<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">neurosurgery</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Нейрохирургия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Russian journal of neurosurgery</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1683-3295</issn><issn pub-type="epub">2587-7569</issn><publisher><publisher-name>Издательский дом "МедИНК"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.24412/2587-7569-2025-1-43-50</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">neurosurgery-1646</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ОРИГИНАЛЬНАЯ РАБОТА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ORIGINAL REPORT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Возможности оценки состояния паравертебральных мышц по данным МРТ перед операцией по поводу стеноза позвоночного канала</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Presurgical MRI-based assessment of paravertebral muscles in patients with spinal stenosis</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-4809-4117</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Арестов</surname><given-names>С. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Arestov</surname><given-names>S. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Арестов Сергей Олегович.</p><p>125367 Москва, Волоколамское шоссе, 80</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sergey O. Arestov.</p><p>80 Volokolamskoye Shosse, Moscow 125367</p></bio><email xlink:type="simple">sarestov@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9093-344X</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Морозова</surname><given-names>С. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Morozova</surname><given-names>S. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>125367 Москва, Волоколамское шоссе, 80</p></bio><bio xml:lang="en"><p>80 Volokolamskoye Shosse, Moscow 125367</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3451-5750</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гуща</surname><given-names>А. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gushcha</surname><given-names>A. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>125367 Москва, Волоколамское шоссе, 80</p></bio><bio xml:lang="en"><p>80 Volokolamskoye Shosse, Moscow 125367</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-3820-4554</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кротенкова</surname><given-names>М. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Krotenkova</surname><given-names>M. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>125367 Москва, Волоколамское шоссе, 80</p></bio><bio xml:lang="en"><p>80 Volokolamskoye Shosse, Moscow 125367</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБНУ «Научный центр неврологии»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Research Center of Neurology</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>19</day><month>04</month><year>2025</year></pub-date><volume>27</volume><issue>1</issue><fpage>43</fpage><lpage>50</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Арестов С.О., Морозова С.Н., Гуща А.О., Кротенкова М.В., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Арестов С.О., Морозова С.Н., Гуща А.О., Кротенкова М.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Arestov S.O., Morozova S.N., Gushcha A.O., Krotenkova M.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.therjn.com/jour/article/view/1646">https://www.therjn.com/jour/article/view/1646</self-uri><abstract><sec><title>Введение</title><p>Введение. Успешность хирургического лечения стеноза позвоночного канала во многом зависит от всесторонней предоперационной оценки, в том числе состояния паравертебральных мышц. Несмотря на ключевую роль этих мышц в поддержании позвоночника и облегчении восстановления после операции, их состояние часто упускают из виду при стандартной предоперационной оценке.</p><p>В статье рассматриваются возможности использования магнитно-резонансной томографии (МРТ) для оценки состояния паравертебральных мышц перед операцией. Предполагается, что включение детального анализа этих мышц в предоперационные протоколы значительно улучшит планирование операции, поможет более тщательно подбирать подходящую малоинвазивную технологию и в итоге улучшит результаты хирургического лечения данной патологии. Мы приводим результаты пилотного исследования по отработке оптимального варианта проведения МРТ пациентам перед операцией и определения возможности оценки состояния паравертебральных мышц с его помощью.</p><p>Цель исследования – изучение возможности использования разработанного нами индекса жирового замещения для оценки состояния паравертебральных мышц и анализ его объективности по сравнению с методикой количественного расчета фракции жира в мышцах (M. Gloor et al.) по данным МРТ, выявление оптимального уровня исследования для проведения вышеуказанной оценки.