RU2611885C1

RU2611885C1 - Method for recovery of supportability of spine in carrying out revision operations after development of instability of earlier installed transpedicular constructions

Info

Publication number: RU2611885C1
Application number: RU2015154229A
Authority: RU
Inventors: Шамил Шамсудинович Магомедов; Михаил Юрьевич Докиш; Сергей Петрович Роминский
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-03-01

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to spinal surgery and can be applied for recovery of supportability of spine in carrying out revision operations after development of instability of earlier installed transpedicular constructions. Unstable transpedicular screws are removed. Screw channels are cleaned from developed fibrous tissue. Plastic balls are formed from bone cement, flattened out and introduced into channels, remaining after removed screws with their tight filling. New channels at angle to the previous ones, with crossing their course, are formed without waiting for final polymerisation and solidification of cement. Previously removed screws are introduced by newly created channels.

EFFECT: method provides reliable re-fixation of spine.

4 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к спинальной хирургии, и может быть использовано при выполнении повторных оперативных вмешательств у больных с различной патологией позвоночника и развившейся нестабильностью ранее имплантированной транспедикулярной металлоконструкции.The invention relates to medicine, namely to spinal surgery, and can be used when performing repeated surgical interventions in patients with various pathologies of the spine and the developed instability of a previously implanted transpedicular metal structure.

За последние несколько десятков лет оперативная активность в отношении лечения различных травм и заболеваний позвоночника многократно возросла, что не в последнюю очередь связано с развитием промышленных технологий и появлением современных металлоконструкций, позволяющих выполнить надежную фиксацию позвоночного столба. В настоящее время наиболее широкое распространение получили так называемые транспедикулярные конструкции в различных вариантах, позволяющие за счет того, что фиксирующий винт проходит через ножку в тело позвонка, выполнить стабильный остеосинтез с надежной фиксацией всех трех опорных колонн позвоночника. Большая часть «открытых» оперативных вмешательств на позвоночнике в настоящее время завершается его стабилизацией при помощи различных транспедикулярных систем. Но, несмотря на все преимущества такого метода фиксации, при широком его использовании стали проявляться различные осложнения, одно из которых - это нестабильность фиксации с миграцией металлоконструкции [2, 3]. Причинами развития данного осложнения может быть как «плохое» качество костной ткани (при системном остеопорозе, остеолитических метастазах и др.), так и тактические ошибки при выполнении операций с нарушением принципов биомеханики позвоночного столба (отказ от переднего спондилодеза при наличии показаний, невосстановление сагитального и позвоночно-тазового баланса и др.). При этом пациент нуждается в проведении ревизионной операции с реостеосинтезом позвоночника. В связи с тем, что при расшатывании и миграции транспедикулярных винтов они повреждают костную ткань, прорезая ее, то при выполнении повторной операции приходится использовать винты большего диаметра, что зачастую невозможно из-за ограничения размеров винта диаметром ножки позвонка.Over the past few decades, operational activity in the treatment of various injuries and diseases of the spine has increased many times, which is not least due to the development of industrial technologies and the advent of modern metal structures that allow for reliable fixation of the spinal column. Currently, the so-called transpedicular constructions in various versions, which allow due to the fact that the fixing screw passes through the leg into the vertebral body, to perform stable osteosynthesis with reliable fixation of all three supporting columns of the spine, are most widely used. Most of the "open" surgical interventions on the spine currently ends with its stabilization using various transpedicular systems. But, despite all the advantages of this method of fixation, with its widespread use various complications began to appear, one of which is instability of fixation with the migration of metal structures [2, 3]. The reasons for the development of this complication can be both the “poor” quality of bone tissue (with systemic osteoporosis, osteolytic metastases, etc.), and tactical errors when performing operations that violate the principles of biomechanics of the spinal column (rejection of anterior spinal fusion when indicated, non-recovery of sagittal and spinal-pelvic balance, etc.). In this case, the patient needs to undergo revision surgery with rheosthesis of the spine. Due to the fact that when loosening and migrating transpedicular screws, they damage the bone tissue, cutting through it, then when performing the second operation, it is necessary to use larger diameter screws, which is often impossible due to the screw size limitation with the diameter of the vertebral leg.

