Анализ взаимного влияния параметров шейного сагиттального баланса у детей в норме и с синдромом Дауна

Цель исследования. Анализ корреляционных связей и зависимостей параметров шейного сагиттального баланса, а также соответствующих компенсаторных механизмов на примере детей без выявленной ортопедической патологии и детей с синдромом Дауна.

Материал и методы. Для оценки взаимного влияния параметров шейного сагиттального баланса использовали цифровые рентгенограммы 110 детей. Возрастной диапазон – 4–17 лет. В группу 1 вошли 60 детей без выявленной ортопедической патологии: 26 мальчиков и 34 девочки, средний возраст 11 лет (7,0–14,0); в группу 2 – 50 детей с синдромом Дауна: 24 мальчика и 26 девочек, средний возраст  9 лет (7,0–12,0). По данным цифровых рентгенограмм произведена оценка восьми ключевых угловых параметров шейного сагиттального баланса: O–C₂, O–C₇, С₁–С₂, C₂–C₇, C₇S, T₁S, TIA, NT. Проведен статистический анализ данных с использованием анализа ранговых корреляций и многофакторной регрессии.

Результаты. При оценке ранговых корреляций определена ведущая положительная корреляция между показателями величины шейного лордоза и величины угла входа в грудную клетку (TIA). По результатам многофакторной регрессии определены основные тенденции в изменении ключевых углов шейного сагиттального баланса у детей. Увеличение TIA на 1° приводит к увеличению угла С₂–С₇ в среднем на 0,6° (p = 0,004) и угла С₁–С₂ на 0,4° (p = 0,028) как для девочек, так и для мальчиков без выявленной ортопедической патологии. Это правило равноценно и при уменьшении угла TIA с возрастом. Вместе с тем у девочек угол С₂–С₇ в среднем на 2,9° (p = 0,021) и угол С₁–С₂ на 1,2° (p = 0,112) больше, чем у мальчиков. Для детей с синдромом Дауна справедливы аналогичные тенденции, однако с менее выраженным регрессионным влиянием факторов. Так, у детей с синдромом Дауна увеличение TIA на 1° связано со средним ростом угла С₂–С₇ на 0,5° (p = 0,004) и угла С₁–С₂ на 0,2° (p = 0,035). У девочек угол С₂–С₇ в среднем на 3,1° (p = 0,018) больше, чем у мальчиков. Для угла С₁–С₂ аналогичную зависимость определить не удалось.

Заключение. Шейный отдел позвоночника, несмотря на высокую мобильность, имеет четкую связь с нижележащими отделами. Удалось доказать, что TIA, имея малую вариативность для каждого конкретного ребенка, является базисом для формирования шейного лордоза С₂–С₇ и локального лордоза на уровне С₁–С₂. Полученные в результате построения регрессионных моделей формулы позволяют, используя значение TIA, возраст и пол ребенка, рассчитать теоретическую величину значений С₂–С₇ и С₁–С₂. Это может помочь выявлять признаки как сагиттального дисбаланса, так и атлантоаксиальной нестабильности у разных групп детей, в том числе с синдромом Дауна. В данный момент полученные формулы носят теоретический характер и нуждаются в дополнительной валидации.

1. Dubousset J. Three-dimensional analysis of the scoliotic deformity. In: Weinstein SL, editor. The Pediatric Spine: Principles and Practice. New York, 1994:479–496.

2. Глухов Д.А., Зорин В.И., Мальцева Я.А., Мушкин А.Ю. Сагиттальный баланс шейного отдела позвоночника у детей старше 4 лет: что считать нормой? // Хирургия позвоночника. 2022. Т. 19, № 4. С. 19–29. [Glukhov DA, Zorin VI, Maltseva YaA, Mushkin AYu. Sagittal balance of the cervical spine in children older than 4 years: what is the norm? Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2022;19(4):19–29]. DOI: 10.14531/ss2022.4.19-29

3. Lee SH, Hyun SJ, Jain A. Cervical sagittal alignment: literature review and future directions. Neurospine. 2020;17:478–496. DOI: 10.14245/ns.2040392.196

4. Le Huec JC, Demezon H, Aunoble S. Sagittal parameters of global cervical balance using EOS imaging: normative values from a prospective cohort of asymptomatic volunteers. Eur Spine J. 2015;24:63–71. DOI: 10.1007/s00586-014-3632-0

5. Gore DR, Sepic SB, Gardner GM. Roentgenographic findings of the cervical spine in asymptomatic people. Spine. 1986;11:521–524. DOI: 10.1097/00007632-198607000-00003