</p></sec><sec><title>Материалы и методы</title><p>Материалы и методы. В исследовании приняли участие 16 пациентов с симптомным стенозом позвоночного канала (средний возраст 43 года, равное количество мужчин и женщин), которым была проведена МРТ на томографе Siemens Magnetom Prisma 3T. Особое внимание уделено оценке площади и жировой инфильтрации паравертебральных мышц с использованием трехмерной аксиальной последовательности Т1 градиентного эха и методики Dixon для жироподавления. Анализ изображений, полученных с помощью этих последовательностей, проводили в программе InobitecPro, где измерялась интенсивность сигнала и площадь мышц, а также рассчитывался показатель фракции жира и индекс жирового замещения. Статистический анализ выполняли с помощью программы Statistica версии 8.0.</p></sec><sec><title>Результаты</title><p>Результаты. При качественном анализе изображений выявлены вариации точек прикрепления мышц к костным структурам, что обусловило различия в данных среди пациентов и на разных уровнях. В частности, прикрепление фасции к зигоапофизарному суставу постоянно визуализировалось на уровне L4, в отличие от уровней L5 и L3. Кроме того, различные углы изгиба поясничного лордоза влияли на полное включение остистого отростка в плоскость среза на уровнях L5 и L3, усложняя стандартизированный сбор данных. Гистограммы, построенные для определения оптимального уровня измерения, показали наименьшую вариабельность индекса замещения жира на уровне L4 среди пациентов. Корреляционный анализ Спирмена выявил значительную положительную связь (ro = 0,74, p &lt;0,05) между предложенным индексом замещения жира и фракцией жира. Линейные графики для этих переменных продемонстрировали, что с увеличением доли жира в мышцах точность индекса замещения жира улучшается, будучи наименьшей при низких долях жира.</p></sec><sec><title>Заключение</title><p>Заключение. Полученные нами данные свидетельствуют о перспективности включения в протокол дооперационного МРТ-исследования пояснично-крестцового отдела позвоночника аксиальных Т1-взвешенных изображений, параллельных нижней замыкательной пластинке L4-позвонка, и измерения предложенного индекса жирового замещения, однако для определения возможности его использования в качестве прогностического фактора необходимо проведение исследования данного показателя на большей выборке пациентов в динамике.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Background</title><p>Background. The successful surgical management of spinal stenosis depends on a comprehensive preoperative evaluation, including the assessment of paravertebral muscle health. Despite the pivotal role of these muscles in supporting the spine and facilitating post-surgical recovery, their condition is frequently overlooked in standard pre-surgical assessments. This article underscores the importance of utilizing magnetic resonance imaging (MRI) to evaluate the paravertebral muscles’ integrity before surgery. Proposed methods and data could contribute to better surgical prognoses and elevate the quality of life for patients undergoing surgery for spinal stenosis.</p></sec><sec><title>Aim</title><p>Aim. To study the possibilities of using the index of fat replacement developed by us to evaluate condition of the paravertebral muscles and to analyze its objectivity compared to quantitative calculation of fat fraction in the muscles (M. Gloor et al.) per MRI data, to identify the optimal study level to perform the abovementioned evaluation.</p></sec><sec><title>Materials and methods</title><p>Materials and methods. Data were acquired from 16 patients with symptomatic spinal canal stenosis (average age 43 years, an equal number of men and women) who underwent MRI on a Siemens Magnetom Prisma 3T scanner. Special attention was paid to evaluating the area and fatty infiltration of the paravertebral muscles using a three-dimensional axial T1 gradient echo sequence and the Dixon technique for fat suppression. Images assessment was performed using the InobitecPro software, where the muscles signal intensity and area was measured, and the fat fraction index and fat replacement index were calculated. Statistical analysis was performed using Statistica version 8.0 software, allowing for an objective assessment of the degree of fatty infiltration in the paravertebral muscles in patients with spinal canal stenosis.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. Qualitative analysis of images showed consistently visible attachment of fascia to the facet joint at the L4 level, unlike at L5 and L3 levels. Additionally, the varying curvature angles of lumbar lordosis affected the complete inclusion of the spinous process on axial plane at L5 and L3 levels, complicating standardized data collection. Histograms constructed to determine the optimal measurement level showed the least variation in the fat replacement index at L4 among patients. Spearman’s correlation analysis revealed a significant positive relationship (ro = 0.74, p &lt;0.05) between proposed fat replacement index and fat fraction values. Linear graphs for these variables clearly demonstrated that with an increase in muscle fat fraction, the accuracy of the fat replacement index improves, being least precise at lower fat fractions.