Автореферат и диссертация по медицине (14.00.19) на тему:Возрастные особенности строения поясничного отдела позвоночника человека (МР-томографическое исследование)

На правах рукописи

БАБВА Татьяна Владимировна

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА ЧЕЛОВЕКА (МР-ТОМОГРАФИЧЕСКОЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.00.19 - лучевая диагностика, лучевая терапия 14.00.02 - анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова и в отделении магнитно-резонансной и рентгеновской спиральной компьютерной томографии негосударственного учреждения здравоохранения «Дорожная клиническая больница ОАО РЖД» (г. Санкт-Петербург)

Научные руководители: доктор медицинских наук профессор ТРУФАНОВ Геннадий Евгеньевич

доктор медицинских наук профессор КОРНЕВ Михаил Александрович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор МАЗУР Виктор Григорьевич доктор медицинских наук профессор КУЛЬВАХ Ольга Станиславовна

Ведущая организация: ФГУ Центральный научно-исследовательский рентгенорадиологический институт ФАЗСР РФ

Зашита диссертации состоится < А (К 2005 года в

_часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.11 при

Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова (194044, г. Санкт-Петербург, ул. акад. Лебедева, 6) С диссертацией можно ознакомится в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова Автореферат разослан «<¡0» \/0__2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор ИЩЕНКО Борис Ионович

mm

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Актуальность темы обусловлена рядом важных положений:

позвоночник человека представляет собой важнейшую анатомическую структуру строения тела человека, участвующую в деятельности ряда физиологических систем и, в частности, в сохранении механической целостности и физиологических функций спинного мозга;

- вертеброгенное происхождение ряда заболеваний периферической нервной системы (Агасаров Л.Г., Таулуев A.M., 1989; Данилов В.И., Шульман Х.М., Аникин Ю.М., 1994; Brugger А., 1992);

- межпозвоночный диск, как анатомическая часть позвоночника, играет существенную роль в движении позвоночного столба, в адаптации тел позвонков и спинного мозга к сложной биомеханике;

- сложность и не безопасность изучения морфометрических характеристик тел позвонков и особенно межпозвоночных дисков с помощью рентгеновских лучей;

- недостаточная информативность рентгенологического метода в изучении структуры тел позвонков и особенно межпозвоночных дисков;

- невозможность получить реальную точную прижизненную картину структурного взаимоотношения межпозвоночных дисков и тел позвонков с помощью биопсий во время операций на позвоночнике и на секционном материале;

- неясность структурных основ выраженных клинических проявлений, связанных с протрузиями и пролабированием межпозвоночных дисков (Сак Н.Н., 1992);

- несоответствие (у многих пациентов) между выраженностью клинической картины при дегенеративно-дист|х}<^^|{щ^^ц^ЩДях и

I mmnu |

1 zi&zsd

величиной их морфологического субстрата (Braun I.F. et al., 1984; Manelfe С., 1995).

Несмотря на имеющиеся научные сведения, полученные на секционном материале, с помощью рентгенологического анализа и в отдельных случаях и только при некоторых заболеваниях с помощью МР-томографии (Лихачевская М.А., Здоровец JI.A. и соавт., 1998; Rinck Р. 1996), общие закономерности и особенности ¡ггроения межпозвоночных дисков и тел позвонков в онтогенезе остаются не достаточно исследованными. С другой стороны, в арсенале методов изучения ряда анатомических структур, в частности позвоночника, с относительно недавнего времени имеется метод МР-томографии.

Метод МРТ является высокоинформативным в исследовании центральной нервной системы и костно-мышечного аппарата, в том числе структур позвоночника. Его достоинствами является неинвазивность, безвредность для пациента, высокая разрешающая способность, возможность получения .юслойных изображений в различных проекциях. МРТ позволяет охарактеризовать особенности структуры тел позвонков и межпозвоночных дисков, дает возможность выявить наличие и определить величину протрузий и грыж межпозвоночных дисков, обнаружить элементы компрессии структур позвоночного канала, определить состояние связочного аппарата, выявить наличие реактивного асептического воспаления (в случае грыжевых выпячиваний, сопровождающихся выраженными компрессионными эффектами). По сравнению с другими методами, применяемыми в настоящее время для изучения морфологических структур, метод МРТ является более перспективным, в том числе в исследовании анатомии позвоночника.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ - выявление основных закономерностей морфометрических характеристик и структурных изменений межпозвоночных дисков и тел поясничных позвонков в процессе онтогенеза человека, а также выяснение морфологических особенностей, сопутствующих возникновению клинически значимых осложнений дегенеративно-дистрофического процесса, по данным МР-томографии. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: 1. Провести МР-томографическое исследование поясничного отдела позвоночника по стандартной методике лицам юношеского, зрелого и пожилого возраста, имеющим умеренные клинические проявления пояснично-крестцового радикулита или не предъявляющим жалоб на состояние поясничного отдела позвоночника.

2. Выявить существующие взаимосвязи между отдельными характеристиками тел позвонков и межпозвоночных дисков у каждого обследованного.

3. Изучить изменения состояния межпозвоночных дисков и тел позвонков, происходящие с возрастом.

4. Проанализировать морфологические признаки, сопутствующие клинически значимым осложнениям дегенеративно-дистрофического процесса, а также выявить наиболее ранние морфологические признаки дегенеративных изменений позвоночного сегмента.

5. Выявить половые особенности строения и инволютивных изменений тел позвонков и межпозвоночных дисков.

