СПОСОБ ПРЕДОПЕРАЦИОННОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ РЕЦИДИВА ГРЫЖИ ДИСКА НА УРОВНЕ ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА Российский патент 2023 года по МПК A61B5/00 A61B5/55 A61B5/107 G01N33/68 G01N33/573 

Изобретение относится к медицине, в частности к нейрохирургии и предназначено для предоперационной оценки вероятности развития 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) учитывающая 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 x1-x11 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: 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.

Также известен способ прогнозирования рецидивов грыж диска поясничного отдела позвоночника с помощью обученной модели нейронной сети - модель Parisa(Azimi, Parisa; Mohammadi, HassanR.; Benzel, EdwardC; 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) - Программное обеспечение для расчета вероятности развития рецидива грыжи диска по введенным значениям признаков.

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).

Задачей изобретения является простое достоверное предоперационное прогнозирование вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника.

В отличие от способа - ближайшего аналога, в разработанном способе поставленная задача решается благодаря тому, что представляет собой комплексный подход к прогнозированию рецидива посредствам оценки общеклинических, лучевых, а также биохимических и иммунологических факторов, отражающих состояние тканей позвоночно-двигательного сегмента в режиме реального времени доступными для исследования в стационарах анализами, исследуемыми в сыворотке пациента до проведения хирургического лечения; метод прост в расчетах и интерпретации и исключает двойную трактовку. Изобретение основывается на результатах исследования 124 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 грыжей межпозвонкового диска определяются наличие или отсутствие модифицируемых или немодифицируемых факторов риска с последующей оценкой вероятности высокого или низкого риска развития рецидива грыжи диска. К модифицируемым прогностически значимым факторам риска отнесены следующие показатели: наличие ожирения I-II степени, тяжелые условиях труда по классификации ВОЗ (2-3 категория), курение более 5 лет (1 пачка в день), наличие сахарного диабета, низкая приверженность к лечению по опроснику КОП-25 (менее 50%). К немодифицируемым прогностически значимым факторам риска отнесены: высота межпозвонковых дисков более 24,6 мм, ModicoT Пдо III, возраст от 40 до 61 лет, изменения по типу GroganoT II доШ, значение фактора эндотелия сосудов VEGF в сыворотке крови от 3206,89 пг/мл до 6146,75 пг/мл»,значение матриксной металлопротеиназы-8 ММР8 в сыворотке крови от 11,19 пг/мл до 20,15 пг/мл и значение трансформирующего фактора роста-бета TGF β1 в сыворотке крови от 3674,42 до 5594,12 пг/мл. Наличие каждого из перечисленных оцениваемых показателей - прогностический критерий, сопряженный с высоким риском развития рецидива грыжи межпозвонкового диска. Таким образом, нами была разработана таблица, в которую для определения вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска необходимо подставить количество обнаруженных у пациента модифицируемых факторов риска (по горизонтали) и немодифицируемых факторов риска (по вертикали). В основу стратификации рисков взята шкала, предложенная Ростовцевым (2002). Ячейка, полученная при постановке в таблицу вышеописанных факторов, в зависимости от цвета отражает вероятности риска развития рецидива, где белый цвет ячейки соответствует низкому риску развития рецидива после планируемой микродискэктомии (менее 30%), а черная - высокому риска (более 30%). Фиг. 2 - Экспертно консультативная таблица для прогнозирования риска развития рецидива грыжи межпозвонкового диска поясничного отдела позвоночника

* Прогностические значения немодифицируемых факторов используемые для расчета риска развития рецидива: высота межпозвонковых дисков более 24,6 мм, ModicI в первые 6 месяцев после микродискоэктомии или Modic от II до III степени после 6 месяцев, от 40 до 61 лет, Grogan от II до III степени, степень резекции фасеточного сустава более 75%, «VEGF от 3206,89 пг/мл до 6146,75 пг/мл», «ММР8 от 11,19 пг/мл до 20,15 пг/мл » и «TGF 61 от 3674,42 до 5594,12 пг/мл».

**Прогностические значения модифицируемых факторов, используемые для расчета риска развития рецидива: ожирение от I до II степени, тяжелые условия труда (от 2 до 3 категории), курение более 5 лет (1 пачка в день), сахарный диабет, низкая приверженность к лечению (менее 50%).

По результатам проведенного однофакторного анализа рисков, вероятность прогнозирования данных патологий составляет составляет 84,7%.

Достоверность прогнозирования вероятности развития рецидива по разработанной нами формуле оценена на основании 124 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.

