Эти данные имеют базисное значение для решения вопросов, касающихся усовершенствования имеющихся и разработки принципиально новых оперативно-технических приемов высокотехнологичных хирургических вмешательств с использованием вентральных и комбинированных методов фиксации поврежденных позвоночно-двигательных сегментов [3, 9], совершенствования персонифицированного подхода к выбору корригирующих, фиксирующих и стабилизирующих металлоконструкций, имплантов, эндокорректоров [6, 10, 11], а также для определения технической тактики при декомпрессии спинного мозга и корешков спинномозговых нервов [3, 7].
Цель. Выявить закономерности топографической и возрастно-половой изменчивости тел поясничных позвонков.
Материал и методы исследования. Исследование проведено на паспортизированных, мацерированных препаратах поясничных позвонков (n=530) из коллекции научного фундаментального музея кафедры анатомии человека Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского и КТ-граммах (n=140) пациентов из архива Саратовского НИИТО без признаков травм, сколиотических, дегенеративно-дистрофических и системных изменений позвоночного столба взрослых людей I (М1 - 22-35 лет; Ж1 - 21-35 лет) и II (М2 - 36-60 лет; Ж2 - 36-55 лет) периодов зрелого возраста. Применяли методы прямой классической остеометрии и КТ-метрии с использованием цифровой системы PACS, а также вариационно-статистический метод.
Вариационно-статистический анализ проводили с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0. Определяли амплитуду (Min-Max), среднюю (М), ошибку средней (m), стандартное отклонение (s), доверительный интервал (ДИ), 25 и 75%-ный процентили; для определения степени изменчивости признаков вычисляли коэффициент вариации (Cv%) по формуле s/М×100 (при Сv%<10 изменчивость считалась низкой; при Cv% от 10 до 25% средней и свыше 25% сильной); коэффициент корреляции (r) (при r<0,25 корреляции низкие; при r от 0,26-0,50 - средние; при r от 0,51 до 0,75 - значительные; при r>0,76 - сильные или тесные). Применяли регрессионный анализ для определения степени изменения одной величины при соответствующем изменении другой. Использовали параметрические методы статистики при нормальном распределении признаков и непараметрические - независимо от вида распределения. Нормальность распределения определяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Достоверность различий независимых переменных определяли при 95, 99, 99,9%-ном порогах вероятности.
Результаты. Продольный диаметр тела позвонка у мужчин 1-й возрастной группы в зависимости от топографического расположения изменяется мало, средние значения параметра варьируют от 34,74 до 35,60 мм (р>0,05). Во 2-й мужской группе статистически значимо превалирует диаметр LIII позвонка на 1,90 мм по сравнению с вышерасположенным и на 1,81 мм - с нижерасположенным позвонками (р=0,004). В женских группах продольный диаметр тела увеличивается в грудо-крестцовом направлении: в 1-й группе от 25,33±0,53 мм на уровне LI до 29,11±0,29 мм - на уровне LV, но различия статистически значимы лишь на уровне LI-II (р=0,03) (табл. 1).
