СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ РАЗВИТИЯ ОДНОКРАТНОГО И ПОВТОРНОГО РЕЦИДИВА ГРЫЖИ ДИСКА НА УРОВНЕ ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА Российский патент 2023 года по МПК G01N33/68 G01N33/53 

Изобретение относится к медицине, в частности к нейрохирургии и предназначено для прогнозирования вероятности развития однократного и повторного рецидива грыжи диска на уровне поясничного отдела позвоночника.

Известен способ прогнозирования рецидивов грыж диска на уровне поясничного отдела позвоночника - формула Li, Y. (Li, Y., Wang, В., Li, H., Chang, X., Wu, Y., Hu, Z., … Li, C. (2021). Adjuvant Surgical Decision-Making System for Lumbar Intervertebral Disc Herniation After Percutaneous Endoscopic Lumber Discectomy: A Retrospective Nonlinear Multiple Logistic Regression Prediction Model Based on a Large Sample. TheSpineJournal. doi: 10.1016/j.spinee.2021.07.012) учитывающий следующие критерии: высота межпозвонкового диска, сегментарный объем движения, наличие гипертензии, наличие диабета, степень дегенерации межпозвонкового диска по Pfirrmann, изменения концевой пластинки по типу Modic, тип грыжи, уровень поражения, угол движения поясничного отдела позвоночника, курение, тяжелый физический труд, наличие послеоперационной травмы сегментарный объем движения в поясничном отделе позвоночника, тяжесть физического труда, наличие послеоперационной травмы. По предоставленной авторами формуле:

определяется риск возникновения рецидива грыжи диска на уровне поясничного отдела позвоночника, где значение р показывает вероятность развития рецидива грыжи диска, а для переменных х1-х11 в хронологическом порядке подставляются следующие значения: высота межпозвонкового диска, сегментарный объем движения, наличие гипертензии, наличие диабета, степень дегенерации межпозвонкового диска по Pfirrmann, изменения концевой пластинки по типу Modic, тип грыжи, уровень поражения, угол движения поясничного отдела позвоночника, курение, тяжелый физический труд, наличие послеоперационной травмы. Для двоичных переменных, если коэффициент существовал, значение было равно 1, и если не существовал - 0. Положительный угол движения поясницы был обозначен 0, отрицательный угол был обозначен 1. Оценки были непосредственно внесены в соответствующую классификацию (например, для класса Pfirrmann III была введена арабская цифра 3. Если пациент переживает послеоперационную травму, вероятность рецидива увеличивается в соответствии со следующей формулой: Δp-p'-p, где

Точность данного метода прогнозирования, по данным авторов, составляет 85,3%. К недостаткам данного способа следует отнести то, что в нем не учитываются биохимические и иммунологические параметры, отражающие воспалительные процессы в организме, состояние соединительной, хрящей ткани, такие как провоспалительные цитокины, биомаркеры метаболизма костной ткани, факторы роста. Также следует отметить очень важный момент, что в данном способе рассчитывается риск рецидива грыжи диска только после проведения эндоскопического нейрохирургического лечения, исключив пациентов, оперированных открытой методикой без эндоскопической ассистенции. Вместе с этим, нет точных указаний о вероятности риска развития повторного рецидива грыжи диска после уже проведенной ревизионной операции.

Также известен способ прогнозирования рецидивов грыж диска поясничного отдела позвоночника с помощью обученной модели нейронной сети - модель Parisa (Azimi, Parisa; Mohammadi, Hassan R.; Benzel, Edward C.; Shahzadi, Sohrab; Azhari, Shirzad (2015). Use of Artificial Neural Networks to Predict Recurrent Lumbar Disk Herniation. Journal of Spinal Disorders and Techniques, 28 (3), E161-E165. doi:10.1097/BSD.0000000000000200). Этот способ вобрал в себя следующие переменные: возраст, пол, длительность симптоматики, никотиновая зависимость, уровень рецидива грыжи диска, тип грыжи межпозвонкового диска, спортивная активность, тяжесть труда, управление автомобилем, визуальная аналоговая шкала (ВАШ), шкала депрессии Зунга (ZDS) и шкала Японской ортопедической ассоциации (JOA). Точность данной прогностической модели авторы оценивают в 94,1%, однако формула расчета или иной метод прогнозирования развития рецидива грыжи межпозвонкового диска не предоставлен.