4 модифицируемых и 3 немодифицируемых факторов риска

Пациентка К., 54 года. Впервые отметила болевой синдром в поясничном отделе позвоночника около года назад, в неврологическом статусе отмечались радикулопатия по L5 корешку справа, парез тыльного сгибания правой стопы до 4 баллов, симптомы натяжения справа до 30 градусов. После выполнения МРТ поясничного отдела позвоночника была диагностирована грыжа межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа. Пациентке была выполнена микродискэктомия на уровне L4-L5 справа в другой клинике. Через 6 месяцев отметила возобновление вышеописанной симптоматики, на МРТ поясничного отдела был диагностирован рецидив грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа, отмечался выраженный радикулопатический болевой синдром, парез тыльного сгибания правой стопы до 4 баллов, симптомы натяжения до 30 градусов, поступила на хирургическое лечение в ГКБ им. С.П. Боткина. Было проведено стандартное лабораторно-инструментальное исследование, также исследовались показатели общеклинические и лучевые показатели и показатели, определяющие уровни VEGF, ММР8, TGF в сыворотке крови. С целью прогнозирования вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска была выполнена стратификация по разработанной нами таблице прогнозирования рецидива грыжи диска. Были верифицированы модифицируемые и немодифицируемые факторов риска: отмечается наличие трех немодифицируемых (возраст 54 года, высота межпозвонковых дисков более 24,6 мм, ModicoT II до III) и четырех модифицируемых (наличие ожирения I-II степени, тяжелые условиях труда по классификации ВОЗ (от 2 до 3 категория), курение более 5 лет (1 пачка в день), наличие сахарного диабета) факторов риска, что, при оценке вероятности очередного рецидива по предложенной таблице (1) соответствует высокому вероятному риску развития рецидива грыжи диска -более 30%. Пациентке была выполнена ламинэктомия L5. Медиальная фасетотомия, фораменотомия на уровне L4-L5. Микрохирургическая дискэктомия L4-L5. Межтеловой спондилодез РLIF-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. Пациентка был активизированаа, вертикализирован 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 L4-L5 справа в ходе отслеживаемого катамнеза (3,5 года) не отмечено. Вышеуказанное демонстрирует высокую специфичность способа прогнозирования рецидива грыжи диска.

Пример 2.

2 модифицируемых и 0 немодифицируемых факторов риска:

Пациентка К., 37 лет.

Из анамнеза известно, что пациентка около 3-х месяцев назад отметила жалобы в виде появления интенсивной боли в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией по задне-боковой поверхности правой ноги, обратилась в консультативную поликлинику ГКБ им. С.П. Боткина. При неврологическом осмотре отмечается наличие симптомов натяжения справа до уровня 30 градусов, наличием синдрома радикулопатии81 корешка справа. При магнитно-резонансном томографическом исследовании выявлена грыжа межпозвонкового диска на уровне L5-S1 с компрессией S1 корешка справа. Выставлен диагноз: «Остеохондроз, спондилоартроз поясничного отдела позвоночника. Грыжа межпозвонкового диска на уровне L5-S1 справа. Радикулопатия81 корешка справа.». Было проведено стандартное лабораторно-инструментальное исследование, оценка общеклинических и лучевых показателей, 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 таблице (1) прогнозирования рецидива грыжи диска, для этого были оценены модифицируемые и немодифицируемые факторы риска, среди которых были выявлены два модифицируемых фактора риска - ожирение II степени и факт длительного курения (более 5 лет более 1 пачки в день), что соответствует низкому риску развития рецидива грыжи диска - менее 30%.Выполнено хирургическое лечение в объеме: «Интерламинэктомия L5-S1 справа. Микрохирургическое удаление 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 рецидива грыжи диска.

Пример 3.

5 модифицируемых и 3 немодифицируемых факторов риска:

Пациент П., 40 лет.

Из анамнеза известно, что пациент был впервые оперирован по поводу грыжи межпозвонкового диска на уровне L4-L5 справа 01.06.2017 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 12 месяцев пациент отметил возобновление вышеописанных жалоб в виде появления интенсивной боли в поясничном отделе позвоночника с иррадиацией по боковой поверхности правой ноги, 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 неврологическом осмотре отмечается наличие симптомов натяжения справа до уровня 30 градусов, наличием синдрома радикулопатииЬ5 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. РадикулопатияЬ5 корешка справа». Было проведено стандартное лабораторно-инструментальное исследование, оценка общеклинических и лучевых показателей, 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 таблице (1) прогнозирования рецидива грыжи диска, для этого были оценены модифицируемые и немодифицируемые факторы риска. Отмечается наличие трех немодифицируемых (высота межпозвонкового диска более 24,6 мм, возраст 59 лет, «VEGF от 3206,89 пг/мл до 6146,75 пг/мл», «ММР8 от 11,19 пг/мл до 20,15 пг/мл » и «TGF 61 от 3674,42 до 5594,12 пг/мл». и пяти модифицируемых факторов риска (ожирение II степени, тяжелые условия труда (3 категория), курение более 5 лет (1 пачка в день), сахарный диабет, низкая приверженность к лечению (менее 50%), что, при оценке по предлагаемой методике, характеризуется высоким риском развития рецидива (более 30%). Выполнено хирургическое вмешательство в объеме: «Ламинэктомия L5. Медиальная фасетотомия, фораменотомия на уровне L4-L5. Микрохирургическая дискэктомия L4-L5. Межтеловой спондилодез РLIF-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.

