Analysis of causes of metal structure destabilization in correction of congenital spinal deformation in children of a younger age group

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. One of the most common vertebral malformations that lead to the occurrence and progression of congenital scoliosis is disorders of vertebral formation. Most specialists adhere to the active tactics of surgical correction of spinal deformity in early childhood.

The aim. To evaluate the variants and causes of the transpedicular spinal system destabilization, which is not related to the violation of its integrity, in the surgical treatment of children with congenital spinal deformities.

Materials and methods. The case histories of 286 children under the age of 6 years undergoing surgical treatment in H. Turner National Medical Research Center for Сhildren’s Orthopedics and Trauma Surgery between 2014 and 2019 were analyzed. Depending on the outcome of the surgical treatment, the patients were divided into groups: the main group (n = 7) included those with spinal system destabilization and the control group (n = 12) consisted of those without spinal system destabilization. During the study, the sizes of the bases of the arcs adjacent to the abnormal vertebra, the magnitude of the scoliotic and kyphotic components of the deformation, and the correct position of the supporting elements of the spinal system on the Gertzbein scale were determined.

Results. Patients of the studied groups were identified according to their age and the magnitude of scoliotic and kyphotic components of spinal deformity. The average diameter of the arc base in the studied groups varied (p < 0.05). In all patients, the complete correction of the congenital curvature of the spine was achieved after surgery. In the long-term postoperative period in patients of the study group after radiation analysis, the malposition of supporting elements relative to the base of the vertebral arch and a loss of correction of spinal deformity by an average of 25° were revealed, which required the repeated surgery in order to restore the stability of the spinal system and to correct deformation.

Conclusions. The reasons for the spinal system destabilization during the correction of the spinal congenital deformations are the peculiarities of vertebral anatomical-anthropometric parameters in the curvature zone, as well as tactical aspects during surgery. The main reason for the spinal system destabilization without violating its integrity is the small size of bases of adjacent vertebral arches relative to the abnormal one. The small size of the bases of the vertebral arches and the significant amount of necessary correction of congenital spinal deformity necessitate the installation of a longer spinal system in order to restore physiological profiles in the curvature zone.

About the authors

Dmitry N. Kokushin

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Email: partgerm@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2510-7213

MD, PhD, Senior Research Associate of the Department of Pathology of the Spine and Neurosurgery

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

Sergei V. Vissarionov

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048

MD, PhD, D.Sc., Professor, Deputy Director for Research and Academic Affairs, Head of the Department of Spinal Pathology and Neurosurgery

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

Michael A. Khardikov

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Author for correspondence.
Email: denica1990@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-8269-0900
SPIN-code: 3378-7685

MD, PhD student, Department of Spinal Pathology and Neurosurgery

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

Nikita O. Khusainov

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Email: nikita_husainov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3036-3796

MD, PhD, Research Associate of the Department of Pathology of the Spine and Neurosurgery

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

Aleksandra N. Filippova

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Email: alexandrjonok@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9586-0668

MD, PhD Student of the Department of Spine Pathology and Neurosurgery

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

Vladislav V. Ilin

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Email: 89990323261@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7444-7735