6. Провести математическую обработку фактического материала с помощью статистических методов многофакторного анализа.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ. Работа является первым научным исследованием, посвященным анализу как морфометрических, так и структурных характеристик элементов поясничного отдела позвоночника в онтогенезе и их половых особенностей по данным проведенного МР-исследования.

Впервые в возрастном аспекте (в каждом возрастном периоде от 15 до 65 лет и старше) проанализированы прижизненные морфометрические показатели (размеры, форма) и структурные особенности, характеризуемые интенсивностью МР-сигнала, тел поясничных позвонков и межпозвоночных дисков каждого из пяти поясничных позвоночных сегментов.

Установлены взаимоотношения между изменяющимися с возрастом человека характеристиками (геометрическими и структурными) анатомических элементов поясничного отдела позвоночника.

Проанализированы морфологические предпосылки развития дегенеративного процесса и его осложнений (протрузий, грыж); выявлены наиболее ранние признаки дегенеративного процесса в поясничном сегменте.

Определены общие закономерности прогрессирования дегенеративного процесса в изучаемых структурах, в частности:

инволютивные изменения в дисках и телах позвонков происходят не одновременно;

- морфологической структурой, которая в более раннем возрасте и в большей степени подвержена дегенерации, является межпозвоночный диск;

- со второго периода зрелого возраста (с 36 лет) дегенеративно-дистрофические изменения в поясничном отделе позвоночника неуклонно нарастают и в пожилом и старческом возрасте на 100% охватывают все элементы пяти поясничных сегментов.

Продемонстрированы широкие возможности метода МРТ в изучении анатомии поясничного отдела позвоночника, в выявлении дегенеративно-дистрофических изменений тел позвонков и межпозвоночных дисков и их осложнений (протрузий, грыж).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Полученные в результате проведенного исследования научные сведения, выявленные общие закономерности уточняют существующие представления о прижизненной морфологии поясничного отдела позвоночника (тел позвонков и межпозвоночных дисков) в различном возрасте (от 15 до 65 лет и старше).

Продемонстрированы различные этапы развития дегенеративно-дистрофического процесса в поясничном отделе позвоночника. С помощью проведенного МРТ-исследования выявлены морфологические признаки, предшествующие развитию дегенеративного процесса в поясничном сегменте и, следовательно, позволяющие диагностировать предпатологические состояния и проводить в клинической практике профилактические мероприятия. Определены морфологические признаки, сопутствующие развитию осложнений дегенеративного процесса (появлению протрузий и грыж).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ: 1. Магнитно-резонансное исследование в комплексе с проведением многофакторного математического анализа позволяет установить ряд

возрастных, половых и общих закономерностей строения поясничного отдела позвоночника человека в онтогенезе (от 15 до 65 лет и старше).

2. Использование метода МР-томографии дает возможность выявить наиболее ранние признаки дегенеративных изменений поясничного позвоночного сегмента, часто на доклиническом этапе, а также их осложнения - протрузии и грыжи межпозвоночных дисков.

3. Дегенеративный процесс в поясничном позвоночном сегменте имеет ряд особенностей, наиболее существенными из которых являются:

• в процессе старения изменениям подвергаются все элементы поясничного позвоночного сегмента;

• дегенеративные изменения в телах позвонков и межпозвоночных дисках происходят не одновременно;

• межпозвоночный диск является морфологический структурой, которая в более раннем возрасте и в наибольшей степени подвергается дегенеративному процессу.

4. Метод МР-томографии имеет широкие возможности в изучении анатомии опорно-двигательного аппарата, в том числе поясничного отдела позвоночника, в возрастном аспекте.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Результаты диссертационного исследования используются в практической работе отделений магнитно-резонансной томографии кафедры рентгенологии и радиологии ВМедА и Дорожной клинической больницы, а также внедрены в учебный процесс на кафедрах рентгенологии и радиологии и нормальной анатомии ВМедА.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований и основные

положения диссертации доложены и обсуждены на:

- научном заседании кафедры анатомии человека Санкт-Петербургской государственной педиатрической медицинской академии (2001);

- межвузовской научной конференции, посвященной 70-летию кафедры анатомии человека СПбГПМА (2003);

научной конференции «Экология человека - медико-социальные проблемы», СПб (2003);

- межкафедральном заседании кафедр рентгенологии и радиологии и нормальной анатомии ВМедА (2005).

По теме диссертации опубликовано 5"научных печатных работ.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Автором самостоятельно проведен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме, осуществлено планирование исследования, составлена его программа, разработаны формы регистрации изучаемых характеристик, проведен сбор фактических данных. Программа математической статистической обработки материала и сама обработка проведена со значительным участием автора. Отдельные этапы математической обработки материала выполнены совместно с начальником отдела статистики НПО «Прометей» В.В. Васильевым, за что автор выражает ему глубокую благодарность.