Клиническая апробация способа показала, что он позволяет объективно и с большой точностью стратифицировать пациентов рецидивами грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника по вероятности развития 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.

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может быть использовано для предоперационного прогнозирования развития рецидива грыжи диска на уровне поясничного отдела позвоночника. Проводят определение наличия или отсутствия модифицируемых или немодифицируемых факторов риска с последующей оценкой вероятности высокого или низкого риска развития рецидива грыжи диска. К модифицируемым прогностически значимым факторам риска отнесены показатели: наличие ожирения от I до II степени, тяжелые условия труда от 2 до 3 категории по классификации ВОЗ, курение более 5 лет 1 пачка в день, наличие сахарного диабета, низкая приверженность к лечению по опроснику КОП-25 менее 50%. К немодифицируемым прогностически значимым факторам риска отнесены: высота межпозвонковых дисков более 24,6 мм, или Modic от II до III степени, возраст от 40 до 61 лет, Grogan от II до III степени, значение фактора эндотелия сосудов VEGF от 3206,89 пг/мл до 6146,75 пг/мл, значение матриксной металлопротеиназы-8 ММР8 от 11,19 пг/мл до 20,15 пг/мл и значение трансформируещего фактора роста-бета TGF β1 от 3674,42 до 5594,12 пг/мл. Суммируют отдельно количество модифицируемых и немодифицируемых факторов риска. При выявлении не более одного немодифицруемого фактора и 1-3 модифицируемых факторов, а также в случае выявления 2-3 немодифицируемых факторов и 1 модифицируемого фактора прогнозируют низкий риск развития рецидива после планируемой микродискэктомии - менее 30%. При выявлении 4-5 немодифицируемых факторов и 1 модифицируемого фактора, а также 2-5 немодифицируемых факторов и 2-3 модифицируемых факторов, а также 1-5 немодифицируемых факторов и 4-5 модифицируемых факторов прогнозируют высокий риск развития рецидива после планируемой микродискэктомии - более 30%. Способ обеспечивает возможность простого достоверного предоперационного прогнозирования вероятности развития рецидива грыжи межпозвонкового диска на уровне поясничного отдела позвоночника за счет комплексного подхода - оценки общеклинических, лучевых, а также биохимических и иммунологических факторов, отражающих состояние тканей позвоночно-двигательного сегмента в режиме реального времени доступными для исследования в стационарах анализами, исследуемыми в сыворотке пациента до проведения хирургического лечения. 2 ил., 3 пр.

Способ предоперационного прогнозирования развития рецидива грыжи диска на уровне поясничного отдела позвоночника, заключающийся в определении наличия или отсутствия модифицируемых или немодифицируемых факторов риска с последующей оценкой вероятности высокого или низкого риска развития рецидива грыжи диска, где к модифицируемым прогностически значимым факторам риска отнесены показатели: наличие ожирения от I до II степени, тяжелые условия труда от 2 до 3 категории по классификации ВОЗ, курение более 5 лет 1 пачка в день, наличие сахарного диабета, низкая приверженность к лечению по опроснику КОП-25 менее 50%, а к немодифицируемым прогностически значимым факторам риска отнесены: высота межпозвонковых дисков более 24,6 мм, или Modic от II до III степени, возраст от 40 до 61 года, Grogan от II до III степени, значение фактора эндотелия сосудов VEGF от 3206,89 пг/мл до 6146,75 пг/мл, значение матриксной металлопротеиназы-8 ММР8 от 11,19 пг/мл до 20,15 пг/мл и значение трансформируещего фактора роста-бета TGF β1 от 3674,42 до 5594,12 пг/мл; суммируют отдельно количество модифицируемых и немодифицируемых факторов риска; и при выявлении не более одного немодифицруемого фактора и 1-3 модифицируемых факторов, а также в случае выявления 2-3 немодифицируемых факторов и 1 модифицируемого фактора прогнозируют низкий риск развития рецидива после планируемой микродискэктомии - менее 30%; а при выявлении 4-5 немодифицируемых факторов и 1 модифицируемого фактора, а также 2-5 немодифицируемых факторов и 2-3 модифицируемых факторов, а также 1-5 немодифицируемых факторов и 4-5 модифицируемых факторов прогнозируют высокий риск развития рецидива после планируемой микродискэктомии - более 30%.