Возможности оценки состояния паравертебральных мышц по данным МРТ перед операцией по поводу стеноза позвоночного канала

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.

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.

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.

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.

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 <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.

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.

1. 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

2. 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.

3. 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

4. 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

5. 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.

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. McGinnis P.M. Biomechanics of sport and exercise. Human Kinetics, 2013. 456 p.

13. 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

14. Benzel E.C., Steinmetz M.P. Benzelʼs spine surgery: techniques, complication avoidance, and management. Elsevier, 2017.

15. 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

16. 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