Анализ, интерпретация, изложение полученных результатов, формулирование выводов и практических рекомендаций, подготовка материалов к опубликованию в значительной степени выполнена автором лично. Доля автора в сборе и обработке накопленного материала составляет до 85%, в обобщении, анализе полученных данных - 100%.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования и

их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 34 таблицами и 69 рисунками. Библиографический список включает 97 наименований, из них 62 отечественные публикации и 35 иностранных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Для решения поставленных задач было обследовано 415 человек (201 мужчина и 214 женщин). Все обследуемые были разделены по возрасту и полу на группы. Распределение на группы проведено в соответствии с международной классификацией периодов онтогенеза (1965) с возрастным интервалом в пять лет (табл. 1)

Большинство обследованных пациентов (358 человек) составили больные с жалобами, укладывающимися в картину пояснично-крестцового радикулита. Кроме того, в 30-ти случаях обследование было проведено онкологическим больным с целью исключения метастатического процесса в позвоночнике; у 14-х пациентов выявлена патология в грудном отделе позвоночника (в 5-ти случаях опухоли грудного отдела спинного мозга, в 5-ти случаях компрессионные переломы на уровне грудного отдела, в 3-х случаях аномалии развития, в одном - спондилит ТЬ8-ТЬ9) и у 5-ти - в шейном отделе позвоночника (у 3-х пациентов демиелинизирукмций процесс спинного мозга, в одном случае интрамедуллярная опухоль, в одном - аномалия Арнольда-Киари П степени); обследована группа призывников (6 человек); двое пациентов обследовались с профилактической целью.

Таблица 1

Распределение обследованных по периодам онтогенеза

Период онтогенеза Возраст в годах Обследованы

мужчины женщины всего

Подростковый и юношеский 15-20 10 5 15

I период зрелого возраста 21-25 13 8 21

26-30 24 11 35

31-35 19 26 45

II период зрелого возраста 36-40 18 17 35

41-45 32 33 65

46-50 33 36 69

51-55 23 38 61

Пожилой возраст 56-60 9 18 27

61-65 10 10 20

Старше 65 10 12 22

Количество обследованных 201 214 415

Обследование пациентов проводилось на высокопольном магнитно-резонансном томографе (МРТ) фирмы Siemens Magnetom 63 SP с напряженностью магнитного поля 1,5 Тесла в Дорожной клинической больнице Октябрьской железной дороги. Исследование проводили с использованием специальной поверхностной катушки Spine.

Методика MP-томографии включала получение Т1- и Т2-ВИ и протон-взвешенных изображений поясничного отдела позвоночника в сагиттальных проекциях, а также средневзвешенных по Т1 и Т2-изображений поясничных межпозвоночных дисков в аксиальных

проекциях с использованием спин-эхо (БЕ) и градиент-эхо (СЕ) последовательностей. Толщина МР-томографического среза сагиттальных томограмм составила 5 мм, аксиальных - 4 мм или 5 мм.

Полученные МР-изображения архивировали на магнитно-оптическом диске и выводили на рентгеновскую пленку с помощью мультиформатной камеры. Количественные параметры измеряли непосредственно на мониторе компьютера и представлены в работе в абсолютных величинах. Оценку качественных показателей производили на мониторе компьютера во время исследования и в последующем на рентгеновской пленке.

Предметом исследования явились поясничные межпозвоночные диски и тела позвонков (табл. 2), которые оценивали количественно и качественно.

Таблица 2

Общее число обследованных структур поясничных сегментов

Предмет исследования Мужчины Женщины Всего

Тела позвонков 1005 1070 2075

Межпозвоночные диски 1005 1070 2075

Замыкательные пластинки 2010 2140 4150

Лимбусы 2010 2140 4150

1. Количественные показатели (рис), а) для тел позвонков были определены следующие величины: • передне-задний размер тела позвонка (измерение осуществляли на срединноц сагиттальной томограмме);

• высота тела позвонка (оценивали в центральной части на срединной сагиттальной томограмме);

• при визуальной тенденции к клиновидности позвонка

1 *

дополнительно на том же скане измеряли: высоту тела' позвонка в переднем отделе и высоту тела позвонка в заднем отделе.

б) в межпозвоночных дисках измеряли:

• передне-задний размер диска (на срединном сагиттальном скане);

• высоту диска (в центральной части на срединном сагиттальном скане) при визуальной тенденции к клиновидной форме диска на той же томограмме измеряли дополнительно: высоту диска в передней части и высоту диска в задней части;

• величину дорзальной протрузии (или грыжи) межпозвоночного диска (на томограмме диска в аксиальной проекции).

2. Качественные показатели.

а) тела позвонков: форма тел позвонков, структура тел позвонков, характер контура замыкательных пластинок тел позвонков, состояние лимбуса.

б) межпозвоночные диски: форма дисков, структура дисков.

Оценку качественных параметров производили по совокупности

анализа всех сагиттальных сканов (Т1-, Т2- и протон-взвешенкых изображений), кроме структуры межпозвоночных • дисков, которую оценивали на основании анализа только Т2-ВИ в сагиттальной проекции.

Были выделены следующие варианты формы тел позвонков: прямоугольная, клиновидная (высота передних отделов тела позвонка

Рис. Методика определения количественных характеристик тел позвонков и межпозвоночных дисков.

преобладала над задними на 25% и более), промежуточная (разница высоты в передних и задних отделах тела позвонка не превышала 25%), двояковогнутая. Структура тел позвонков характеризовалась как: нормальная, сглаженная, с признаками диффузной фиброзно-жировой

дегенерации, с включением жировых депозитов (очаговая жировая дегенерация).

Форму межпозвоночных дисков оценивали как: овоидную, клиновидную (разница высоты передних и задних отделов диска не менее 50%), промежуточную (высота передних и задних отделов диска отличалась менее, чем на 50%), щелевидную (высота диска составила не более 3,5 мм). Структуру межпозвоночных дисков оценивали по интенсивности МР-сигнала: светлая (нормальная), темная (МР-сигнал резко снижен), промежуточная (МР-сигнал снижен умеренно).

При характеристике замыкательной пластинки учитывали особенности ее контура: ровный, деформированный, с наличием мелких (до 5,0 мм) узлов Шморля, с наличием крупных (5,0 мм и более) узлов Шморля.