Таблица 1
Возрастно-половая изменчивость продольного диаметра тела позвонка (мм)
Группа |
№ п-ка |
Min |
Max |
M |
m |
s |
ДИ +95 |
ДИ -95 |
Ме |
25% |
75% |
Сv% |
Р1 |
Р2 |
Р3 |
M1
|
LI |
32,00 |
37,00 |
34,74 |
0,58 |
1,83 |
33,43 |
36,05 |
35,00 |
33,00 |
36,00 |
5,26 |
0,24 |
0,19 |
0,001 |
LII |
34,00 |
37,50 |
35,60 |
0,42 |
1,92 |
34,65 |
36,55 |
35,75 |
34,00 |
37,00 |
5,38 |
0,28 |
0,67 |
0,001 |
|
LIII |
32,50 |
37,00 |
34,85 |
0,53 |
1,67 |
33,66 |
36,04 |
35,00 |
33,00 |
36,00 |
4,78 |
0,95 |
0,004 |
0,001 |
|
LIV |
33,00 |
37,00 |
34,89 |
0,47 |
1,48 |
33,83 |
35,95 |
35,20 |
33,50 |
35,50 |
4,25 |
0,97 |
0,64 |
0,001 |
|
LV |
32,00 |
38,00 |
34,92 |
0,63 |
2,00 |
33,49 |
36,35 |
35,00 |
33,20 |
36,00 |
5,74 |
- |
0,98 |
0,001 |
|
M2
|
LI |
31,00 |
36,00 |
33,64 |
0,58 |
1,91 |
32,35 |
34,92 |
34,00 |
32,00 |
35,00 |
5,68 |
0,01 |
0,19 |
0,001 |
LII |
33,00 |
37,00 |
35,36 |
0,36 |
1,85 |
34,57 |
36,16 |
35,00 |
34,50 |
36,00 |
5,24 |
0,1 |
0,67 |
0,001 |
|
LIII |
33,50 |
38,50 |
36,55 |
0,59 |
1,94 |
35,24 |
37,85 |
37,00 |
35,00 |
38,00 |
5,31 |
0,008 |
0,004 |
0,001 |
|
LIV |
33,00 |
36,00 |
34,64 |
0,30 |
1,70 |
33,96 |
35,31 |
35,00 |
34,00 |
35,50 |
4,91 |
0,61 |
0,64 |
0,40 |
|
LV |
33,00 |
37,00 |
34,91 |
0,44 |
1,45 |
33,94 |
35,88 |
35,00 |
34,00 |
36,00 |
4,14 |
- |
0,98 |
0,16 |
|
Ж1
|
LI |
23,00 |
28,00 |
25,33 |
0,53 |
1,83 |
24,17 |
26,49 |
25,00 |
24,00 |
27,00 |
7,21 |
0,03 |
0,001 |
0,001 |
LII |
25,00 |
30,00 |
27,00 |
0,50 |
1,87 |
25,92 |
28,08 |
26,50 |
25,50 |
29,00 |
6,93 |
0,47 |
0,001 |
0,001 |
|
LIII |
25,00 |
30,00 |
27,50 |
0,47 |
1,74 |
26,49 |
28,51 |
27,50 |
26,00 |
29,00 |
6,34 |
0,29 |
0,001 |
0,001 |
|
LIV |
26,00 |
31,00 |
28,14 |
0,39 |
1,46 |
27,30 |
28,99 |
28,00 |
27,00 |
29,00 |
5,19 |
0,05 |
0,001 |
0,001 |
|
LV |
27,00 |
31,00 |
29,11 |
0,29 |
1,23 |
28,50 |
29,72 |
29,00 |
28,00 |
30,00 |
4,23 |
- |
0,001 |
0,001 |
|
Ж2
|
LI |
27,00 |
30,00 |
28,44 |
0,35 |
0,98 |
27,62 |
29,26 |
28,50 |
27,75 |
29,00 |
3,45 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
LII |
29,00 |
32,00 |
30,77 |
0,35 |
1,70 |
29,99 |
31,56 |
31,00 |
30,00 |
32,00 |
5,51 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
LIII |
31,00 |
35,00 |
32,95 |
0,43 |
1,42 |
32,00 |
33,91 |
33,00 |
32,00 |
34,00 |
4,32 |
0,01 |
0,001 |
0,001 |
|
LIV |
33,00 |
35,80 |
33,08 |
0,29 |
1,97 |
33,63 |
34,93 |
34,00 |
33,50 |
35,00 |
5,95 |
0,01 |
0,001 |
0,40 |
|
LV |
32,00 |
35,50 |
34,05 |
0,40 |
2,33 |
33,15 |
34,94 |
34,50 |
33,00 |
35,00 |
6,85 |
- |
0,001 |
0,16 |
Примечание: р1 - различия между соседними позвонками; р2 - возрастные различия;
р3 - половые различия; различия статистически значимы при р<0,05.