Наиболее близким к предлагаемому является метод выполнения реостеосинтеза позвоночника с использованием более протяженной металлоконструкции, при котором выполняется транспедикулярная фиксация позвонков дистальнее и проксимальнее зоны миграции [1]. Способ позволяет выполнить стабилизацию позвоночника за счет включения в зону фиксации большего числа позвонков. Однако при этом способе хирург вынужден фиксировать и тем самым выключать из движения большое число позвоночно-двигательных сегментов, что негативно сказывается на всей биомеханике позвоночника. Более протяженная фиксация требует большего разреза и соответственно, большего скелетирования и травматизации мягких тканей, что увеличивает кровпотерю и продолжительность восстановительного периода.Closest to the proposed one is a method for performing rheosteosynthesis of the spine using a longer metal structure, in which transpedicular fixation of the vertebrae is distal and proximal to the migration zone [1]. The method allows stabilization of the spine due to the inclusion of a larger number of vertebrae in the fixation zone. However, with this method, the surgeon is forced to fix and thereby turn off a large number of vertebral-motor segments from the movement, which negatively affects the entire biomechanics of the spine. A longer fixation requires a larger incision and, accordingly, a larger skeletonization and trauma of soft tissues, which increases blood loss and the duration of the recovery period.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит:The technical result of the invention consists of:

- в восстановлении опороспособности позвоночника, пострадавшей в результате расшатывания и миграции установленной металлоконструкции, за счет надежной его рефиксации транспедикулярной системой без увеличения травматичности оперативного вмешательства.- in restoring the spinal support, damaged as a result of loosening and migration of the installed metal structure, due to its reliable fixation by the transpedicular system without increasing the invasiveness of surgical intervention.

- в осуществлении надежной рефиксации позвоночника с установкой транспедикулярных винтов в те же позвонки без увеличения протяженности остеосинтеза и, соответственно, без увеличения длительности и травматичности операции, времени реабилитационного периода и сохранении максимального числа свободных позвоночно-двигательных сегментов.- in the implementation of reliable fixation of the spine with the installation of transpedicular screws in the same vertebrae without increasing the length of the osteosynthesis and, accordingly, without increasing the duration and morbidity of the operation, the time of the rehabilitation period and maintaining the maximum number of free vertebral-motor segments.

Проведение транспедикулярного винта по новому каналу обеспечивает его первичную стабильность, а восстановление опороспособности костной ткани за счет «пломбировки» старого хода от винта костным цементом, например полиметилметакрилатом, предотвращает миграцию вновь установленного винта в область костного дефекта. Проведение винта под другим углом, пересекающим старый ход, позволяет дополнительно усилить фиксацию за счет костного цемента, который «заякоривает» новый винт в теле позвонка. В связи с тем, что костный цемент вводят лишь в старый канал винта, а не цементируют весь позвонок, не происходит значительного увеличения жесткости тела позвонка и таким образом не повышается риск перелома смежных с фиксированным тел позвонков. Для предотвращения повторной миграции конструкции в условиях порозной кости необходима системная терапия основного заболевания (остеопороз, опухоли), при необходимости возможно проведение пункционной вертебропластики фиксированных позвонков костным цементом или биокомпозитным материалом. При наличии ошибок тактического характера необходимо восстановление сагиттального баланса позвоночника, выполнение необходимых мероприятий по формированию спондилодеза.Passing the transpedicular screw through the new channel ensures its primary stability, and restoration of bone tissue supportability by “sealing” the old passage from the screw with bone cement, for example polymethylmethacrylate, prevents the newly installed screw from migrating to the area of the bone defect. Holding the screw at a different angle that intersects the old course allows you to further strengthen the fixation due to bone cement, which "anchors" a new screw in the vertebral body. Due to the fact that bone cement is injected only into the old screw channel, and not the entire vertebra is cemented, there is no significant increase in the rigidity of the vertebral body and thus the risk of fracture of the vertebrae adjacent to the fixed body does not increase. To prevent re-migration of the structure under conditions of a pink bone, systemic therapy of the underlying disease (osteoporosis, tumors) is necessary, if necessary, puncture vertebroplasty of fixed vertebrae with bone cement or biocomposite material is possible. In the presence of tactical errors, it is necessary to restore the sagittal balance of the spine, perform the necessary measures for the formation of fusion.