При характеристике состояния лимбуса учитывали наличие и величину краевых костных разрастаний: краевые костные разрастания отсутствовали, имелись небольшие (в форме «усиков») или крупные («клювовидные», в форме «скобок»).

Полученные данные были обработаны статистически. Для оценки влияния возраста на изучаемые показатели использовали однофакторный дисперсионный анализ (Д.Химмельблау, 1975). Проведен расчет общих дисперсий, внутригрупповых дисперсий и дисперсий, характеризующих межгрупповой разброс значений исследуемых параметров. Сравнение полученных значений дисперсий осуществлялось с помощью критериев Фишера и Бартлетта.

Оценку влияния пола обследуемых проводили с помощью одного из методов многофакторного регрессионного анализа - шаговой регрессии (Н.Драйпер, Г.Смитг, 1975).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ количественных и качественных характеристик в каждом сегменте поясничного отдела позвоночника у всех обследованных внутри возрастных групп позволил определить межгрупповые изменения и выявить (на основании одно- и многофакторного дисперсионного анализа) основные закономерности развития межпозвоночных дисков и тел позвонков в онтогенезе (в возрасте от 15 до 65 лет и старше).

Проведенное МР-исследование- тел позвонков по возрастным группам опт 16 до 65 лет и старше позволило выявить ряд характерных особенностей строения тел поясничных позвонков: наибольшую высоту во всех возрастных группах обследуемых имело тело позвонка ЬЗ, наименьшую - Ь1, наибольший передне-задний размер был у тела позвонка ЬЗ или Ь4 (чаше Ь4), наименьший у Ь5. С возрастом происходит снижение высоты тел позвонков Ь1, Ь4, Ь5 и увеличение передне-заднего размера тел позвонков Ы, Ь2, Ь5. Следовательно, тела позвонков Ы,12, Ь4, Ь5 по мере старения уплощаются. При этом с возрастом не меняется соотношение высоты тел позвонков между собой и соотношение их передне-заднего размера. Значительно преобладает прямоугольная форма тел позвонков, особенно в сегментах Ы-ЬЗ. Количество тел позвонков клиновидной и переходной формы с возрастом увеличивается, особенно Ь5; в телах позвонков клиновидной и переходной формы (по сравнению с прямоугольными) признаки фиброзно-жировой дегенерации встречаются более часто. Количество краевых костных разрастаний незначительно преобладало в области нижних лимбусов.

Узлы Шморля обнаружены всего в 4,3%, замыкательных пластинок, чаще в нижних (в 1,4 раза). В большинстве случаев (77%) они имели

небольшой размер; распределение узлов Шморля по уровням было неравномерным - наиболее часто они встречались в Ь2, реже всего в Ь5. Увеличение количества узлов Шморля отмечалось только в молодом возрасте (с 15 до 26 лет), в более старших возрастных группах их число оставалось стабильным (около 6%). После 30 лет тела позвонков, в которых локализовались узлы Шморля, и контактные диски имели МР-признаки дегенеративных изменений гораздо раньше, чем тела позвонков и диски в целом в соответствующей возрастной группе. Таким образом, узлы Шморля можно рассматривать как ранний признак дегенеративных изменений в поясничном сегменте.

У обследуемых до 21 года изменений МР-сигнала тел позвонков не наблюдалось; в возрасте от 21 года до 30 лет они встречались в единичных случаях. Начиная с 31 года, количество тел позвонков с признаками фиброзно-жировой дегенерации с возрастом постепенно увеличивалось, достигая в старшей возрастной группе 83,3%. Во всех возрастных группах количество тел позвонков с признаками дегенерации нарастало в каудальном направлении.

Одновременно отмечено, что с возрастом изменяется соотношение между высотой дисков разных уровней. Наиболее высоким во всех возрастных группах, начиная с 21 года, был диск ЬЗ-4. Самым низким диском в возрастных группах до 40 лет являлся диск 1Л-2, в возрасте от 41 до 60 лет - диск Ь5-81, а после 65 лет - снова диск Ы-2. Наиболее статистически значимыми оказались отличия высоты дисков разных сегментов в возрасте от 21 года до 50 лет. Во всех возрастных группах преобладала овоидная форма дисков. Переходная и клиновидная форма дисков встречалась преимущественно в нижних отделах (Ь4-5, 1) - в 1.5-81 в 2 раза чаще, чем в Ь4-5.

На наш взгляд, весьма важной характеристикой исследуемых анатомических элементов явилась интенсивность МР-сигнала. МР-сигнал имел наиболее достоверную связь с другими показателями тел позвонков и межпозвоночных дисков, как первый МР-признак наличия в данной анатомической структуре дегенеративно-дистрофических изменений. При этом изменение характера МР-си гнала межпозвоночного диска наблюдалось раньше, чем изменение МР-сигнала вышележащего тела позвонка. Следовательно, снижение МР-сигнала диска является отражением наиболее ранних этапов инволютивного процесса как данного диска, так и вышележащего тела позвонка. Прослеживался параллелизм между снижением МР-сигнала диска и дегенеративными изменениями вышележащего тела позвонка (снижением его высоты, тенденцией формы к клиновидности, наличием фокусов фиброзно-жирового перерождения), деформацией контактных данному диску замыкательных пластинок (в большей степени верхней замыкательной пластинки нижележащего позвонка) и образованием краевых костных разрастаний на данном уровне. Подавляющее большинство дисков переходной и клиновидной формы характеризовались сниженным МР-сигналом.