Во 2-й женской группе - от 28,44 мм у LI до 34,05 мм у LV, различия статистически значимы (р≤0,01). В 1-й возрастной группе половые различия продольного диаметра тела позвонка, проявляющиеся в преобладании параметра у мужчин по сравнению с женщинами в среднем на 25%, выражены отчетливо (р=0,001). Во 2-й группе половые различия менее выражены, статистически значимы на уровне LI-III(р=0,001)и нивелируются к пояснично-крестцовому переходу - у LIV-V(р>0,05).
Поперечный диаметр тела позвонка в 1-й мужской группе увеличивается от LI к вершине лордоза от 47,58 до 53,95 мм (р<0,05), затем уменьшается к LV до 51,78 мм (р>0,05). В остальных возрастно-половых группах параметр постоянно увеличивается в грудо-крестцовом направлении: во 2-й мужской группе - от 47, 67 до 54,33 мм, но статистически значимые различия отмечены на уровне LI-III(р≤0,01); в 1-й женской группе - от 34,23 до 44,93 мм; во 2-й женской группе - от 42,30 до 49,14 мм, различия статистически значимы на всех уровнях (р<0,01) (табл. 2).
Таблица 2
Возрастно-половая изменчивость поперечного диаметра тела позвонка (мм)
Группа |
№ п-ка |
Min |
Max |
M |
m |
s |
ДИ +95 |
ДИ -95 |
Ме |
25% |
75% |
Сv% |
Р1 |
Р2 |
Р3 |
M1
|
LI |
42,30 |
52,00 |
47,58 |
1,20 |
3,80 |
44,86 |
50,30 |
48,00 |
44,00 |
51,00 |
7,99 |
0,03 |
0,94 |
0,001 |
LII |
44,50 |
55,00 |
50,90 |
1,27 |
4,01 |
48,03 |
53,77 |
52,25 |
48,00 |
54,00 |
7,87 |
0,04 |
0,40 |
0,001 |
|
LIII |
50,00 |
57,00 |
53,95 |
0,73 |
2,41 |
52,33 |
55,56 |
55,00 |
52,00 |
56,00 |
4,46 |
0,63 |
0,18 |
0,001 |
|
LIV |
48,00 |
57,00 |
53,35 |
1,04 |
3,30 |
50,99 |
55,71 |
54,00 |
50,00 |
56,00 |
6,19 |
0,33 |
0,80 |
0,001 |
|
LV |
47,00 |
57,00 |
51,78 |
1,20 |
3,78 |
49,07 |
54,49 |
51,50 |
48,00 |
55,00 |
7,31 |
- |
0,02 |
0,001 |
|
M2
|
LI |
45,00 |
50,00 |
47,67 |
0,44 |
1,53 |
46,70 |
48,64 |
48,00 |
46,50 |
48,50 |
3,20 |
0,01 |
0,94 |
0,001 |
LII |
47,00 |
54,00 |
49,77 |
0,63 |
2,70 |
48,40 |
51,14 |
49,50 |
48,00 |
51,00 |
5,42 |
0,001 |
0,40 |
0,001 |
|
LIII |
50,50 |
55,00 |
52,85 |
0,42 |
3,51 |
51,94 |
53,76 |
53,00 |
52,00 |
54,00 |
6,63 |
0,23 |
0,18 |
0,001 |
|
LIV |
51,00 |
56,00 |
53,60 |
0,42 |
3,64 |
52,69 |
54,51 |
54,00 |
52,00 |
55,00 |
6,79 |
0,19 |
0,80 |
0,001 |
|
LV |
52,00 |
57,00 |
54,33 |
0,35 |
3,35 |
53,59 |
55,08 |
54,00 |
53,00 |
55,00 |
6,16 |
- |
0,02 |
0,001 |
|
Ж1
|
LI |
31,00 |
37,00 |
34,23 |
0,50 |
1,79 |
33,15 |
35,31 |
34,00 |
33,00 |
36,00 |
5,22 |
0,003 |
0,001 |
0,001 |
LII |
34,00 |
38,50 |
36,32 |
0,42 |
1,59 |
35,40 |
37,24 |
36,00 |
35,00 |
38,00 |
4,37 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
