Comparative characteristics of sagittal balance in normal children and with spondylolisthesis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The measurement of sagittal parameters is an important part of preoperative planning and is also used to evaluate the results of surgical treatment. It is known that in spondylolisthesis (especially at high degrees) the sagittal parameters of the spine differ from those in healthy people. The difference in spinal-pelvic parameters in children and adults without orthopedic pathology has also been proven. One of the tasks of surgical treatment of spondylolisthesis is the restoration of sagittal balance or its maximum approximation to normal values. However, today there is no single accepted norm of sagittal parameters for children, therefore, the question of the optimal tactics of surgical treatment of spondylolisthesis in children remains open.

AIM: To determine the parameters of the sagittal balance in normal children and in children with spondylolisthesis.

MATERIAL AND METHODS: A retrospective analysis of postural radiographs of 68 children was performed. Patients were divided into 2 groups: group I — 43 patients from 8 to 17 years old without spinal pathology. Group II — 25 patients with spondylolisthesis from 8 to 17 years old. For each patient, the main spinal and pelvic parameters (PT; PI; SS; LL; PI-LL; TK) were measured and statistical analysis of the data was performed.

RESULTS: The study proved that the main parameters of the sagittal balance (PI, PT, SS, LL, TK, PI-LL) in children and adults without pathological deformities of the spinal column are statistically significantly different. Also, there are statistically significant differences between the parameters of the sagittal balance in children and adolescents without spinal pathology and with spondylolisthesis (PI, PT, SS, LL, TK, SFD, PI-LL). In patients with high grade spondylolisthesis, the parameters of thoracic kyphosis and lumbar lordosis are significantly reduced, which should be assessed as a compensatory mechanism for maintaining the vertical position of the body. Children with spondylolisthesis are characterized by a significantly higher PI value.

CONCLUSION: The sagittal parameters of the spine in children and adults are different, therefore, for correct preoperative planning, it is necessary to establish the norm of sagittal parameters for children. It is also necessary to take into account the high value of PI in children and adolescents with spondylolisthesis, which may be the etiological factor of this disease. The existing formulas for measuring sagittal balance for children with spondylolisthesis should be used with caution, because a high PI can lead to unreliable theoretical values of PT, SS, LL and TK. The cause of sagittal imbalance can be not only high degrees of spondylolisthesis, but also the tight hamstrings.

About the authors

Alexander A. Kuleshov

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: cito-spine@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9526-8274
SPIN-code: 7052-0220

MD, Dr. Sci. (Med.), traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Moscow

Marchel S. Vetrile

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: vetrilams@cito-priorov.ru
ORCID iD: 0000-0001-6689-5220
SPIN-code: 9690-5117

MD, Cand. Sci. (Med.), traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Moscow

Vitaly R. Zakharin

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: zakhvit@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1553-2782
SPIN-code: 2931-0703

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Moscow

Anatoliy V. Ovsyankin

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Joint Replacement

Email: ovsjankin@rambler.ru
SPIN-code: 4417-3617

MD, Cand. Sci. (Med.), traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Smolensk

Elena S. Kuzminova

Federal Center of Traumatology, Orthopedics and Joint Replacement

Email: muxuxo@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2876-6844
SPIN-code: 5992-6657

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Smolensk

Igor N. Lisyansky

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: lisigornik@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-2479-4381
SPIN-code: 9845-1251

MD, Cand. Sci. (Med.), traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Moscow

Sergey N. Makarov

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: moscow.makarov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0406-1997
SPIN-code: 2767-2429

MD, Cand. Sci. (Med.), traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Moscow