Также существует метод оценки вероятности развития рецидива грыжи диска поясничного отдела позвоночника по следующим параметрам: индекс высоты межпозвонкового диска, индекс массы тела, сагиттальный сегментарный объем движения, центральный угол поясничного лордоза, курение, тип грыжи, тип дегенерации концевых пластинок по Pfirrmann.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ прогнозирования рецидива грыжи диска межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника, предложенный Байковым Е.С. (Байков, Евгений Сергеевич. Прогнозирование результатов хирургического лечения грыж поясничных межпозвонковых дисков: диссертация … кандидата медицинских наук: 14.01.18 / Байков Евгений Сергеевич; [Место защиты: федеральное государственное бюджетное учреждение "Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна" Министерства здравоохранения Российской Федерации]. - Новосибирск, 2014. - 135 с.: 39 ил) В своей кандидатской диссертации Байков Е.С. предлагает метод прогнозирования рецидива грыжи диска поясничного отдела позвоночника, включающий исследования следующих параметров: индекс высоты межпозвонкового диска, сагиттальный сегментарный объем движения, центральный угол лордоза поясничного отдела позвоночника, изменения по типу Modic, стадии дегенерации по Pfirrmann, ретролистез, протрузионный тип межпозвонковой грыжи, люмболизация, дегенерация суставного хряща фасеточных суставов по Grogan. В основе вычислений лежит следующая формула

По имеющемуся набору исходных данных автор производит оценку методом правдоподобия коэффициентов регресс. Для простоты расчет автором создано программное обеспечение позволяющее рассчитывать вероятность развития рецидива по введенным значениям признаков, где в последней графе в процентном эквиваленте показана вероятность развития рецидива (Фиг. 1):

По данным исследователя, полученная модель позволяет прогнозировать возникновение рецидива с 98% точностью.

К недостаткам данного способа следует отнести игнорирование в системе прогнозирования биохимических и иммунологических показателей (провоспалительные цитокины, биомаркеры метаболизма костной ткани, факторы роста), отсутствие возможности расчета вероятности возникновения повторного рецидива грыжи диска у уже оперированного по поводу рецидива грыжи диска пациента.

Задачей изобретения является простое достоверное прогнозирование однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника.

В отличие от способа - ближайшего аналога, в разработанном способе поставленная задача решается благодаря тому, что преследует одну единственную цель - прогнозирования по биохимическим и иммунологическим параметрам, отражающим состояние тканей позвоночно-двигательного сегмента в режиме реального времени доступными для анализа в стационарах анализами, исследуемыми в сыворотке пациента до проведения хирургического лечения; формула проста в расчетах и исключает двойную трактовку; предложенный способ прогнозирования рецидивов грыж диска на уровне поясничного отдела позвоночника предусматривает возможность прогнозирования повторно рецидивирующей грыжи диска после уже оперированного однократно рецидива грыжи диска для определения более оптимальной тактики хирургического лечения. Изобретение основывается на результатах исследования 59 пациентов с не рецидивирующими, однократно рецидивирующими и повторно рецидивирующими грыжами диска поясничного отдела позвоночника.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что у каждого пациента с первичной грыжей межпозвонкового диска или уже оперированного рецидива грыжи диска определяют уровень: а) фактора эндотелия сосудов (VEGF); б) матриксной металлопротеиназьг-8; в) трансформирующего фактора роста. Каждый оцениваемый показатель - прогностический критерий, сопряженный с высоким риском развития рецидива грыжи межпозвонкового диска, имеющий количественные градации, каждый из которых соответствует числовому значению. Таким образом, нами была разработана формула, в которую для определения вероятности развития однократно рецидивирующей или повторно рецидивирующей или нерецедивирующей грыжи межпозвонкового диска необходимо подставить вышеописанные значения, вычислив показатель z1. (Формула 1).