Результат изобретения достигается за счет того, что выполняют удаление нестабильных транспедикулярных винтов, зачищают каналы винтов от развившейся фиброзной ткани, производят укрепление кости за счет «пломбировки» старых каналов винтов при помощи костного цемента, например полиметилметакрилата, повторно устанавливают винты в тела позвонков по вновь сформированным каналам под углом к предыдущим с пересечением их хода и окончательно монтируют транспедикулярную систему.The result of the invention is achieved due to the fact that they remove unstable transpedicular screws, clean the screw channels from the developed fibrous tissue, strengthen the bone by “filling” the old screw channels with bone cement, for example polymethylmethacrylate, reinstall the screws in the vertebral bodies according to the newly formed channels at an angle to the previous ones with the intersection of their course and finally mount the transpedicular system.

Изобретение поясняется схемами:The invention is illustrated by schemes:

Фиг. 1. Схема расшатывания и миграции установленного транспедикулярного винта в теле фиксированного позвонка с формированием дефекта костной ткани.FIG. 1. The pattern of loosening and migration of the established transpedicular screw in the body of a fixed vertebra with the formation of a bone defect.

Фиг. 2. Удаление нестабильного мигрировавшего винта и пломбировка старого хода при помощи костного цемента.FIG. 2. Removing the unstable migrated screw and filling the old course with bone cement.

Фиг. 3. Формирование нового канала и повторная установка транспедикулярного винта в тот же позвонок сбоку от предыдущего непосредственно перед полимеризацией костного цемента.FIG. 3. The formation of a new channel and the re-installation of the transpedicular screw in the same vertebra on the side of the previous one immediately before the polymerization of bone cement.

Фиг. 4. Окончательный результат после монтажа транспедикулярной системы.FIG. 4. The final result after the installation of the transpedicular system.

Практически способ осуществляют следующим образом.In practice, the method is as follows.