LIII |
38,00 |
42,00 |
40,07 |
0,34 |
1,27 |
39,34 |
40,80 |
40,00 |
39,00 |
41,00 |
3,17 |
0,004 |
0,001 |
0,001 |
|
LIV |
39,00 |
44,00 |
41,75 |
0,41 |
1,65 |
40,87 |
42,63 |
42,00 |
40,50 |
43,00 |
3,96 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
LV |
43,00 |
47,00 |
44,93 |
0,35 |
2,33 |
44,16 |
45,70 |
45,00 |
44,00 |
46,00 |
5,18 |
- |
0,001 |
0,001 |
|
Ж2
|
LI |
40,00 |
45,00 |
42,30 |
0,53 |
1,69 |
41,09 |
43,51 |
42,00 |
41,50 |
44,00 |
3,99 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
LII |
40,00 |
46,00 |
43,31 |
0,48 |
1,92 |
42,29 |
44,34 |
43,50 |
42,00 |
45,00 |
4,44 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
LIII |
43,00 |
48,00 |
45,75 |
0,42 |
2,69 |
44,85 |
46,65 |
46,00 |
45,00 |
47,00 |
5,89 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
LIV |
46,00 |
50,00 |
47,91 |
0,41 |
2,75 |
46,99 |
48,83 |
48,00 |
47,00 |
49,00 |
5,74 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
LV |
47,00 |
51,00 |
49,14 |
0,51 |
2,85 |
47,90 |
50,39 |
49,00 |
48,00 |
50,00 |
5,81 |
- |
0,001 |
0,001 |
Половые различия статистически достоверны во всех возрастных группах, но в 1-й группе они выражены значительнее (в среднем составляют 25%), во 2-й группе различия менее выражены и в среднем составляют 15% (р<0,05).
Поперечный диаметр тел поясничных позвонков превалирует над продольным в среднем на 14,0 мм (р<0,05). Различия в мужских группах выражены более отчетливо и в среднем составляют 30%, в женских - 20%.
Продольный и поперечный диаметры тела позвонка проявляют между собой прямые сильные корреляции (r=0,88).
Поперечно-продольный индекс тел позвонков значительно положительно связан с поперечным диаметром (r=0,59) и слабо с продольным диаметром (r=0,14).
Экстенсивность форм тел позвонков в изучаемых мужской и женской выборках отличаются: у мужчин долихокорпусных позвонков было 12%, брахикорпусных - 18%, мезокорпусных - 65%; у женщин: 7, 19, 74% наблюдений соответственно.
Передняя высота тел позвонков на различных уровнях поясничного отдела позвоночного столба изменяется незначительно, статистически значимые различия соседних позвонков отсутствуют (р>0,05). В 1-й возрастной группе высота преобладает у мужчин по сравнению с женщинами в среднем на 15% (р<0,01). Во 2-й группе высота тел позвонков не имеет статистически значимых половых различий (р>0,05).
С возрастом высота тел позвонков у мужчин несколько уменьшается (р<0,05), а у женщин она увеличивается на вершине поясничного лордоза и достигает значений, характерных для мужчин, но различия статистически незначимы (р>0,05) (табл. 3).