</p></sec><sec><title>Conclusion</title><p>Conclusion. The obtained data show potential benefit of including axial T1-weighted images parallel to the inferior endplate of the L4 vertebra and calculation of the proposed index of fat replacement into preoperative MRI protocol. However, to determine the possibility of using the index of fat replacement as a prognostic factor, it must be studied dynamically in a large patient sample.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>магнитно-резонансная томография</kwd><kwd>стеноз позвоночного канала</kwd><kwd>пояснично-крестцовый отдел позвоночника</kwd><kwd>дооперационное исследование</kwd><kwd>паравертебральные мышцы</kwd><kwd>жировая инфальтрация мышц</kwd><kwd>хирургическое лечение стеноза позвоночного канала</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>magnetic resonance imaging</kwd><kwd>spinal stenosis</kwd><kwd>lumbosacral spine</kwd><kwd>preoperative examination</kwd><kwd>paravertebral muscles</kwd><kwd>fatty infiltration in muscles</kwd><kwd>surgical treatment of spinal stenosis</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gallucci M., Limbucci N., Paonessa A., Splendiani A. Degenerative disease of the spine. Neuroimaging Clin N Am 2007;17(1):87–103. DOI: 10.1016/j.nic.2007.01.002</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gallucci M., Limbucci N., Paonessa A., Splendiani A. Degenerative disease of the spine. Neuroimaging Clin N Am 2007;17(1):87–103. DOI: 10.1016/j.nic.2007.01.002</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Арестов С.О., Гуща А.О., Кащеев А.А. и др. Современные подходы к лечению грыж межпозвонковых дисков пояснично-крестцового отдела позвоночника. Нервные болезни 2017;3:19–23.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Arestov S.O., Gushcha A.O., Kashcheev A.A. et al. Modern approaches to the treatment of herniated discs of the lumbosacral spine. Nervniye bolezny = Nervous Diseases 2017;3:19–23. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Koebbe C.J., Maroon J.C., Abla A. et al. Lumbar microdiscectomy: a historical perspective and current technical considerations. Neurosurg Focus 2002;13(2):E3. DOI: 10.3171/foc.2002.13.2.4</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koebbe C.J., Maroon J.C., Abla A. et al. Lumbar microdiscectomy: a historical perspective and current technical considerations. Neurosurg Focus 2002;13(2):E3. DOI: 10.3171/foc.2002.13.2.4</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kader D.F., Wardlaw D., Smith F.W. Correlation between the MRI changes in the lumbar multifidus muscles and leg pain. Clin Radiol 2000;55(2):145–9. DOI: 10.1053/crad.1999.0340</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kader D.F., Wardlaw D., Smith F.W. Correlation between the MRI changes in the lumbar multifidus muscles and leg pain. Clin Radiol 2000;55(2):145–9. DOI: 10.1053/crad.1999.0340</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cooley J.R. The role of lumbar multifidus muscle morphology in relation to clinical outcomes in patients with low back pain or low back-related leg pain: a prospective cohort study. Murdoch University, 2022.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cooley J.R. The role of lumbar multifidus muscle morphology in relation to clinical outcomes in patients with low back pain or low back-related leg pain: a prospective cohort study. Murdoch University, 2022.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jermy J.E., Copley P.C., Poon M.T.C. et al. Does pre-operative multifidus morphology on MRI predict clinical outcomes in adults following surgical treatment for degenerative lumbar spine disease? A systematic review. Eur Spine J 2020;29(6):1318–27. DOI: 10.1007/s00586-020-06423-6</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jermy J.E., Copley P.C., Poon M.T.C. et al. Does pre-operative multifidus morphology on MRI predict clinical outcomes in adults following surgical treatment for degenerative lumbar spine disease? A systematic review. Eur Spine J 2020;29(6):1318–27. DOI: 10.1007/s00586-020-06423-6</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zotti M.G.T., Boas F.V., Clifton T. et al. Does pre-operative magnetic resonance imaging of the lumbar multifidus muscle predict clinical outcomes following lumbar spinal decompression for symptomatic spinal stenosis? Eur Spine J 2017;26(10):2589–97. DOI: 10.1007/s00586-017-4986-x</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zotti M.G.T., Boas