Под эндотрахеальным наркозом в положении больного на животе с реклинирующими валиками выполняют разметку операционного поля под ЭОП-контролем. Для лучшего заживления раны старый послеоперационный рубец иссекают. Рассекают фасцию, последовательно скелетируют паравертебральные мышцы с двух сторон, визуализируют задние структуры позвоночника и мигрировавшую металлоконструкцию. Производят демонтаж системы и удаление нестабильных транспедикулярных винтов из тел позвонков. Старые каналы от винтов зачищают от фиброзно-рубцовой ткани при помощи острой ложечки. После этого осуществляют их плотную пломбировку с помощью костного цемента. Для предотвращения выхода цемента через дефекты в канале от винта в область позвоночного канала необходимо использовать костный цемент, когда его вязкость приблизительно соответствует по консистенции мягкому пластилину. Цемент скатывают в тоненькие «колбаски» или пластичные шарики и проталкивают в старый ход от винта при помощи тонкой штанги. До окончательной полимеризации и застывания цемента при помощи стандартного инструментария формируют новый канал для винта под углом от предыдущего. Направление и положение нового хода винта зависит как от местоположения старого канала, так и от зоны повреждения костной ткани, возникшей в результате дислокации конструкции. При этом новый ход винта должен соответствовать общепринятым стандартам и проходить в пределах ножки позвонка, не проникая в позвоночный канал и не перфорируя костные стенки. Точку вкола для формирования нового хода определяют на 2-3 мм кнаружи от старого. Новый канал для винта формируют под несколько большим углом, чем стандартный для данного уровня, для того, чтобы винт проходил через неповрежденную костную ткань, пересекая ход старого канала, но при этом находился в пределах ножки позвонка. За счет такого проведения винта обеспечивается первичная стабильность фиксации и предотвращается повреждение спинного мозга или его корешков в просвете позвоночного канала или в области межпозвонковых отверстий. В некоторых случаях, из-за обширной зоны лизиса костной ткани, провести винт кнаружи от старого хода затруднительно, поэтому определяют точку вкола для нового канала на 2-3 мм выше от старого и изменяют угол введения винта на более краниальный, чем стандартный для данного уровня.Under endotracheal anesthesia in the patient’s position on the abdomen with proppants, marking of the surgical field is performed under the image intensifier tube. For better wound healing, the old postoperative scar is excised. The fascia is dissected, paravertebral muscles are sequentially skeletonized on both sides, the posterior structures of the spine and the migrated metal structure are visualized. Disassemble the system and remove unstable transpedicular screws from the vertebral bodies. Old channels from the screws are cleaned from fibro-scar tissue with a sharp spoon. After that, they are densely filled with bone cement. To prevent the exit of cement through defects in the canal from the screw into the region of the spinal canal, it is necessary to use bone cement, when its viscosity corresponds approximately to the consistency of soft clay. Cement is rolled up into thin “sausages” or plastic balls and pushed into the old passage from the screw using a thin rod. Prior to the final polymerization and hardening of cement using standard tools, a new channel for the screw is formed at an angle from the previous one. The direction and position of the new screw travel depends on both the location of the old canal and the area of bone damage resulting from the dislocation of the structure. At the same time, the new screw stroke must comply with generally accepted standards and pass within the vertebral pedicle without penetrating the spinal canal and without perforating the bone walls. The injection point for the formation of a new stroke is determined 2-3 mm outward from the old. A new channel for the screw is formed at a slightly greater angle than the standard for a given level, so that the screw passes through the intact bone tissue, crossing the course of the old channel, but at the same time is within the leg of the vertebra. Due to this holding of the screw, primary fixation stability is ensured and damage to the spinal cord or its roots in the lumen of the spinal canal or in the region of the intervertebral openings is prevented. In some cases, due to the extensive zone of bone tissue lysis, it is difficult to hold the screw outward from the old passage, therefore, the injection point for the new channel is 2-3 mm higher from the old one and the screw insertion angle is changed to a more cranial than standard for this level .

В каждом конкретном случае ориентацию нового хода винта необходимо выбирать индивидуально, придерживаясь следующих основополагающих принципов:In each case, the orientation of the new screw stroke must be selected individually, adhering to the following fundamental principles:

- вновь формируемый ход должен проходить в пределах здоровой кости и не перфорировать стенки костного канала;- the newly formed passage should take place within a healthy bone and not perforate the walls of the bone canal;

- новый канал для винта должен проходить под углом к старому для дополнительного «заякоривания» винта в позвонке за счет введенного костного цемента;- the new channel for the screw should pass at an angle to the old for additional “anchoring” of the screw in the vertebra due to the introduced bone cement;

- переустанавливаемый винт должен проходить в безопасной зоне, т.е. как можно дальше от позвоночного канала и фораминального отверстия, где проходят важные нервно-сосудистые образования: спинной мозг и спинномозговые нервы.- the resettable screw must pass in a safe area, i.e. as far as possible from the spinal canal and the foraminal opening, where important neurovascular formations pass: the spinal cord and spinal nerves.

Затем, после выполнения всех необходимых в ране операционных манипуляций, производят окончательный монтаж конструкции и послойное ушивание раны с оставлением активных дренажей по Редону.Then, after performing all the necessary surgical manipulations in the wound, the final installation of the structure and layer-by-layer suturing of the wound is made, leaving active drainages according to Redon.

