НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o360.pdf (929.52Кб)

УДК 004.942

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Позвоночно-тазовый сагиттальный баланс – это нейтральное вертикальное выравнивание позвоночника в сагиттальной плоскости, обеспечивающее снижение стрессовых нагрузок на мышечно-связочные структуры. Достижение сагиттального баланса является основой успешного хирургического лечения и минимизации развития осложнений. На сегодняшний день, не существует стандартизированной методики количественной оценки сагиттального позвоночно-тазового баланса, позволяющей проводить его эффективный анализ и планировать оперативное вмешательство с учетом сохранения нормальной биомеханики пояснично-крестцового отдела позвоночника. Цель настоящего исследования – разработка диагностической системы для индивидуальной коррекции позвоночно-тазового сагиттального баланса по авторской методике на основе данных методов медицинской визуализации с функцией автоматического расчета и оптимизированного подбора значений параметров на основании заданного ряда условий. Исследование проводилось совместно с кафедрой травматологии и ортопедии РМАПО. Для решения поставленной задачи применялся алгоритм случайного поиска. Условием останова алгоритма являлось достижение значения целевой функции в заданном интервале, начальными точками которого выступают значения расчетных (угловых) величин. Было исследовано взаимовлияние угловых величин, использующихся в предложенном методе, и доказано их пропорциональное изменение, а так же определена четкая математическая зависимость между геометрическими и анатомическими параметрами пояснично-крестцового отдела позвоночника. На базе проведенного исследования создан ряд алгоритмов, позволяющих производить автоматизацию индивидуального определения оптимальных параметров позвоночно-тазового баланса на этапе предоперационного планирования у пациентов с заболеваниями позвоночника. Это позволяет повысить эффективность работы врача, свести к минимуму риск средне- и долгосрочных послеоперационных осложнений и избежать повторного оперативного вмешательства, а так же прогнозировать отдаленные осложнения уже выполненных операций.

1. Been E., Kalichman L. Lumbar lordosis // The Spine Journal. 2013. Vol. 14, no. 1. P. 87-97. DOI:10.1016/j.spinee.2013.07.464
2. Boulay C., Tardieu C., Hecquet J., Benaim C., Mouilleseaux B., Marty C., Prat-Pradal D., Legaye J., Duval-Beaupere G., Pelissier J. Sagittal alignment of spine and pelvis regulated by pelvic incidence: standard values and prediction of lordosis // European Spine Journal. 2006. Vol. 15, no. 4. P. 415-422. DOI:10.1007/s00586-005-0984-5
3. Guigui P., Levassor N., Rillardon L., Wodecki P., Cardinne L. Physiological value of pelvic And spinal parameters of sagital balance: analysis of 250 healthy volunteers // Revue De Chirurgie Orthopedique Et Reparatrice De L Appareil Moteur. 2003. Vol. 89, no. 6. P. 496-506.
4. Lazennec J.Y., Brussonc A., Rousseau M.A. Lumbar-pelvic-femoral balance on sitting and standing lateral radiographs // Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research. 2013. Vol. 99, no. 1, suppl. P. S87-S103. DOI:10.1016/j.otsr.2012.12.003
5. Legaye J. Ch. 10. Analysis of the Dynamic Sagittal Balance of the Lumbo-Pelvi-Femoral Complex // In book: Biomechanics in Applications / ed. by V. Klika. InTech Publ., 2011. P. 221-246. DOI: 10.5772/19608
6. Legaye J., Duval-Beaupere G., Hecquet J. Pelvic incidence: a fundamental pelvic parameter for three-dimensional regulation of spinal sagittal curves // European Spine Journal. 1998. Vol. 7, iss. 2. P. 99-103. DOI:10.1007/s005860050038
7. Levin D.A., Hale J.J., Bendo J.A. Adjacent segment degeneration following spinal fusion for degenerative disc disease // Bulletin of the NYU Hospital for Joint Diseases. 2007. Vol. 65, no. 1. P. 29-36.
8. Marty C., BoisAuBert B., Montigny J.P. The sagittal anatomy of the sacrum among young adults, infants and spondylolisthesis patients // European Spine Journal . 2002, vol. 11, iss. 2. P. 119-125. DOI:10.1007/s00586-001-0349-7
9. Stagnara P., Mauroy J.C., Dran G., Gonon G.P., Costanzo G., Dimnet J., Pasquet A. Reciprocal angulation of vertebral bodies in a sagittal plane: approach to references for the evaluation of kyphosis and lordosis // Spine. 1982. Vol. 7, no. 4. P. 335-342. DOI: 10.1097/00007632-198207000-00003
10. Vaz G., Roussouly P., Berthonnaud E. Sagittal morphology and equilibrium of pelvis and spine // European Spine Journal . 2002. Vol. 11, iss. 1. P. 80-87. DOI:10.1007/s005860000224
11. Vrtovec T., Pernus F., Likar B. A review of methods for quantitative evaluation of spinal curvature // European Spine Journal . 2009. Vol. 18, iss. 5. P. 593-607. DOI:10.1007/s00586-009-0913-0
12. Weiler P.J., King G.J., Gertzbein S.D. Analysis of sagittal plane instability of the lumbar spine in vivo // Spine. 1990. Vol . 15, no . 12. P . 1300-1306. DOI: 10.1097/00007632-199012000-00012
13. Джахаф М.Т., Юз А.А. Методика оценки параметров сагиттального позвоночно-крестцового баланса // Научно-практическая конференция молодых ученых «Современная медицина: традиции и инновации» (Москва, 22-23 апреля 2015 г.): тез. докл . / Российская медицинская академия последипломного образования . М., 2015. С. 12-13.
14. Макиров С.К., Джахаф М.Т., Юз А.А. Методика оценки параметров сагиттального позвоночно-крестцового баланса // 6-ая международная конференция « Science 4 Health ’2015» (Москва, 17-18 апреля 2015 г.): докл. М., 2015. С. 163-164.
15. Кушербаева В.Т., Сушков Ю.А. Статистическое исследование алгоритма случайного поиска // Стохастическая оптимизация в информатике. 2007. Т. 3, № 1-1. С. 21-36.
16. Сушков Ю.А. Об одном способе организации случайного поиска // Исследование операций и статистическое моделирование: сб. ст. Вып. 1 . Л.: Изд-во Ленингр. гос. ун-та, 1972. С. 180-185.
17. Никулина А.А. Математическое моделирование угловых параметров пояснично-крестцового отдела позвоночника // Молодежный научно-технический вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. (в печати).