Таблица 3
Возрастно-половая изменчивость передней высоты тела позвонка (мм)
Группа |
№ п-ка |
Min |
Max |
M |
m |
s |
ДИ +95 |
ДИ -95 |
Ме |
25% |
75% |
Сv% |
Р1 |
Р2 |
Р3 |
M1
|
LI |
25,50 |
29,00 |
26,96 |
0,34 |
1,18 |
26,21 |
27,71 |
26,65 |
26,00 |
28,00 |
4,39 |
0,08 |
0,001 |
0,001 |
LII |
24,00 |
28,50 |
25,95 |
0,46 |
1,46 |
24,90 |
27,00 |
25,50 |
25,00 |
27,00 |
5,63 |
0,31 |
0,008 |
0,001 |
|
LIII |
23,50 |
28,00 |
25,35 |
0,36 |
1,26 |
24,55 |
26,15 |
25,00 |
24,50 |
26,00 |
4,96 |
0,05 |
0,001 |
0,001 |
|
LIV |
22,00 |
26,00 |
24,05 |
0,42 |
1,34 |
23,09 |
25,01 |
24,00 |
23,00 |
25,00 |
5,58 |
0,96 |
0,005 |
0,001 |
|
LV |
22,00 |
26,50 |
24,02 |
0,46 |
1,14 |
23,00 |
25,04 |
24,00 |
23,00 |
25,20 |
4,77 |
- |
0,05 |
0,001 |
|
M2
|
LI |
22,00 |
26,00 |
24,25 |
0,44 |
1,40 |
23,25 |
25,25 |
24,50 |
23,00 |
25,00 |
5,77 |
0,58 |
0,001 |
0,05 |
LII |
22,00 |
26,00 |
23,89 |
0,51 |
1,54 |
22,71 |
25,07 |
24,00 |
23,00 |
25,00 |
6,43 |
0,21 |
0,008 |
0,48 |
|
LIII |
21,50 |
25,00 |
23,05 |
0,40 |
1,26 |
22,15 |
23,95 |
23,00 |
22,00 |
24,00 |
5,45 |
0,19 |
0,001 |
0,39 |
|
LIV |
21,00 |
24,00 |
22,36 |
0,33 |
1,28 |
21,63 |
23,10 |
22,00 |
21,50 |
23,00 |
5,83 |
0,18 |
0,005 |
0,33 |
|
LV |
21,00 |
25,00 |
23,00 |
0,43 |
1,37 |
22,12 |
24,08 |
23,00 |
22,00 |
24,00 |
5,93 |
- |
0,05 |
0,31 |
|
Ж1
|
LI |
20,00 |
24,00 |
22,00 |
0,33 |
1,13 |
21,28 |
22,72 |
22,00 |
21,00 |
23,00 |
5,13 |
0,96 |
0,06 |
0,001 |
LII |
20,00 |
23,50 |
22,00 |
0,28 |
1,36 |
21,39 |
22,61 |
22,00 |
21,00 |
23,00 |
6,18 |
0,05 |
0,06 |
0,001 |
|
LIII |
21,00 |
24,50 |
22,83 |
0,31 |
1,19 |
22,17 |
23,49 |
23,00 |
22,00 |
24,00 |
5,21 |
0,14 |
0,19 |
0,001 |
|
LIV |
20,00 |
24,00 |
23,11 |
0,38 |
1,38 |
21,27 |
23,94 |
23,00 |
21,00 |
23,80 |
6,26 |
0,51 |
0,17 |
0,001 |
|
LV |
20,00 |
23,50 |
21,77 |
0,34 |
1,22 |
21,03 |
22,51 |
22,00 |
21,00 |
23,00 |
5,60 |
- |
0,22 |
0,001 |
|
Ж2
|
LI |
21,00 |
25,00 |
22,92 |
0,34 |
1,87 |
22,18 |
23,66 |
23,00 |
22,00 |
24,00 |
8,15 |
0,62 |
0,06 |
0,05 |
LII |
21,00 |
26,00 |
23,27 |
0,73 |
1,94 |
21,48 |
25,06 |
23,00 |
21,50 |
25,40 |
8,32 |
0,67 |
0,06 |
0,48 |
|
LIII |
21,00 |
26,00 |
23,71 |
0,72 |
1,91 |
21,95 |
25,48 |
24,00 |
22,00 |
25,50 |
8,06 |
0,26 |
0,19 |
0,39 |
|
LIV |
20,50 |
24,50 |
22,87 |
0,38 |
1,93 |
22,03 |
23,70 |
23,00 |
22,00 |
24,00 |
8,45 |
0,48 |
0,17 |
0,33 |
|
LV |
20,00 |
25,00 |
22,45 |
0,45 |
1,49 |
21,45 |
23,46 |
22,50 |
21,00 |
24,00 |
6,64 |
- |
0,22 |
0,31 |
Сила и направление корреляций параметров тела позвонка изменяются в зависимости от уровня поясничного отдела позвоночного столба. Высотно-поперечный индекс проявляет значительные и тесные обратные связи с продольным диаметром на уровне LI-III (r от -0,51 до -0,80) и средние на уровне LIV-V (r от -0,42 до -0,45). С поперечным диаметром тела позвонка индекс сопряжен сильной и значительной обратной связью на уровне LI-III (r от -0,72 до -0,88) и средней на уровнеLIV-V (rот -0,41 до -0,50). С высотой тела позвонка индекс коррелирует на уровне LI-II слабо и средне отрицательно (r от -0,12 до -0,31), на уровне LIII-IV- слабо и средне положительно (r от 0,03 до 0,50). Высота тела позвонка проявляет тесные и значительные прямые корреляции с продольным и поперечным диаметрами на уровне LI-II (r от 0,72 до 0,77) и сила связи снижается в крестцовом направлении от 0,64 до 0,46.