Клинический пример. Пациент П-н, 52 года, поступил с жалобами на периодические боли в грудопоясничном отделе позвоночника, больше справа, ноющего, грызущего, характера, возникающие при физических нагрузках, сидении, резких движениях, наклонах, поворотах в кровати. Страдает болями в спине на протяжении нескольких лет, ухудшение после производственной травмы от 2008 года - падение в смотровую яму автомобиля с высоты около 1.5 метров. В 2010 году консультирован в РНИИТО, по данным МРТ-исследования поясничного отдела признаки выраженных дегенеративных изменений, спондилез, спондилоартроз, грыжи дисков Th₁₂-S₁, признаки нестабильности поясничного отдела, деформация тела L₁ позвонка, вероятно вследствие компрессионного перелома. 02.08.11 выполнено оперативное вмешательство: спондилосинтез Th₁₁-Тh₁₂-L₁-L₂-L₃ позвонков 10-винтовой транспедикулярной системой, двусторонняя фораминэктомия, декомпрессия дурального мешка и корешков спинного мозга на уровне фиксации, коррекция сколиотической деформации, задний спондилодез аутокостью. В связи с признаками нестабильности фиксации и формирования псевдоартроза 06.06.12 выполнен перемонтаж металлоконструкции с перепроведением винтов в телах Th₁₁, L₃ позвонков, создание условий для формирования заднего костного блока при помощи аутокости и биокомпозитного материала. После операции отмечалась (+) динамика с нормализацией статики позвоночника, регрессом болевого синдрома в спине и корешковой симптоматики. Через год пациента стали беспокоить боли в спине в районе верхнего полюса конструкции, связанные с физическими нагрузками, сменой положения тела. По данным контрольного КТ-исследования у пациента выявлены признаки нестабильности фиксации с резорбцией губчатой кости вокруг винтов в теле Th₁₁ позвонка с их миграцией. 16.04.13 пациенту под эндотрахеальным наркозом выполнена операция: перемонтаж металлоконструкции, удаление нестабильных винтов из тела Th₁₁ позвонка, кюретаж каналов винтов в теле позвонка, выполнена пломбировка старых каналов с использованием костного цемента, установка винтов в тело Th₁₁ позвонка с 2-х сторон по вновь сформированным каналам. Затем выполнена декортикация дужек и суставных отростков с 2-х сторон и выполнен задний спондилодез на уровне Th₁₁-Th₁₂ позвонков с использованием биокомпозитного материала. На послеоперационных рентгенограммах и КТ-томограммах старые каналы винтов полностью заполнены костным цементом, отмечается хорошее стояние винтов в теле позвонка с их плотным контактом со «здоровой» костью и «заякориванием» в костном цементе. Болевой синдром после операции полностью регрессировал. На контрольных рентгенограммах через 6 и 12 месяцев и 2 года после операции признаков нестабильности металлофиксации не отмечается, данные за формирующийся задний костный блок.Clinical example. Patient Pn, 52 years old, was admitted with complaints of periodic pain in the thoracolumbar spine, more on the right, aching, gnawing, of a character that occurs during physical exertion, sitting, sudden movements, bends, and turns in bed. Suffers from back pain for several years, deterioration after an industrial injury from 2008 - falling into the vehicle’s inspection hole from a height of about 1.5 meters. In 2010, consulted at RNIITO by MRI studies According to the lumbar signs marked degenerative changes, spondylosis, spondylarthritis, herniated discs Th ₁₂ -S _1, signs of instability of the lumbar, the deformation of the body L ₁ vertebra, probably due to the compression fracture. Surgical intervention performed _on 02/02/11: spondylosynthesis of Th ₁₁ -Th ₁₂ -L ₁ -L ₂ -L ₃ vertebrae with a 10-screw transpedicular system, bilateral foraminectomy, decompression of the dural sac and roots of the spinal cord at the fixation level, correction of scoliotic deformity, autologous posterior spinal fusion . In connection with the signs of instability of fixation and the formation of pseudoarthrosis, 06/06/12, the metalwork was reassembled with the screws in the bodies of Th ₁₁ , L ₃ vertebrae reassigned, the conditions for the formation of the posterior bone block using autocost and biocomposite material were created. After the operation, (+) dynamics was noted with normalization of the statics of the spine, regression of back pain and radicular symptoms. After a year, the patient began to worry about back pain in the area of the upper pole of the structure, associated with physical activity, a change in body position. According to the control CT study, the patient showed signs of instability of fixation with resorption of the trabecular bone around the screws in the body of the Th ₁₁ vertebra with their migration. 04/16/13 the patient under endotracheal anesthesia underwent surgery: remounting the metal structure, removing unstable screws from the vertebral body Th ₁₁ , curettage of the screw channels in the vertebral body, filling the old channels using bone cement, installing screws into the Th ₁₁ vertebral body from 2 sides on newly formed channels. Then, decortication of the arches and articular processes from 2 sides was performed and posterior fusion was performed at the level of Th ₁₁ -Th ₁₂ vertebrae using a biocomposite material. On postoperative radiographs and CT scans, the old screw channels are completely filled with bone cement; there is a good standing of the screws in the vertebral body with their tight contact with the “healthy” bone and “anchoring” in the bone cement. Pain after surgery completely regressed. On the control radiographs after 6 and 12 months and 2 years after the operation, there are no signs of instability of metal fixation, data for the forming posterior bone block.