Uliya V. Strunina

Burdenko National Medical Research Center of Neurosurgery

Email: ustrunina@nsi.ru
ORCID iD: 0000-0001-5010-6661
SPIN-code: 9799-5066

leading engineer

Russian Federation, Moscow

References

  1. Labelle H, Roussouly P, Berthonnaud E, et al. Spondylolisthesis, pelvic incidence, and spinopelvic balance: a correlation study. Spine (Phila Pa 1976). 2004;29(18):2049–2054. doi: 10.1097/01.brs.0000138279.53439.cc
  2. Mac-Thiong JM, Berthonnaud E, Dimar JR 2nd, et al. Sagittal alignment of the spine and pelvis during growth. Spine (Phila Pa 1976). 2004;29(15):1642–1647. doi: 10.1097/01.brs.0000132312.78469.7b
  3. Mac-Thiong JM, Labelle H, Berthonnaud E, et al. Sagittal spinopelvic balance in normal children and adolescents. Eur Spine J. 2007;16(2):227–234. doi: 10.1007/s00586-005-0013-8
  4. Lee CS, Noh H, Lee DH, et al. Analysis of sagittal spinal alignment in 181 asymptomatic children. J Spinal Disord Tech. 2012;25(8):E259–263. doi: 10.1097/BSD.0b013e318261f346
  5. Gutman G, Labelle H, Barchi S, et al. Normal sagittal parameters of global spinal balance in children and adolescents: a prospective study of 646 asymptomatic subjects. Eur Spine J. 2016;25(11):3650–3657. doi: 10.1007/s00586-016-4665-3
  6. Ghandhari H, Hesarikia H, Ameri E, Noori A. Assessment of normal sagittal alignment of the spine and pelvis in children and adolescents. Biomed Res Int. 2013;2013:842624. doi: 10.1155/2013/842624
  7. Zhou XY, Zhao J, Li B, et al. Assessment of sagittal spinopelvic balance in a population of normal Chinese children. Spine (Phila Pa 1976). 2020;45(13):E787–791. doi: 10.1097/BRS.0000000000003428
  8. Cil A, Yazici M, Uzumcugil A, et al. The evolution of sagittal segmental alignment of the spine during childhood. Spine (Phila Pa 1976). 2005;30(1):93–100. doi: 10.1097/01.brs.0000149074.21550.32
  9. Labelle H, Mac-Thiong JM, Roussouly P. Spino-pelvic sagittal balance of spondylolisthesis: a review and classification. Eur Spine J. 2011;20 (Suppl 5):641–646. doi: 10.1007/s00586-011-1932-1
  10. Schwab F, Lafage V, Boyce R, et al. Gravity line analysis in adult volunteers age-related correlation with spinal parameters, pelvic parameters, and foot position. Spine (Phila Pa 1976). 2006;31(25):E959–967. doi: 10.1097/01.brs.0000248126.96737.0f
  11. Kuleshov AA, Vetrile MS, Shkarubo AN, et al. Additive technologies in surgical treatment of spinal deformities. N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics. 2018;25(3–4):19–29. (In Russ). doi: 10.17116/vto201803-04119
  12. Prudnikova OG, Aranovich AM. Clinical and radiological aspects of the sagittal balance of the spine in children with achondroplasia. Pediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive Surgery. 2018;6(4):6–12. (In Russ). doi: 10.17816/PTORS646-12
  13. Bortulev PI, Vissarionov SV, Baskov VE, et al. Clinical and roentgenological criteria of spine-pelvis ratios in children with dysplastic femur subluxation. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2018;24(3):74–82. (In Russ). doi: 10.21823/2311-2905-2018-24-3-74-82
  14. Bortulev PI, Vissarionov SV, Barsukov DB, et al. Evaluation of radiological parameters of the spino-pelvic complex in children with hip subluxation in Legg-Calve-Perthes disease. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2021;27(3):19–28. (In Russ). doi: 10.21823/2311-2905-2021-27-3-19-28
  15. Hesarikia H, Rahimnia A, Emami Meybodi MK. Differences between male and female sagittal spinopelvic parameters and alignment in asymptomatic pediatric and young adults. Minerva Ortopedica e Traumatologica. 2018;69(2):44–48. doi: 10.23736/S0394-3410.18.03867-5
  16. Legaye J, Duval-Beaupère G, Hecquet J, Marty C. Pelvic incidence: a fundamental pelvic parameter for three-dimensional regulation of spinal sagittal curves. Eur Spine J. 1998;7(2):99–103. doi: 10.1007/s005860050038
  17. Le Huec JC, Thompson W, Mohsinaly Y, et al. Sagittal balance of the spine. Eur Spine J. 2019;28(9):1889–1905. doi: 10.1007/s00586-019-06083-1
  18. Barash HL, Galante JO, Lambert CN, Ray RD. Spondylolisthesis and tight hamstrings. J Bone Joint Surg Am. 1970;52(7):1319–1328.
  19. Phalen GS, Dickson JA. Spondylolisthesis and tight hamstrings. J Bone Joint Surg Am. 1961;43:505–512.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Comparison of mean values for the main sagittal parameters between groups of healthy children and those with spondylolisthesis. PT, pelvic tilt; PI, pelvic incidence; SS, sacral slope; LL, lumbar lordosis; TK, thoracic kyphosis; PI-LL, the difference between the values of the pelvic index and lumbar lordosis.

Download (205KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Sagittal balance parameters in a 13-year-old patient with spondylolisthesis L5, SDSG type 6 before (a) and after (b) surgical treatment, as well as the calculation of theoretical parameters of lumbar lordosis (LL) and thoracic kyphosis (TK) at the stage of preoperative planning. Design parameters: 1) LL=PI×0.54+28, LL=66.1; 2) TK=0.75×LL, TK=49.5.

Download (162KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Kuleshov A.A., Vetrile M.S., Zakharin V.R., Ovsyankin A.V., Kuzminova E.S., Lisyansky I.N., Makarov S.N., Strunina U.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».