Дорзальные выпячивания (протрузии, грыжи) в 97,7% случаев встречались в дисках со сниженным МР-сигналом: в дисках, характеризующихся значительным снижением МР-сигнала практически в 2 раза чаще, чем в дисках, имеющих умеренно сниженный МР-сигнал. На уровнях ЬЗ-4,1А-5 и 1,5-81 чаще, чем на уровнях Ь1-2,1,2-3 определялись протрузии или грыжи дисков, характеризующихся умеренным снижением МР-сигнала.

Межпозвоночные диски с начальными признаками дистрофических изменений (умеренное снижение МР-сигнала) встречались в единичных

случаях у обследуемых младше 20 лет. С возрастом количество дисков со сниженным MP-сигналом отчетливо увеличивалось, достигая максимума к 50-60 годам. Во всех возрастных группах отмечено отчетливое увеличение количества дегенеративно измененных дисков в каудальном направлении, более выраженное, чем в телах позвонков. Отмечено преобладание общего количества дисков с признаками инволюции над общим числом дегенеративно измененных тел позвонков в 1,4 раза.

Совокупность выявленных особенностей структуры тел поясничных позвонков и межпозвоночных дисков, особенно по интенсивности МР-сигнала, дает основание сделать заключение, что межпозвоночный диск по сравнению с телом позвонка в более раннем возрасте и в большей степени подвергается дегенеративному процессу, а МРТ является высокоинформативным методом выбора для изучения и диагностики (в том числе на доклиническом этапе) поясничного отдела позвоночника.

ВЫВОДЫ

1. Магнитно-резонансная томография является высокоинформативным методом лучевой диагностики, позволяющим установить возрастные, половые и общие закономерности строения поясничного отдела позвоночника человека в онтогенезе.

2. По данным проведенного MP-исследования выявлены следующие особенности строения тел поясничных позвонков: наибольшая высота характерна для тела позвонка L3, наименьшая - L1; с возрастом происходит снижение высоты тел позвонков LI, L4, L5 и увеличение передне-заднего размера тел позвонков LI, L2, L5; тела позвонков по мере старения уплощаются. С возрастом не меняется соотношение высоты тел позвонков между собой и соотношение их передне-заднего размера.

Характерным является преобладание прямоугольной формы тел позвонков; с возрастом отмечено увеличение количества тел позвонков клиновидной и переходной формы, особенно Ь5; в телах позвонков переходной и клиновидной формы более часто (по сравнению с прямоугольными) выявляются признаки фиброзно-жировой дегенерации.

3. По данным МР-исследования выявлены следующие особенности морфологии межпозвоночных дисков: самым высоким во всех возрастных группах, начиная с 21-го года, является диск ЬЗ-4; самым низким в возрасте до 40 лет является диск Ь1 -2, в возрасте от 41 до 60 лет - диск Ь5-81, а после 65 лет снова диск 1Л-2. По мере старения, наиболее значимо с 21 года до 50 лет, происходит статистически достоверное снижение высоты всех дисков. Характерно преобладание овоидной формы дисков; диски переходной и клиновидной формы встречаются практически исключительно на уровне Ь4-5 и особенно Ь5-81, их число достоверно увеличивается с возрастом; диски переходной и клиновидной формы в подавляющем большинстве характеризуются сниженным МР-сигналом.

4. Магнитно-резонансная томография позволяет выявить ранние признаки инволютивного процесса, а также его осложнения (протрузии, грыжи дисков). Одним из наиболее ранних признаков старения как диска, так и позвоночного сегмента в целом, является изменение интенсивности МР-сигнапа диска; с возрастом отмечено отчетливое увеличение количества дисков со сниженным МР-сигналом; максимума дегенеративные изменения дисков достигают к 50-60 годам. Протрузии и грыжи дисков практически всегда (97,7%) выявляются в дистрофически измененных дисках, причем в 2 раза чаще в дисках со значительным снижением МР-сигнапа. На уровнях ЬЗ-4, Ь4-5, Ь5-Б1 чаще, чем на

уровнях Ы-2, Ь2-3, определяются протрузии и грыжи дисков, характеризующихся умеренным снижением МР-сигнала.

5. Особенностями прогрессирования дегенеративных изменений являются: преобладание общего количества дисков с признаками инволюции над общим количеством дегенеративно измененных тел позвонков (в 1,4 раза); нарастание инволютивного процесса в каудальном направлении, более выраженное для дисков, чем для тел позвонков; параллелизм между снижением МР-сигнала от диска и дегенеративными изменениями вышележащего тела позвонка (снижением его высоты и наличием фиброзно-оЧаговой перестройки), деформацией контактных диску замыкательных пластинок (в большей степени верхней замыкательной пластинки нижележащего позвонка) и образованием краевых костных разрастаний на данном уровне. Наличие узлов Шморля можно рассматривать как ранний признак дегенеративного процесса.

6. Статистически значимых различий в строении тел позвонков и межпозвоночных дисков у мужчин и женщин не выявлено. В то же время имеются некоторые особенности в развитии инволютивных проявлений: у женщин чаще отмечалось снижение МР-сигнала диска Ы-2, деформация контактной замыкательной пластинки Ы, чаще диагностированы протрузии данного диска, у мужчин чаще выявлялись краевые костные разрастания на данном уровне.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Магнитно-резонансную томографию поясничного отдела позвоночника целесообразно выполнять в любом возрасте при возникновении клинико-неврологической симптоматики поражения данного отдела.

