidence after transforaminal lumbar interbody fusion? World Neurosurg. 2019;130:e694–e701. DOI: 10.1016/j.wneu.2019.06.195.

38. Serratrice N, Gennari A, Yuh SJ, Sabah Y, Gavotto A, Paquis P, Litrico S. Segmental lordosis gain is a prognostic radiological factor of good functional outcome after the implantation of a single-level prosthesis or a hybrid construct for lumbar disc degeneration. World Neurosurg. 2021;152:e597–e602. DOI: 10.1016/j.wneu.2021.06.005.

39. Matsumoto T, Okuda S, Maeno T, Yamashita T, Yamasaki R, Sugiura T, Iwasaki M. Spinopelvic sagittal imbalance as a risk factor for adjacent-segment disease after single-segment posterior lumbar interbody fusion. J Neurosurg Spine. 2017;26:435–440. DOI: 10.3171/2016.9.SPINE16232.

40. Berger-Groch J, Thiesen DM, Ntalos D, Hennes F, Hartel MJ. Assessment of bone quality at the lumbar and sacral spine using CT scans: a retrospective feasibility study in 50 comparing CT and DXA data. Eur Spine J. 2020;29:1098–1104. DOI: 10.1007/s00586-020-06292-z.

41. Li YL, Wong KH, Law MW, Fang BX, Lau VW, Vardhanabuti VV, Lee VK, Cheng AK, Ho WY, Lam WW. Opportunistic screening for osteoporosis in abdominal computed tomography for Chinese population. Arch Osteoporos. 2018;13:76. DOI: 10.1007/s11657-018-0492-y.

42. Zou D, Li W, Xu F, Du G. Use of Hounsfield units of S1 body to diagnose osteoporosis in patients with lumbar degenerative diseases. Neurosurg Focus. 2019;46:E6. DOI: 10.3171/2019.2.FOCUS18614.

43. Polikeit A, Ferguson SJ, Nolte LP, Orr TE. Factors influencing stresses in the lumbar spine after the insertion of intervertebral cages: finite element analysis. Eur Spine J. 2003;12:413–420. DOI: 10.1007/s00586-002-0505-8.