Evaluation of radiological indices of the spine and pelvis ratios in children with a severe form of slipped capital femoral epiphysis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Slipped capital femoral epiphysis is one of the most severe diseases of the hip joint in children and is characterized by the displacement of the proximal femoral epiphysis, occurring as a result of a decrease in the mechanical strength of its growth plate. Some pathological processes in the hip joints and lumbosacral spine cause changes in the position (vergence) of the pelvis in the sagittal plane and the development of degenerative dystrophic diseases. The analysis of the spine–pelvis relationships in children with slipped capital femoral epiphysis may provide the basis for the development of new approaches to the surgical correction of the deformity of the hip component of the affected joint.

AIM: To assess the radiological parameters of the frontal and sagittal spine–pelvis relations in children with proximal femur deformity in slipped capital femoral epiphysis.

MATERIALS AND METHODS: The study included 30 patients (30 hips) aged 11–14 years with a severe form of slipped capital femoral epiphysis characterized by the presence of a posterior displacement of the epiphysis of >60° combined with the downward displacement of no more than 10° in one of the joints and absence of displacement (pre-slip stage) in the other. Patients underwent clinical and radiological examinations. The radiographs taken in the standing position were used to assess the values of thoracic kyphosis and lumbar lordosis, pelvic incidence (PI), sacral slope (SS), pelvic tilt (PT), sagittal vertical axis (SVA), and spine–sacral angle (SSA). The obtained data were subjected to statistical processing.

RESULTS: The patients had pelvic retroversion (decreased values of the PI and SS indices and increased PT index) and formed hypolordotic type of vertical posture according to P. Roussouly classification. In addition, thoracic hyperkyphosis occurred, and the SVA shifted to the front, which can be considered a mechanism of trunk balance compensation for the existing pelvic retroversion and reduction of lumbar lordosis to maintain the ability to move in an upright position.

CONCLUSIONS: Children with this severe form of slipped capital femoral epiphysis are characterized by pelvic retroversion, decreased lumbar lordosis and increased thoracic kyphosis, positive trunk imbalance, and PT toward the affected limb. Planning and reconstructive restorative interventions on the affected hip joint should consider existing pathological changes to restore the correct spine–pelvis relationships and prevent degenerative dystrophic processes in the lumbosacral spine.

About the authors

Dmitriy B. Barsukov

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery

Author for correspondence.
Email: dbbarsukov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9084-5634
SPIN-code: 2454-6548

MD, PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Pavel I. Bortulev

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery

Email: pavel.bortulev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4931-2817
SPIN-code: 9903-6861
Scopus Author ID: 57193258940

MD, PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergei V. Vissarionov

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery; North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: vissarionovs@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4235-5048
SPIN-code: 7125-4930
Scopus Author ID: 6504128319

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Corresponding Member of RAS

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Ivan Y. Pozdnikin

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery

Email: pozdnikin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7026-1586
SPIN-code: 3744-8613

MD, PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Tamila V. Baskaeva

H. Turner National Medical Research Center for Children’s Orthopedics and Trauma Surgery

Email: tamila-baskaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9865-2434
SPIN-code: 5487-4230