6. Hardacker JW, Shuford RF, Capicotto PN, Pryor PW. Radiographic standing cervical segmental alignment in adult volunteers without neck symptoms. Spine. 1997;22:1472–1480. DOI: 10.1097/00007632-199707010-00009

7. Okada E, Matsumoto M, Ichihara D, Chiba K, Toyama Y, Fujiwara H, Momoshima S, Nishiwaki Y, Hashimoto T, Ogawa J, Watanabe M, Takahata T. Does the sagittal alignment of the cervical spine have an impact on disk degeneration? Minimum 10-year follow-up of asymptomatic volunteers. Eur Spine J. 2009;18:1644–1651. DOI: 10.1007/s00586-009-1095-5

8. Kim SW, Kim TH, Bok DH, Jang C, Yang MH, Lee S, Yoo JH, Kwak YH, Oh JK. Analysis of cervical spine alignment in currently asymptomatic individuals: prevalence of kyphotic posture and its relationship with other spinopelvic parameters. Spine J. 2018;18:797–810. DOI: 10.1016/j.spinee.2017.09.008

9. Sakai K, Yoshii T, Hirai T, Arai Y, Shinomiya K, Okawa A. Impact of the surgical treatment for degenerative cervical myelopathy on the preoperative cervical sagittal balance: a review of prospective comparative cohort between anterior decompression with fusion and laminoplasty. Eur Spine J. 2017;26:104–112. DOI: 10.1007/s00586-016-4717-8

10. Choi CS, Lee DH, Hwang CJ, Son SM, Woo Y, Goh TS, Kang SW, Lee JS. Effectiveness of C2 incidence angle for evaluating global spinopelvic alignment in patients with mild degenerative spondylosis. World Neurosurg. 2019;127:e826–e834. DOI: 10.1016/j.wneu.2019.03.274

11. Weng C, Wang J, Tuchman A, Wang J, Fu C, Hsieh PC, Buser Z, Wang JC. Influence of T1 slope on the cervical sagittal balance in degenerative cervical spine: an analysis using kinematic MRI. Spine. 2016;41:185–190. DOI: 10.1097/BRS.0000000000001353

12. Machino M, Yukawa Y, Imagama S, Ito K, Katayama Y, Matsumoto T, Inoue T, Ouchida J, Tomita K, Ishiguro N, Kato F. Age-related and degenerative changes in the osseous anatomy, alignment, and range of motion of the cervical spine: a comparative study of radiographic data from 1016 patients with cervical spondylotic myelopathy and 1230 symptomatic subjects. Spine. 2016;41:476–482. DOI: 10.1097/BRS.0000000000001237

13. Sun J, Zhao HW, Wang JJ, Xun L, Fu NX, Huang H. Diagnostic value of T1 slope in degenerative cervical spondylotic myelopathy. Med Sci Monit. 2018;24:791–796. DOI: 10.12659/msm.906417

14. Елисеев А.С., Боков А.Е., Млявых С.Г. Параметры сагиттального баланса после передней шейной дискэктомии со спондилодезом и артропластики эндопротезом «Эндокарбон»: результаты рандомизированного исследования // Современные технологии в медицине. 2022. Т. 14, № 4. С. 50–59. [Eliseev AS, Bokov AE, Mlyavykh SG. Sagittal balance parameters after anterior cervical discectomy with spondylodesis and arthroplasty using endocarbon endoprosthesis: results of randomized study. Modern Technologies in Medicine (Sovremennye Technologii v Medicine). 2022;14(4):50–59]. DOI: 10.17691/stm2022.14.4.06

15. Бурцев А.В, Рябых С.О., Котельников А.О, Губин А.В. Клинические аспекты сагиттального баланса у взрослых // Гений ортопедии. 2017. Т. 23, № 2. С. 228–235. [Burtsev A, Ryabykh S, Kotelnikov A, Gubin A. Clinical issues of the sagittal balance in adults. Genij Ortopedii. 2017;23(2):228–235]. DOI: 10.18019/1028-4427-2017-23-2-228-235

16. Janusz P, Tyrakowski M, Kotwicki T, Siemionow K. Cervical sagittal alignment in Scheuermann disease. Spine. 2015;40:E1226–E1232. DOI: 10.1097/BRS.0000000000001129

17. Shaw KA, Murphy JS. Compensatory or pathologic? - cervical spine sagittal alignment in adolescent idiopathic scoliosis. J Spine Surg. 2019;5:174–175. DOI: 10.21037/jss.2019.01.01