2. MPT показана для оценки выраженности инволютивных изменений тел позвонков и межпозвоночных дисков поясничного отдела позвоночника человека. Данный метод позволяет выявить не только дегенеративные изменения, в том числе в ранней стадии, но и их осложнения (протрузии, грыжи дисков).

3. МРТ показана лицам молодого возраста, у которых по данным традиционного рентгенологического исследования выявлены узлы Шморля, так как она обладает большими диагностическими возможностями и позволяет более детально оценить распространенность поражения замыкательных пластинок и позвоночного сегмента в целом.

4. Проведенное исследование позволило рекомендовать его результаты для внедрения:

- в программу учебного процесса высших медицинских учреждений на кафедрах лучевой диагностики, нормальной анатомии, неврологии и нейрохирургии;

- в научные исследования по анатомии человека, лучевой диагностике, неврологии и нейрохирургии;

в практическую работу отделений лучевой диагностики, а также стационарных и амбулаторных учреждений неврологического и нейрохирургического профиля.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ. 1. Баева Т.В. Возрастные особенности строения поясничного отдела позвоночника человека (MP-томографическое исследование) / Т.В.Баева, М.А.Корнев // Анатомия в Санкт-Петербурге в начале III тысячелетия. - СПб, 2002. - С. 96-102.

2. Баева Т.В. Возрастные изменения межпозвоночных дисков поясничного отдела позвоночника (по данным МРТ-исследования) / Т.В.Баева, М.А. Корнев // Экология человека: медико-социальные проблемы. - СПб, 2003. - С. 219-221.

3. Баева Т.В. Варианты строения тел позвонков и межпозвоночных дисков человека по данным МРТ / Т.В. Баева, М.А.Корнев // Вариантная анатомия - теоретические и прикладные аспекты. - СПб, 2004. - С. 46-47.

4. Баева Т.В. Возможности МРТ в оценке возрастных особенностей строения поясничного отдела позвоночника человека / Т.В.Баева, Г.Е.Труфанов, М.А.Корнев II Учебное пособие. - СПб, 2005.-24с.

5. Баева Т.В. Возрастные изменения тел позвонков и межпозвоночных дисков поясничного отдела позвоночника по данным магнитно-резонансной томографии / Т.В. Баева // Материалы Всероссийского научного форума «Радиология 2005». - М., 2005. -С.27-28.

Подписано в печать 4.0105, Формат 60x84 */1й.

Объем 1'/, пл._Тираж юо экз. Заказ №6?5

Типография ВМедА, 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6

»14552

РНБ Русский фонд

2006-4 9041

Диссертация посвящена актуальной для лучевой диагностики и нормальной анатомии человека теме - выявлению закономерностей и особенностей морфологии тел позвонков поясничного отдела и межпозвоночных дисков в онтогенезе (юношеский, первый и второй зрелый, пожилой и старческий возраст) у мужчин и женщин, определяемых с помощью магнитно-резонансной томографии.

Актуальность темы работы обусловлена рядом важных положений: позвоночник человека представляет собой важнейшую анатомическую структуру строения тела человека, участвующую в деятельности ряда физиологических систем и, в частности, в сохранении механической целостности и физиологических функций спинного мозга; вертеброгенное происхождение ряда заболеваний периферической нервной системы (Агасаров Л.Г., Таулуев A.M., 1989; Нордемаар Р., 1991; Данилов В.И., Шульман Х.М., Аникин Ю.М., 1994; Brugger А., 1992); межпозвоночный диск, как анатомическая часть позвоночника, играет существенную роль в движении позвоночного столба, в адаптации тел позвонков и спинного мозга к сложной биомеханике; сложность и не безопасность изучения морфометрических характеристик тел позвонков и особенно межпозвоночных дисков с помощью рентгеновских лучей; недостаточная информативность рентгенологического метода в изучении структуры тел позвонков и особенно межпозвоночных дисков; невозможность получить реальную точную прижизненную картину структурного взаимоотношения межпозвоночных дисков и тел позвонков с помощью биопсий во время операций на позвоночнике и на секционном материале; неясность структурных основ выраженных клинических проявлений, связанных с протрузиями и пролабированием межпозвоночных дисков (Сак Н.Н., 1992); несоответствие (у многих пациентов) между выраженностью клинической картины при дегенеративно-дистрофических изменениях и величиной их морфолотческого субстрата (Braun I.F. et al., 1984; Manelfe С., 1995).

Несмотря на имеющиеся научные сведения, полученные на секционном материале, с помощью рентгенологического анализа и в отдельных случаях и только при некоторых заболеваниях с помощью MP-томографии (Лихачевская М.А., Здоровец JI.A. и соавт., 1998; Rinck Р. 1996), общие закономерности s и особенности строения межпозвоночных дисков и тел позвонков в онтогенезе остаются не достаточно исследованными. С другой стороны, в арсенале методов изучения ряда анатомических структур, в частности позвоночника, с относительно недавнего времени имеется метод МР-томографии.

Метод МРТ является высокоинформативным в исследовании центральной нервной системы и костно-мышечного аппарата, в том числе структур i позвоночника. Его достоинствами является неинвазивность, безвредность для пациента, высокая разрешающая способность, возможность получения послойных изображений в различных проекциях. Метод МРТ позволяет охарактеризовать особенности структуры тел позвонков и межпозвоночных дисков, дает возможность выявить наличие и определить величину протрузий и грыж межпозвоночных дисков, обнаружить элементы компрессии структур позвоночного канала, определить состояние связочного аппарата, выявить наличие реактивного асептического воспаления (в случае грыжевых выпячиваний, сопровождающихся выраженными компрессионными эффектами). По сравнению с другими методами, применяемыми в настоящее время для изучения морфологических структур, метод МРТ является более перспективным, в том числе в исследовании анатомии позвоночника.