MD, orthopedic and trauma surgeon

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Abraham E, Gonzalez MH, Pratap S, et al. Clinical implications of anatomical wear characteristics in slipped capital femoral epiphysis and primary osteoarthritis. J Pediatr Orthop. 2007;27(7):788–795. doi: 10.1097/BPO.0b013e3181558c94
  2. Mamisch TC, Kim YJ, Richolt JA, et al. Femoral morphology due to impingement influences the range of motion in slipped capital femoral epiphysis. Clin Orthop Relat Res. 2009;467(3):692–698. doi: 10.1007/s11999-008-0477-z
  3. Ziebarth K, Leunig M, Slongo T, et al. Slipped capital femoral epiphysis: relevant pathophysiological findings with open surgery. Clin Orthop Relat Res. 2013;471(7):2156–2162. doi: 10.1007/s11999-013-2818-9
  4. Bellemore JM, Carpenter EC, Yu NY, et al. Biomechanics of slipped capital femoral epiphysis: evaluation of the posterior sloping angle. J Pediatr Orthop. 2016;36(6):651–655. doi: 10.1097/BPO.0000000000000512
  5. Sonnega RJ, van der Sluijs JA, Wainwright AM, et al. Management of slipped capital femoral epiphysis: results of a survey of the members of the European Paediatric Orthopaedic Society. J Child Orthop. 2011;5(6):433–438. doi: 10.1007/s11832-011-0375-x
  6. Vaz G, Roussouly P, Berthonnaud E, et al. Sagittal morphology and equilibrium of pelvis and spine. Eur Spine J. 2002;11(1):80–87. doi: 10.1007/s005860000224
  7. Shefi S, Soudack M, Konen E, et al. Development of the lumbar lordotic curvature in children from age 2 to 20 years. Spine (Phila Pa 1976). 2013;38(10):E602–E608. doi: 10.1097/BRS.0b013e31828b666b
  8. Hasegawa K, Okamoto M. Normative values of spino-pelvic sagittal alignment, balance, age and health-related quality of life in a cohort of healthy adult subjects. Eur Spine J. 2016;25:3675–3686. doi: 10.1007/s00586-016-4702-2
  9. Mac-Thiong JM, Roussouly P, Berthonnaud E, et al. Age- and sex-related variations in sagittal sacropelvic morphology and balance in asymptomatic adults. Eur Spine J. 2011;20(Suppl 5):572–577. doi: 10.1007/s00586-011-1923-2
  10. Roussouly P, Pinheiro-Franco JL. Biomechanical analysis of the spino-pelvic organization and adaptation in pathology. Eur Spine J. 2011;20(Suppl 5):609–618. doi: 10.1007/s00586-011-1928-x
  11. 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
  12. Vissarionov SV, Kokushin DN, Kartavenko KA, et al. Surgical treatment of children with congenital deformity of the lumbar and lumbosacral spine. Khirurgiya pozvonochnika. 2012;3:33–37. (In Russ.)
  13. Prodan AI, Radchenko VA, Khvisyuk AN, et al. Mechanism of vertical posture formation and parameters of sagittal spinopelvic balance in patients with chronic low back pain and sciatica. Khirurgiya pozvonochnika. 2006;(4):61–69. (In Russ.)
  14. Murray KJ, Le Grande MR, Ortega de Mues A, et. al. Characterisation of the correlation between standing lordosis and degenerative joint disease in the lower lumbar spine in women and men: a radiographic study. BMC Musculoskeletal Disorders. 2017;18:330. doi: 10.1186/s12891-017-1696-9
  15. Fukushima K, Miyagi M, Inoue G, et al. Relationship between spinal sagittal alignment and acetabular coverage: a patient-matched control study. Arch Orthop Trauma Surg. 2018;138:1495–1499. doi: 10.1007/s00402-018-2992-z
  16. Averkiev VA, Kudyashev AL, Artyukh VA, et al. Features of spino-pelvic realtions in patients with hip-spine syndrome. Khirurgiya pozvonochnika. 2012;(4):49–54. (In Russ.)
  17. Krechmar AN. Slipped capital femoral epiphysis (clinic-experimental study) [dissertation]. Leningrad; 1982. (In Russ.)
  18. Hesarikia H, Rahimnia A. 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
  19. 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
  20. Fukushima K, Miyagi M, Inoue G, et al. Relationship between spinal sagittal alignment and acetabular coverage: a patient-matched control study. Arch Orthop Trauma Surg. 2018;138:1495–1499. doi: 10.1007/s00402-018-2992-z
  21. Bortulev PI, Vissarionov SV, Baskov VE, et al. Ocenka sostoyaniya pozvonochno-tazovyh sootnoshenij u detej s dvustoronnim vysokim stoyaniem bol’shogo vertela. Sovremennye problem nauki i obrazovaniya. 2020;(1):66. (In Russ.)
  22. Le Huec JC, Rossouly P. Sagittal spino-pelvic balance is a crucial analysis for normal and degenerative spine. Eur Spine J. 2011;20(5):556–557. doi: 10.1007/s00586-011-1943-y
  23. Abelin K, Vialle R, Lenoir T, et al. The sagittal balance of the spine in children and adolescents with osteogenesis imperfecta. Eur Spine J. 2008;17(12):1697–1704. doi: 10.1007/s00586-008-0793-8
  24. 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):6–12. (In Russ.). doi: 10.17816/PTORS646-12
  25. Roussouly P, Berthonnaud E, Dimnet J. Geometrical and mechanical analysis of lumbar lordosis in an asymptomatic population: proposed classification. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2003;89(7):632–639.
  26. Jackson R, Phipps T, Hales C, et al. Pelvic lordosis and alignment in spondylolisthesis. Spine. 2003;28(2):151–160. doi: 10.1097/00007632-200301150-00011
  27. Sorensen CJ, Norton BJ, Callaghan JP, et al. Is lumbar lordosis related to low back pain development during prolonged standing? Man Ther. 2015;20(4):553–557. DOI: 10.1016/j. math.2015.01.001

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Radiographs of the hip joints in the anteroposterior projection (a) and Lauenstein projection (b) of patient A., aged 13 years 2 months, with slipped capital femoral epiphysis, posterior epiphyseal displacement by 62° and downward displacement by 4° on the right, and no displacement (pre-slip stage) on the left

Download (175KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Lateral panoramic radiograph of the spine, including the femoral heads of the same patient, and an example of the calculation of spinopelvic ratios

Download (117KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Correlations between the main indicators of the frontal and sagittal spinopelvic ratios (see text for explanations)

Download (130KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Results of the regression analysis, indicating the relationship between the frontal and sagittal spinopelvic ratios: a, between the pelvic incidence (PI) and posterior displacement of the epiphysis; b, between the sacral angle, and posterior epiphyseal displacement; c, between the sacral slope (SS) and the global lumbar lordosis (GLL); d, between the sacral slope and the spinosacral angle (SSA)

Download (287KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Barsukov DB, Bortulev PI, Vissarionov SV, Pozdnikin IYu, Baskayeva TV


 


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».