Формула 1. Формула для определения вероятности развития однократно рецидивирующей, повторно рецидивирующей или нерецидивирующей грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника

z1=0,0052*VEGF+0,0468*ММР8+0,001*TGF β1-6,2901

Для прогнозирования однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника необходимо после вычисления по формуле 1 показателя z1 сравнить его с значением 0 и 3, согласно таблице 1.

Таким образом, если значение z1<0 грыжа межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника вероятнее всего не рецидивирует, в то время как если 0<z1<3 существует вероятность однократного рецидивирования грыжи диска, а если z1>3 существует вероятность повторного рецидивирования грыжи диска. По результатам проведенного однофакторного анализа рисков целевого показателя «Нерецидивирующая грыжа диска» и «однократно рецидивирующая грыжа диска», вероятность прогнозирования данных патологий составляет более 76,5%. По результатам проведенного однофакторного анализа рисков целевого показателя «Повторно рецидивирующая грыжа диска» вероятность развития данной патологии составляет более 66,7%.

Достоверность прогнозирования вероятности развития рецидива по разработанной нами формуле оценена на основании 59 клинических наблюдений пациентов с нерецидивирующими, однократно рецидивирующими и повторно рецидивирующими грыжами межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника с отслеженным средним катамнезом 3,5 лет.

Эффективность предлагаемого способа демонстрируют следующие клинические примеры:

Пример №1. Пациент К., 39 лет.

Из анамнеза известно, что пациент впервые отметил сильнейшие боли в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией в левую ногу 13.01.19 г. после поднятия тяжести в быту. В течение 3-х недель лечился консервативно под наблюдением невролога в поликлинике по месту жительства без клинически выраженного результата, 14.04.19 обратился в консультативную поликлинику ГКБ им. С.П. Боткина, предъявлял жалобы на интенсивные боли в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией в левую ногу, чувство жжения, покалывания по задне-боковой поверхности левой ноги. При осмотре: АД=120/80 мм рт.ст., ЧСС - 80 сокращений в минуту. При осмотре неврологическая симптоматика характеризовалась наличие симптомов натяжение слева до уровня 30 градусов, наличием синдрома радикулопатии S1 корешка слева. При магнитно-резонансном томографическом исследовании выявлена секвестрированная грыжа на уровне L5-S1 с компрессией S1 корешка слева. Выставлен диагноз: Остеохондроз, спондилоартроз поясничного отдела позвоночника. Секвестрированная грыжа межпозвонкового диска на уровне L5-S1 слева, радикулопатия S1 корешка слева. Было проведено стандартное лабораторно-инструментальное исследование, также исследовались показатели, определяющие уровни VEGF, ММР8, TGF в сыворотке крови. В предоперационном периоде, с целью прогнозирования вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска, была выполнена стратификация по разработанной нами формуле прогнозирования рецидива грыжи диска, для этого по формуле 1 был рассчитан параметр z1, который составил-4,97, что попадает в критерий z1<0, интерпретируется как «нерецидивирующая грыжа межпозвонкового диска». Пациенту было выполнено оперативное вмешательства в объеме: Интерламиэктомия на уровне L5-S1 слева. Микрохирургическое удаление грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 слева. В раннем послеоперационном периоде пациент отметил полный регресс болевого синдрома, улучшение общего самочувствия. Пациент был активизирован, вертикализирован на следующие сутки в поясничном корсете, выписан на 7 сутки в удовлетворительном состоянии под наблюдение невролога в поликлинике по месту жительства. Рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 слева не отмечено. Катамнез составил 3 года. Вышеуказанное демонстрирует высокую специфичность способа прогнозирования однократного и повторного рецидива грыжи диска.

Пример №2.

Пациентка Р., 57 лет.