F.V., Clifton T. et al. Does pre-operative magnetic resonance imaging of the lumbar multifidus muscle predict clinical outcomes following lumbar spinal decompression for symptomatic spinal stenosis? Eur Spine J 2017;26(10):2589–97. DOI: 10.1007/s00586-017-4986-x</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gu J., Guan F., Zhu L. et al. Risk factors of postoperative low back pain for lumbar spine disease. World Neurosurg 2016;94:248–54. DOI: 10.1016/j.wneu.2016.07.010</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gu J., Guan F., Zhu L. et al. Risk factors of postoperative low back pain for lumbar spine disease. World Neurosurg 2016;94:248–54. DOI: 10.1016/j.wneu.2016.07.010</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Macintosh J.E., Valencia F., Bogduk N., Munro R.R. The morphology of the human lumbar multifidus. Clin Biomech (Bristol) 1986;1(4):196–204. DOI: 10.1016/0268-0033(86)90146-4</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Macintosh J.E., Valencia F., Bogduk N., Munro R.R. The morphology of the human lumbar multifidus. Clin Biomech (Bristol) 1986;1(4):196–204. DOI: 10.1016/0268-0033(86)90146-4</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">De Martino E., Hides J., Elliott J.M. et al. Intramuscular lipid concentration increased in localized regions of the lumbar muscles following 60 day bedrest. Spine J 2022;22(4):616–28. DOI: 10.1016/j.spinee.2021.11.007</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">De Martino E., Hides J., Elliott J.M. et al. Intramuscular lipid concentration increased in localized regions of the lumbar muscles following 60 day bedrest. Spine J 2022;22(4):616–28. DOI: 10.1016/j.spinee.2021.11.007</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gloor M., Fasler S., Fischmann A. et al. Quantification of fat infiltration in oculopharyngeal muscular dystrophy: comparison of three MR imaging methods. J Magn Reson Imaging 2011;33(1):203–10. DOI: 10.1002/jmri.22431</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gloor M., Fasler S., Fischmann A. et al. Quantification of fat infiltration in oculopharyngeal muscular dystrophy: comparison of three MR imaging methods. J Magn Reson Imaging 2011;33(1):203–10. DOI: 10.1002/jmri.22431</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">McGinnis P.M. Biomechanics of sport and exercise. Human Kinetics, 2013. 456 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">McGinnis P.M. Biomechanics of sport and exercise. Human Kinetics, 2013. 456 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Natarajan R.N., Lavender S.A., An H.A., Andersson G.B. Biomechanical response of a lumbar intervertebral disc to manual lifting activities: a poroelastic finite element model study. Spine 2008;33(18):1958–65. DOI: 10.1097/BRS.0b013e3181822742</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Natarajan R.N., Lavender S.A., An H.A., Andersson G.B. Biomechanical response of a lumbar intervertebral disc to manual lifting activities: a poroelastic finite element model study. Spine 2008;33(18):1958–65. DOI: 10.1097/BRS.0b013e3181822742</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Benzel E.C., Steinmetz M.P. Benzelʼs spine surgery: techniques, complication avoidance, and management. Elsevier, 2017.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Benzel E.C., Steinmetz M.P. Benzelʼs spine surgery: techniques, complication avoidance, and management. Elsevier, 2017.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Storheim K., Berg L., Hellum C. et al. Fat in the lumbar multifdus muscles predictive value and change following disc prosthesis surgery and multidisciplinary rehabilitation in patients with chronic low back pain and degenerative disc: two-year follow-up of a randomized trial. BMC Musculoskelet Disord 2017;18(1):145. DOI: 10.1186/s12891-017-1505-5</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Storheim K., Berg L., Hellum C. et al. Fat in the lumbar multifdus muscles predictive value and change following disc prosthesis surgery and multidisciplinary rehabilitation in patients with chronic low back pain and degenerative disc: two-year follow-up of a randomized trial. BMC Musculoskelet Disord 2017;18(1):145. DOI: 10.1186/s12891-017-1505-5</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ghiasi M.S., Arjmand N., Shirazi-Adl A. et al. Cross-sectional area of human trunk paraspinal muscles before and after posterior lumbar surgery using magnetic resonance imaging. Eur Spine J 2016;25(3):774–82. DOI: 10.1007/s00586-015-4014-y</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ghiasi M.S., Arjmand N., Shirazi-Adl A. et al. Cross-sectional area of human trunk paraspinal muscles before and after posterior lumbar surgery using magnetic resonance imaging. Eur Spine J 2016;25(3):774–82. DOI: 10.1007/s00586-015-4014-y</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