Цель исследования.

Целью настоящего исследования явилось выявление основных закономерностей морфометрических характеристик и структурных изменений межпозвоночных дисков и тел поясничных позвонков в процессе онтогенеза человека, а также, выяснение морфологических особенностей, сопутствующих возникновению клинически значимых осложнений дегенеративно-дистрофического процесса, по данным МР-томографии.

Задачи исследования:

1. Провести MP-томографическое исследование поясничного отдела позвоночника по стандартной методике лицам юношеского, зрелого и пожилого возраста, имеющим умеренные клинические проявления пояснично-крестцового радикулита или не предъявляющим жалоб на состояние поясничного отдела позвоночника.

2. Выявить существующие взаимосвязи между отдельными характеристиками тел позвонков и межпозвоночных дисков у каждого из обследованных.

3. Изучить изменения состояния межпозвоночных дисков и тел позвонков, происходящие с возрастом.

4. Проанализировать морфологические признаки, сопутствующие клинически значимым осложнениям дегенеративно-дистрофического процесса.

5. Выявить половые особенности строения и инволютивных изменений тел позвонков и межпозвоночных дисков.

6. Провести математическую обработку фактического материала с помощью статистических методов многофакторного анализа.

7. Продемонстрировать возможности метода магнитно-резонансной томографии в исследовании анатомии позвоночника.

Научная новизна исследования.

Работа является первым научным исследованием, посвященным анализу как морфометрических, так и структурных характеристик элементов поясничного отдела позвоночника в онтогенезе и их половых особенностей по данным проведенного МР-исследования.

Впервые в возрастном аспекте (в каждом возрастном периоде от 15 до 65 лет и старше) проанализированы прижизненные морфометрические показатели (размеры, форма) и структурные особенности, характеризуемые интенсивностью MP-сигнала, тел поясничных позвонков и межпозвоночных дисков каждого из пяти поясничных позвоночных сегментов.

Установлены взаимоотношения между изменяющимися с возрастом человека характеристиками (геометрическими и структурными) анатомических элементов поясничного отдела позвоночника.

Проанализированы морфологические предпосылки развития дегенеративного процесса и его осложнений (протрузий, грыж).

Продемонстрированы общие закономерности прогрессирования дегенеративного процесса в изучаемых структурах, в частности: инволютивные изменения в дисках и телах позвонков происходят не одновременно; морфологической структурой, которая в более раннем возрасте и в большей степени подвержена дегенерации, является межпозвоночный диск; со второго периода зрелого возраста (с 36 лет) дегенеративно-дистрофические изменения в поясничном отделе позвоночника неуклонно нарастают и в пожилом и старческом возрасте на 100% охватывают все элементы пяти поясничных сегментов.

Продемонстрированы существенные преимущества метода МРТ по сравнению с другими методами (в частности, рентгенологическим) в изучении анатомии поясничного отдела позвоночника, в выявлении дегенеративно-дистрофических изменений тел позвонков и межпозвоночных дисков и их осложнений (протрузий, грыж).

Практическая значимость работы.

Полученные в результате проведенного исследования научные сведения, выявленные общие закономерности уточняют существующие представления о прижизненной морфологии поясничного отдела позвоночника (тел позвонков и межпозвоночных дисков) в различном возрасте (от 15 до 65 лет и старше).

Продемонстрированы различные этапы развития дегенеративно-дистрофического процесса в поясничном отделе позвоночника. С помощью проведенного МРТ-исследования выявлены морфологические признаю!, предшествующие развитию дегенеративного процесса в поясничном сегменте и, следовательно, позволяющие диагностировать предпатологические состояния и проводить в клинической практике профилактические мероприятия. Выявлены морфологические признаки, сопутствующие развитию осложнений дегенеративного процесса (появлению протрузий и грыж).

Материалы и выводы диссертационного исследования могут быть внедрены в учебный процесс медицинских ВУЗов на кафедрах нормальной и патологический анатомии, а также использованы в практической деятельности неврологических, нейрохирургических отделений и кабинетов лучевой диагностики.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Магнитно-резонансное исследование в комплексе с проведением многофакторного математического анализа позволило установить ряд возрастных, половых и общих закономерностей строения поясничного отдела позвоночника человека в онтогенезе (от 15 до 65 лет и старше).

2. Использование метода MP-томографии дало возможность выявить наиболее ранние признаки дегенеративных изменений поясничного позвоночного сегмента, часто на доклиническом этапе, а также их осложнения — протрузии и грыжи межпозвоночных дисков.

3. Дегенеративный процесс в поясничном позвоночном сегменте имеет ряд особенностей, наиболее существенными из которых являются:

• в процессе старения изменениям подвергаются все элементы поясничного позвоночного сегмента;

• дегенеративные изменения в телах позвонков и межпозвоночных дисках происходят не одновременно;

• межпозвоночный диск является морфологический структурой, которая в более раннем возрасте и в наибольшей степени подвергается дегенеративному процессу.

Апробация работы.