Из анамнеза известно, что пациентка был впервые оперирован по поводу грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа 20.12.19 г. в другой клинике в связи с болью в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией в правую ногу по задне-боковой поверхности с диагнозом «Остеохондроз, спондилоартроз поясничного отдела позвоночника. Грыжа межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа. Радикулопатия S1 справа». Согласно предоставленной медицинской документации, было выполнено хирургическое вмешательство в объеме «Интерламинэктомия на уровне L5-S1 справа. Микрохирургическое удаление грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа». После первого хирургического вмешательства пациентка отметила полный регресс болевого синдрома, неврологического дефицита. Спустя 4 месяца пациентка отметила возобновление вышеописанных жалоб в виде появления интенсивной боли в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией по задне-боковой поверхности правой ноги. 21.04.20 обратилась в консультативную поликлинику ГКБ им. С.П. Боткина, предъявляла жалобы на интенсивную боль в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией по задне-боковой поверхности правой ноги. При осмотре: АД=120/85 мм рт.ст., ЧСС - 78 сокращений в минуту. При неврологическом осмотре отмечается наличие симптомов натяжения справа до уровня 30 градусов, наличием синдрома радикулопатии S1 корешка справа. При магнитно-резонансном томографическом исследовании выявлен рецидив грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 с компрессией S1 корешка справа. Выставлен диагноз: «Остеохондроз, спондилоартроз поясничного отдела позвоночника. Рецидив грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа. Радикулопатия S1 корешка справа. Состояние после микрохирургического удаления грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа от 20.12.19». Было проведено стандартное лабораторно-инструментальное исследование, также исследовались показатели, определяющие уровни VEGF, ММР8, TGF в сыворотке крови. В предоперационном периоде, с целью прогнозирования вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска была выполнена стратификация по разработанной нами формуле прогнозирования рецидива грыжи диска, для этого по формуле 1 был рассчитан параметр z1, который составил 0,35. Данное значение попадает в промежуток 0<z1<3, что указывает на наличие высокой вероятности развития однократного рецидива грыжи межпозвонкового диска. В связи с этим была выбрана менее агрессивная хирургическая тактика без установки фиксирующей системы. Выполнено хирургическое лечение в объеме: «Интерламинэктомия L5-S1 справа. Микрохирургическое удаление рецидива грыжи диска на уровне L5-S1 справа». В раннем послеоперационном периоде пациентка отметила полный регресс болевого синдрома, улучшение общего самочувствия. Пациентка была активизирована, вертикализирована на следующие сутки в поясничном корсете, выписана на 7 сутки в удовлетворительном состоянии под наблюдение невролога в поликлинике по месту жительства. Рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа не отмечено. Катамнез составил 2 года.

Вышеуказанное демонстрирует крайне высокую чувствительность способа прогнозирования однократного рецидива грыжи диска.

Пример №3. Пациент П., 40 лет.

Из анамнеза известно, что пациент был впервые оперирован по поводу грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа 16.02.18 г. в другой клинике в связи с болью в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией в правую ногу по боковой поверхности, также отмечал парез тыльного сгибания правой стопы до 4-х баллов с диагнозом «Остеохондроз, спондилоартроз поясничного отдела позвоночника. Грыжа межпозвонкового диска на уровне L4-L5 слева. Радикулопатия L5 слева. Парез тыльного сгибания левой стопы до 4-х баллов». Согласно предоставленной медицинской документации, было выполнено хирургическое вмешательство в объеме «Интерламинэктомия на уровне L4-L5 справа. Микрохирургическое удаление грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа». После первого хирургического вмешательства пациент отметил полный регресс болевого синдрома, неврологического дефицита. Спустя 6 месяцев пациент отметил возобновление вышеописанных жалоб в виде появления интенсивной боли в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией по боковой поверхности правой ноги. 20.08.18 обратился в консультативную поликлинику ГКБ им. С.П. Боткина, предъявлял жалобы на интенсивную боль в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией по боковой поверхности правой ноги. При осмотре: АД=120/80 мм рт.ст., ЧСС - 76 сокращений в минуту. При неврологическом осмотре отмечается наличие симптомов натяжения справа до уровня 30 градусов, наличием синдрома радикулопатии L5 корешка справа. При магнитно-резонансном томографическом исследовании выявлен рецидив грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 с компрессией L5 корешка справа. Выставлен диагноз: «Остеохондроз, спондилоартроз поясничного отдела позвоночника. Рецидив грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа. Радикулопатия L5 корешка справа. Состояние после микрохирургического удаления грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа от 16.02.18.». Было проведено стандартное лабораторно-инструментальное исследование, также исследовались показатели, определяющие уровни VEGF, ММР8, TGF в сыворотке крови. В предоперационном периоде, с целью прогнозирования вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска была выполнена стратификация по разработанной нами формуле прогнозирования рецидива грыжи диска, для этого по формуле 1 был рассчитан параметр z1, который составил 5,81, что попадает в критерий z1>3, что характеризуется наличием высокой вероятности развития повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска. В связи с этим была выбрана более агрессивная тактика хирургического лечения с имплантацией фиксирующей системы. Выполнено хирургическое вмешательство в объеме: «Ламинэктомия L5. Медиальная фасетотомия, фораменотомия на уровне L4-L5. Микрохирургическая дискэктомия L4-L5. Межтеловой спондилодез PLIF-кейджами, установка фиксирующей 4-х винтовой транспедикулярной системы на уровне L4-L5». В раннем послеоперационном периоде пациент отметил полный регресс болевого синдрома, улучшение общего самочувствия. Пациент был активизирован, вертикализирован на следующие сутки в поясничном корсете, выписан на 7 сутки в удовлетворительном состоянии под наблюдение невролога в поликлинике по месту жительства. Рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа не отмечено. Катамнез составил 3,5 года.