MD, clinical resident of the Department of Spine Pathology and Neurosurgery

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

References

  1. Feng Y, Hai Y, Zhao S, Zang L. Hemivertebra resection with posterior unilateral intervertebral fusion and transpedicular fixation for congenital scoliosis: results with at least 3 years of follow-up. Eur Spine J. 2016;25(10):3274-3281. https://doi.org/10.1007/s00586-016-4556-7.
  2. McMaster MJ, David CV. Hemivertebra as a cause of scoliosis. A study of 104 patients. J Bone Joint Surg Br. 1986;68(4):588-595.
  3. Виссарионов С.В., Картавенко К.А., Кокушин Д.Н., Ефремов А.М. Хирургическое лечение детей с врожденной деформацией грудного отдела позвоночника на фоне нарушения формирования позвонков // Хирургия позвоночника. – 2013. – № 2. – С. 032–037. [Vissarionov SV, Kartavenko KA, Kokushin DN, Efremov AM. Surgical treatment of children with congenital thoracic spine deformity associated with vertebral malformation. Spine surgery. 2013;(2):032-037. (In Russ.)]. https://doi.org/10.14531/ss2013.2.32-37.
  4. Mladenov K, Kunkel P, Stuecker R. Hemivertebra resection in children, results after single posterior approach and after combined anterior and posterior approach: a comparative study. Eur Spine J. 2012;21(3):506-513. https://doi.org/10.1007/s00586-011-2010-4.
  5. Ruf M, Jensen R, Jeszenszky D, et al. Hemivertebra resection in congenital scoliosis — early correction in young children. Z Orthop Ihre Grenzgeb. 2006;144(1):74-79. https://doi.org/10.1055/s-2006-921417.
  6. Noordeen MH, Garrido E, Tucker SK, Elsebaie HB. The surgical treatment of congenital kyphosis. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34(17):1808-1814. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e3181ab6307.
  7. Рябых С.О., Филатов Е.Ю., Савин Д.М. Результаты экстирпации полупозвонков комбинированным, дорсальным и педикулярным доступами: систематический обзор // Хирургия позвоночника. – 2017. – Т. 14. – № 1. – С. 14–23. [Ryabykh SO, Filatov EY, Savin DM. Results of hemivertebra excision through combined, posterior and transpedicular approaches: systematic review. Spine surgery. 2017;14(1):14-23. (In Russ.)]. https://doi.org/10.14531/ss2017.1.14-23.
  8. Мушкин А.Ю., Наумов Д.Г., Уменушкина Е.Ю. Экстирпация грудных и поясничных полупозвонков у детей: как техника операции влияет на ее травматичность? (Предварительные результаты и обзор литературы) // Травматология и ортопедия России. – 2018. – Т. 24. – № 3. – С. 83–90. [Mushkin AY, Naumov DG, Umenushkina EY. Thoracic and lumbar hemivertebra excision in pediatric patients: how does the operation technique influence on outcomes? (Cohort analysis and literature review). Traumatology and Orthopedics of Russia. 2018;24(3):83-90. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2018-24-3-83-90]
  9. Davne SH, Myers DL. Complications of lumbar spinal fusion with transpedicular instrumentation. Spine (Phila Pa 1976). 1992;17(6 Suppl):S184-189. https://doi.org/10.1097/00007632-199206001-00021.
  10. Roy-Camille R, Saillant G, Mazel C. Internal fixation of the lumbar spine with pedicle screw plating. Clin Orthop Relat Res. 1986(203):7-17.
  11. Ruf M, Harms J. Posterior hemivertebra resection with transpedicular instrumentation: early correction in children aged 1 to 6 years. Spine (Phila Pa 1976). 2003;28(18):2132-2138. https://doi.org/10.1097/01.BRS.0000084627.57308.4A.
  12. Кокушин Д.Н., Белянчиков С.М., Мурашко В.В., и др. Сравнительный анализ корректности установки транспедикулярных винтов при хирургическом лечении детей с идиопатическим сколиозом // Хирургия позвоночника. – 2017. – Т. 14. – № 4. – С. 8–17. [Kokushin DN, Belyanchikov SM, Murashko VV, et al. Comparative analysis of the accuracy of pedicle screws insertion in surgical treatment of children with idiopathic scoliosis. Spine surgery. 2017;14(4):8-17. (In Russ.)]. https://doi.org/10.14531/ss2017.4.8-17.
  13. Gertzbein SD, Robbins SE. Accuracy of pedicular screw placement in vivo. Spine (Phila Pa 1976). 1990;15(1):11-14. https://doi.org/10.1097/00007632-199001000-00004.
  14. Виссарионов С.В., Картавенко К.А., Кокушин Д.Н., и др. Хирургическое лечение детей с врожденной деформацией поясничной локализации: экстирпация или частичная резекция полупозвонка? // Травматология и ортопедия России. – 2017. – Т. 23. – № 4. – С. 18–28. [Vissarionov SV, Kartavenko KA, Kokushin DN, et al. Surgical treatment of children with congenital lumbar scoliosis: complete or partial resection of malformed vertebrae? Traumatology and Orthopedics of Russia. 2017;23(4):18-28. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2017-23-4- 18-28.
  15. Chang DG, Kim JH, Ha KY, et al. Posterior hemivertebra resection and short segment fusion with pedicle screw fixation for congenital scoliosis in children younger than 10 years: greater than 7-year follow-up. Spine (Phila Pa 1976). 2015;40(8):E484-491. https://doi.org/10.1097/BRS.0000000000000809.
  16. Li J, Lu GH, Wang B, et al. Pedicle screw implantation in the thoracic and lumbar spine of 1-4-year-old children: evaluating the safety and accuracy by a computer tomography follow-up. J Spinal Disord Tech. 2013;26(2):E46-52. https://doi.org/10.1097/BSD.0b013e31825d5c87.
  17. Hedequist D, Emans J, Proctor M. Three rod technique facilitates hemivertebra wedge excision in young children through a posterior only approach. Spine (Phila Pa 1976). 2009;34(6):E225-229. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e3181997029.
  18. Boachie-Adjei O, Yagi M, Sacramento-Dominguez C, et al. Surgical risk stratification based on preoperative risk factors in severe pediatric spinal deformity surgery. Spine Deform. 2014;2(5):340-349. https://doi.org/10.1016/j.jspd.2014.05.004.
  19. Ruf M, Harms J. Hemivertebra resection by a posterior approach: innovative operative technique and first results. Spine (Phila Pa 1976). 2002;27(10):1116-1123. https://doi.org/10.1097/00007632-200205150-00020.
  20. Zhang J, Shengru W, Qiu G, et al. The efficacy and complications of posterior hemivertebra resection. Eur Spine J. 2011;20(10):1692-1702. https://doi.org/10.1007/s00586-011-1710-0.
  21. Guo J, Zhang J, Wang S, et al. Risk factors for construct/implant related complications following primary posterior hemivertebra resection: Study on 116 cases with more than 2 years‘ follow-up in one medical center. BMC Musculoskelet Disord. 2016;17(1):380. https://doi.org/10.1186/s12891-016-1229-y.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Radiographs of patient S., 1 year 9 months, with congenital kyphoscoliosis of the lumbar spine with the presence of the posterolateral semivertebra L2: a — before surgery, the scoliosis angle was 39°, and the kyphosis angle was 26°; b — after extirpation of the semivertebra with a combined approach and through correction of congenital deformity; c — destabilization of the surgical hardware

Download (243KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 Kokushin D.N., Vissarionov S.V., Khardikov M.A., Khusainov N.O., Filippova A.N., Ilin V.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».