18. Wang L, Liu X. Cervical sagittal alignment in adolescent idiopathic scoliosis patients (Lenke type 1–6). J Orthop Sci. 2017;22:254–259. DOI: 10.1016/j.jos.2016.12.006

19. Garg B, Mehta N, Gupta A, Sugumar PAA, Shetty AP, Basu S, Jakkepally S, Gowda SD, Babu JN, Chhabra HS. Cervical sagittal alignment in Lenke 1 adolescent idiopathic scoliosis and assessment of its alteration with surgery: a retrospective, multi-centric study. Spine Deform. 2021;9:1559–1568. DOI: 10.1007/s43390-021-00366-8

20. Aykac B, Ayhan S, Yuksel S, Guler UO, Pellise F, Alanay A, Perez-Grueso FJ, Acaroglu E. Sagittal alignment of cervical spine in adult idiopathic scoliosis. Eur Spine J. 2015;24:1175–1182. DOI: 10.1007/s00586-015-3868-3

21. Alijani B, Rasoulian J. The sagittal balance of the cervical spine: radiographic analysis of interdependence between the occipitocervical and spinopelvic alignment. Asian Spine J. 2020;14:287–297. DOI: 10.31616/asj.2019.0165

22. Lee CS, Noh H, Lee DH, Hwang CJ, Kim H, Cho SK. Analysis of sagittal spinal alignment in 181 asymptomatic children. J Spinal Disord Tech. 2012;25:E259–63. DOI: 10.1097/BSD.0b013e318261f346

23. Кулешов А.А., Назаренко А.Г., Шаров В.А., Ветрилэ М.С., Овсянкин А.В., Кузьминова Е.С., Лисянский И.Н., Макаров С.Н., Струнина Ю.В. Сравнительная характеристика параметров шейного сагиттального баланса и критериев атлантоаксиальной нестабильности у детей в норме и с синдромом Дауна // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2024. Т. 31, № 1. С. 55–66. [Kuleshov AA, Nazarenko AG, Sharov VA, Vetrile MS, Ovsyankin AV, Kuzminova ES, Lisyansky IN, Makarov SN, Strunina UV. Comparative characteristics of cervical sagittal balance parameters and atlantoaxial instability criteria in normal and Down syndrome children. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics.2024;31(1):55–66]. DOI: 10.17816/vto624245

24. Shen XL, Tian Y, Zhou XH, Ren D, Cao P, Yuan W. A radiographic analysis of cervical sagittal alignment in adolescent idiopathic cervical kyphosis. Clin Spine Surg. 2017;30:E560–E566. DOI: 10.1097/BSD.0000000000000257

25. Kasai T, Ikata T, Katoh S, Miyake R, Tsubo M. Growth of the cervical spine with special reference to its lordosis and mobility. Spine. 1996;21:2067–2073. DOI: 10.1097/00007632-199609150-00003

26. Schwab F, Lafage V, Boyce R, Skalli W, Farcy JP. Gravity line analysis in adult volunteers: age-related correlation with spinal parameters, pelvic parameters, and foot position. Spine. 2006;31:E959–E967. DOI: 10.1097/01.brs.0000248126.96737.0f

27. Mac-Thiong JM, Labelle H, Berthonnaud E, Betz RR, Roussouly P. Sagittal spinopelvic balance in normal children and adolescents. Eur Spine J. 2007;16:227–234. DOI: 10.1007/s00586-005-0013-8

28. Berthonnaud E, Dimnet J, Roussouly P, Labelle H. Analysis of the sagittal balance of the spine and pelvis using shape and orientation parameters. J Spinal Disord Tech. 2005;18:40-47. DOI: 10.1097/01.bsd.0000117542.88865.77

29. Roussouly P, Gollogly S, Noseda O, Berthonnaud E, Dimnet J. The vertical projection of the sum of the ground reactive forces of a standing patient is not the same as the C7 plumb line: a radiographic study of the sagittal alignment of 153 asymptomatic volunteers. Spine. 2006;31:E320–E325. DOI: 10.1097/01.brs.0000218263.58642.ff

30. Lee SH, Kim KT, Seo EM, Suk KS, Kwack YH, Son ES. The influence of thoracic inlet alignment on the craniocervical sagittal balance in asymptomatic adults. J Spinal Disord Tech. 2012;25:E41–E47. DOI: 10.1097/BSD.0b013e3182396301

31. Shao ZX, Yan YZ, Pan XX, Chen SQ, Fang X, Chen XB, Wu AM, Wang XY. Factors associated with cervical spine alignment in an asymptomatic population: a preliminary analysis. World Neurosurg. 2019;122:e48–e58. DOI: 10.1016/j.wneu.2018.09.036