Вышеуказанное демонстрирует крайне высокую чувствительность способа прогнозирования повторного рецидива грыжи диска.

Клиническая апробация способа показала, что он позволяет объективно и с большой точностью стратифицировать пациентов с однократными и повторными рецидивами грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника по вероятности развития однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска, позволяет своевременно и адекватно выбрать оптимальную тактику хирургического лечения данных пациентов, тем самым улучшить результаты их лечения. Таким образом, предлагаемый способ является простым, доступным, обоснованным, достоверным и не требующим значительного расхода времени и материальных затрат.

Таким образом, если значение z1<0 грыжа межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника вероятнее всего не рецидивирует, в то время как если 0<z1<3 существует вероятность однократного рецидивирования грыжи диска, а если z1>3 существует вероятность повторного рецидивирования грыжи диска.

Способ позволяет объективно и с большой точностью стратифицировать пациентов с однократными и повторными рецидивами грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника по вероятности развития однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска, позволяет своевременно и адекватно выбрать оптимальную тактику хирургического лечения данных пациентов, тем самым улучшить результаты их лечения.

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может быть использовано для прогнозирования вероятности развития однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника. У пациента с первичной грыжей межпозвонкового диска или оперированного рецидива грыжи межпозвонкового диска осуществляют оценку уровня показателей в сыворотке крови: фактора эндотелия сосудов (VEGF); матриксной металлопротеиназы-8 (ММР8); трансформирующего фактора роста (TGF). Каждый показатель имеет количественные градации, соответствующие числовому значению. Расчет вероятности (параметр z1) осуществляется по формуле: z1=0,0052*VEGF+0,0468*ММР8+0,001*TGFβ1-6,2901. Если значение z1<0, то грыжа межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника не рецидивирует. Если 0<z1<3, то существует вероятность однократного рецидивирования грыжи диска. Если z1>3, то существует вероятность повторного рецидивирования грыжи диска. Способ обеспечивает возможность простого достоверного прогнозирования однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника за счет оценки в сыворотке крови уровей VEGF. ММР8 и TGF, отражающих состояние тканей позвоночно-двигательного сегмента в режиме реального времени. 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Способ прогнозирования вероятности развития однократного и повторного рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника, заключающийся в оценке у пациента с первичной грыжей межпозвонкового диска или оперированного рецидива грыжи межпозвонкового диска уровня показателей в сыворотке крови: фактора эндотелия сосудов (VEGF); матриксной металлопротеиназы-8 (ММР8); трансформирующего фактора роста (TGF); где каждый показатель имеет количественные градации, соответствующие числовому значению; расчет вероятности (параметр z1) осуществляется по формуле:

z1=0,0052*VEGF+0,0468*ММР8+0,001*TGF β1-6,2901,

если значение z1<0, то грыжа межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника не рецидивирует; если 0<z1<3, то существует вероятность однократного рецидивирования грыжи диска; если z1>3, существует вероятность повторного рецидивирования грыжи диска.