Высотно-продольный индекс тела позвонка проявляет значительные обратные связи с диаметрами на уровне LI-IV (r от -0,51 до 0,73) и средние на уровне LV (r от -0,34 до -0,38).
Высота коррелирует с продольным и поперечным диаметрами на уровне LI сильно положительно (r от 0,75 до 0,77), значительно положительно на уровне LII (rот 0,72 до 0,73). На остальных уровнях высота связана с поперечным диаметром значительно положительно (r от 0,59 до 0,64) и средне положительно с продольным (r от 0,46 до 0,49).
Высотно-поперечный указатель тел позвонков в среднем составляет 58,96±6,43%, высотно-продольный указатель превышает его и составляет 85,33±8,02% (р=0,001). Экстенсивность форм тел позвонков по высотно-поперечному и высотно-продольному указателям составляет: 23% (низкие и узкие), 12% (высокие и широкие), 65% (средние); 15% (низкие и длинные), 20% (высокие и длинные), 64% (средние).
Обсуждение. Форма позвонков отражает биомеханические свойства позвоночника: подвижность, стабильность, биомеханическую выносливость позвонков [8]. Форма и размеры поясничных позвонков подвержены значительным половым различиям в связи с отличиями в размерах таза. У мужчин продольный и поперечный диаметры тел поясничных позвонков увеличиваются от грудо-поясничного перехода к вершине поясничного лордоза и уменьшаются к пояснично-крестцовому переходу. У женщин размеры тел позвонков и, особенно, поперечный диаметр непрерывно увеличиваются в крестцовом направлении, что подтверждается данными литературы [5]. В большинстве литературных источников не отражается подобная тенденция, описываются лишь размеры тел позвонков.
По нашим данным, половые различия, проявляющиеся в преобладании размеров у мужчин по сравнению с женщинами, с возрастом уменьшаются, а задняя высота тел позвонков во II периоде зрелого возраста у женщин приближается к размерам, характерным для мужчин, или даже на некоторых уровнях превышает их.
Заключение. Для размеров тел позвонков характерны топографическая изменчивость, наиболее проявляющаяся на уровне вершины поясничного лордоза и в пояснично-крестцовом переходе; половые различия, проявляющиеся в преобладании параметров у мужчин по сравнению с женщинами, которые с возрастом нивелируются. Между параметрами тел позвонков существуют корреляции различной силы и направленности, так поперечно-продольный индекс тел позвонков значительно положительно связан с поперечным диаметром и слабо с продольным; высотно-продольный индекс проявляет значительные и средние обратные связи с диаметрами и сильные и значительные прямые с высотой тела позвонка. Высотно-поперечный индекс отрицательно значительно и сильно связан с диаметрами тел позвонков и средне положительно с высотой.
Рецензенты:
Калмин О.В., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой анатомии человека, ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет» Минобрнауки России, г. Пенза;
Слободской А.Б., д.б.н., профессор, зав. отделением ортопедии ГУЗ Областная клиническая больница РФ правительства Саратовской области Минздрава России, г. Саратов.