В ФГБУ «РНИИТО им. Р.Р. Вредена» Минздрава России выполнено 12 операций с использованием данного изобретения. Все результаты положительные, в 100% случаев достигнута надежная рефиксация позвоночника после расшатывания и миграции установленной металлоконструкции без признаков повторной нестабильности за период наблюдения до 3-х лет.In the FSBI “RNIITO named after R.R. Harmful "Ministry of Health of Russia performed 12 operations using this invention. All the results are positive, in 100% of cases reliable spinal refixation was achieved after loosening and migration of the installed metal structure without signs of repeated instability over the observation period of up to 3 years.

Список литературы.Bibliography.

1. Dickman С.A., Fessler R.G., McMillan М., Haid R.W. Transpedicular screw-rod fixation of the lumbar spine: operative technique and outcome in 104 cases. J. Neurosurg. 1992; 77: 860-870.1. Dickman C. A., Fessler R. G., McMillan M., Haid R. W. Transpedicular screw-rod fixation of the lumbar spine: operative technique and outcome in 104 cases. J. Neurosurg. 1992; 77: 860-870.

2. Essens S.I., Sachs B.L., Dreyzin V. Complications associated with the technique of pedicle screw fixation: a selected survey of ABC members. Spine. 1993; 18: 2231-2239.2. Essens S.I., Sachs B.L., Dreyzin V. Complications associated with the technique of pedicle screw fixation: a selected survey of ABC members. Spine 1993; 18: 2231-2239.

3. DeWald C.J., Stanley T. Instrumentation-related complications of multilevel fusions for adult spinal deformity patients over age 65: surgical considerations and treatment options in patients with poor bone quality. Spine (Phila Pa 1976). 2006; 31(19 Suppl): S144-S151.3. DeWald C.J., Stanley T. Instrumentation-related complications of multilevel fusions for adult spinal deformity patients over age 65: surgical considerations and treatment options in patients with poor bone quality. Spine (Phila Pa 1976). 2006; 31 (19 Suppl): S144-S151.

Claims

A method of restoring spinal support during revision operations after the development of instability of previously established transpedicular structures, which consists in removing unstable transpedicular screws, cleaning the screw channels from developed fibrous tissue, reinstalling the screws in the vertebral bodies, characterized in that plastic balls are formed from bone cement, rolled them and enter into the channels remaining from the removed screws with their tight sealing, then, without waiting for the final poly erizatsii and solidification of the cement, the new channels are formed at an angle to the previous one, with the intersection of their stroke, after which the newly created channels previously deleted administered screws.