Результаты исследования и основные выводы диссертации были представлены и обсуждены:

- на научном заседании кафедры анатомии человека Санкт-Петербургской государственной педиатрической медицинской академии, СПб, 2001 г.,

- на межвузовской научной конференции, посвященной 70-летию кафедры анатомии человека СПбГПМА, СПб, 2003 г.,

- на научной конференции «Экология человека — медико-социальные проблемы», СПб, 2003 г.,

- межкафедральном заседании кафедр рентгенологии и радиологии и нормальной анатомии ВМА, СПб, 2005 г.

По теме диссертации опубликованы 5 печатных работ, в том числе издано учебное пособие «Возможности МРТ в оценке возрастных особенностей строения поясничного отдела позвоночника человека» (Санкт-Петербург, 2005).

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 34 таблицами и 69 рисунками. Библиографический список включает 97 наименований, из них 62 отечественные публикации и 35 иностранных.

ВЫВОДЫ

1. Магнитно-резонансная томография является высокоинформативным методом лучевой диагностики, позволяющим установить возрастные, половые и общие закономерности строения поясничного отдела позвоночника человека в онтогенезе.

2. По данным проведенного MP-исследования выявлены следующие особенности строения тел поясничных позвонков: наибольшая высота характерна для тела позвонка L3, наименьшая — L1; с возрастом происходит снижение высоты тел позвонков LI, L4, L5 и увеличение передне-заднего размера тел позвонков L1, L2, L5; тела позвонков по мере старения уплощаются. С возрастом не меняется соотношение высоты тел позвонков между собой и соотношение их передне-заднего размера. Характерным является преобладание прямоугольной формы тел позвонков; с возрастом отмечено увеличение количества тел позвонков клиновидной и переходной формы, особенно L5; в телах переходной и клиновидной формы более часто (по сравнению с прямоугольными) выявляются признаки фиброзно-жировой дегенерации.

3. По данным MP-исследования выявлены следующие особенности морфологии межпозвоночных дисков: самым высоким во всех возрастных группах, начиная с 21-го года, является диск L3-4; самым низким в возрасте до 40 лет является диск L1-2, в возрасте от 41 до 60 лет - диск L5-S1, а после 65 лет снова диск L1-2. По мере старения, наиболее значимо с 21 года до 50 лет, происходит статистически достоверное снижение высоты всех дисков. Характерно преобладание овоидной формы дисков; диски переходной и клиновидной формы встречаются практически исключительно на уровне L4-5 и особенно L5-S1, их число достоверно увеличивается с возрастом; диски переходной и клиновидной формы в подавляющем большинстве характеризуются сниженным МР-сигналом.

4. Магнитно-резонансная томография позволяет выявить ранние признаки инволютивного процесса, а также его осложнения (протрузии, грыжи дисков). Одним из наиболее ранних признаков старения как диска, так и соседнего тела позвонка, является изменение MP-сигнала диска; с возрастом отмечено отчетливое увеличение количества дисков со сниженным MP-сигналом; максимума дегенеративные изменения дисков достигают к 50-60 годам. Протрузии и грыжи дисков практически всегда (97,7%) выявляются в дистрофически измененных дисках, причем в 2 раза чаще в дисках со значительным снижением MP-сигнала. В дисках L3-4, L4-5, L5-S1 чаще, чем в дисках Ll-2, L2-3, определяются протрузии и грыжи при умеренном снижении MP-сигнала диска.

5. Особенностями прогрессирования дегенеративных изменений в поясничном сегменте являются: преобладание общего количества дисков с признаками инволюции над общим количеством дегенеративно измененных тел позвонков (в 1,4 раза); нарастание инволютивного процесса в каудальном направлении, более выраженное для дисков, чем для тел позвонков; параллелизм между снижение МР-сигнала диска и дегенеративными изменениями вышележащего тел позвонка (снижением его высоты и наличием фиброзно-очаговой перестройки), деформацией контактных диску замыкательных пластинок (в большей степени верхней замыкательной пластинки нижележащего позвонка) и образованием краевых костных разрастаний на данном уровне. Наличие узлов Шморля может рассматриваться как ранний признак дегенеративного процесса.

6. Статистически значимых различий в строении тел позвонков и межпозвоночных дисков у мужчин и женщин не выявлено. В то же время имеются некоторые особенности в развитии инволютивных проявлений: у женщин чаще отмечалось снижение MP-сигнала диска L1-2, деформация контактной замыкательной пластинки L1, чаще диагностированы протрузии данного диска, у мужчин чаще выявлялись краевые костные разрастания на данном уровне.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Магнитно-резонансную томографию поясничного отдела позвоночника целесообразно выполнять в любом возрасте при возникновении клинико-неврологической симптоматики поражения данного отдела.

2. МРТ показана для оценки выраженности инволютивных изменений тел позвонков и межпозвоночных дисков поясничного отдела позвоночника человека. Данный метод позволяет выявить не только дегенеративные изменения, в том числе в ранней стадии, но и их осложнения (протрузии, грыжи дисков).

3. МРТ показана лицам молодого возраста, у которых по данным традиционного рентгенологического исследования выявлены узлы Шморля, так как она обладает большими диагностическими возможностями и позволяет более детально оценить распространенность поражения замыкательных пластинок и состояние тела позвонка и контактного межпозвоночного диска.

4. Проведенное исследование позволило рекомендовать его результаты для внедрения:

- в программу учебного процесса высших медицинских учреждений на кафедрах лучевой диагностики, нормальной анатомии, неврологии и нейрохирургии;

- в научные исследования по анатомии человека, неврологии и нейрохирургии;

- в практическую работу стационарных и амбулаторных учреждений неврологического и нейрохирургического профиля.