La chirurgia di correzione nella scoliosi degenerativa dell'adulto: osteotomie e cages intersomatiche anteriori. Metanalisi della recente letteratura.

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI GENOVA

SCUOLA DI SCIENZE MEDICHE E

FARMACEUTICHE

TESI DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA

“La chirurgia di correzione nella scoliosi

degenerativa dell’adulto: osteotomie e cages

intersomatiche anteriori.

Metanalisi della recente letteratura.”

Relatore: Prof. Matteo Formica Candidato: Marco Ialuna

INDICE

CAPITOLO 1 : ANATOMIA E BIOMECCANICA DEL RACHIDE -1.1 anatomia del rachide

-1.2 biomeccanica della colonna vertebrale

CAPITOLO 2 : APPROFONDIMENTO SUL BALANCE SAGITTALE -2.1 Sagittal balance of the spine

CAPITOLO 3 : SCOLIOSI DEGENERATIVA DELL’ADULTO -3.1 Scoliosi degenerativa dell’adulto

-3.2 l’angolo di Cobb

-3.3 alcuni sistemi classificativi per la scoliosi dell’adulto CAPITOLO 4 : PROCEDURE CHIRURGICHE

-4.1 tecniche correttive della deformità -4.2 strumentazione e basi di artrodesi

CAPITOLO 5 : REVISIONE SISTEMATICA DELLA LETTERATURA -5.1 Strategia di ricerca e selezione degli articoli

-5.2 Metodo statistico -5.3 Risultati

-5.4 Discussione -5.5 Conclusioni Bibliografia

CAPITOLO 1

ANATOMIA E BIOMECCANICA DEL RACHIDE 1.1 ANATOMIA DEL RACHIDE [1]

Il tronco è la parte più voluminosa del corpo e , in senso cranio-caudale , si compone di torace , addome e pelvi . Nella parte posteriore del tronco è presente il rachide , struttura di sostegno fondamentale . Il rachide è formato da uno scheletro , la colonna vertebrale , unito da varie articolazioni e rivestito da numerosi muscoli intrinseci ed estrinseci . La sua funzione è il sostegno di testa e tronco , inoltre accoglie e protegge al suo interno il midollo spinale , rivestito dalle meningi e accolto nel canale vertebrale formatosi per sovrapposizione dei fori vertebrali presenti nelle singole vertebre . Colonna Vertebrale

La colonna vertebrale è un complesso osseo costituente lo scheletro del rachide , si compone di 33 o 34 ossa articolate fra loro , le vertebre . Decorre in senso cranio-caudale dal cranio alla pelvi , di cui partecipa

alla costituzione .

Si compone di cinque segmenti: 1 ) il segmento cervicale , formato da sette vertebre ; 2 ) il segmento toracico , formato da dodici vertebre ; 3 ) il segmento lombare , formato cinque vertebre ; 4 ) il segmento sacrale , formato da cinque vertebre fuse fra loro a formare l’osso sacro ; 5 ) il segmento coccigeo , formato da quattro o cinque vertebre unite fra loro a formare il coccige .

La colonna vertebrale non è rettilinea ma presenta delle curvature . Sul piano sagittale presenta una convessità anteriore a livello cervicale , detta lordosi cervicale ; una convessità posteriore a livello toracico , detta cifosi dorsale ; una convessità anteriore a livello lombare , detta lordosi lombare ; una convessità posteriore nel segmento sacrococcigeo , detta cifosi sacrococcigea . Le

cifosi sono curvature primarie corrispondenti _{Figura 1.2, illustrazione del rachide in proiezione} laterale destra [2]

all’atteggiamento in flessione del feto , le lordosi sono curve secondarie di compenso che si determinano dopo la nascita , la lordosi cervicale nel momento in cui il neonato solleva la testa , la lordosi lombare quando il bambino comincia ad assumere la posizione eretta . Il passaggio fra le curvature è graduale con l’eccezione di quello tra lordosi lombare e cifosi sacrococcigea , corrispondente all’articolazione fra la quinta vertebra lombare ed il sacro , che è più pronunciato e determina una sporgenza detta promontorio . Sul piano frontale della colonna è visibile una leggera curvatura a livello toracico , con convessità a destra e dunque concavità a sinistra , dovuta presumibilmente alla presenza del cuore e dell’arco dell’aorta , e due curve minori di compenso , concave a destra , nei segmenti cervicale e lombare . Queste curve sul piano frontale vengono definite scoliosi fisiologica .

Caratteri generali delle vertebre

Le vertebre , indipendentemente dal segmento di appartenenza , hanno caratteristiche comuni ; presentano poi peculiarità tipiche che permettono di riconoscerle e collocarle nei vari segmenti . Le vertebre sono ossa brevi formate in prevalenza da tessuto osseo Figura 1.3, illustrazione sesta vertebra toracica [2]

spugnoso rivestito da un sottile strato di tessuto osseo compatto . In esse si riconoscono un corpo ed un arco , che delimitano il forame vertebrale ; dall’arco poi originano i processi trasversi , articolari e spinoso .

Il corpo è la parte più voluminosa ed è situato ventralmente , ha forma cilindrica e presenta due facce intervertebrali superiore e inferiore . Le facce intervertebrali si articolano fra loro mediante l’interposizione del disco intervertebrale .

L’arco è la parte posterolaterale ed , in senso ventrodorsale , è formato dai peduncoli , dalle lamine e dai processi che da esso originano . I peduncoli dell’arco vertebrale sono due lamine appiattite dirette in senso ventrodorsale , uniscono il corpo alle lamine ; i loro margini sono incavati e formano le incisure vertebrali , dalla giustapposizione delle incisure di vertebre contigue si forma il foro intervertebrale che da passaggio al nervo spinale corrispondente . Le lamine dell’arco vertebrale sono appiattite e decorrono dorsalmente dall’alto in basso unendosi sulla linea mediana posteriormente . Dalla loro faccia esterna nascono i processi trasversi e dorsalmente il processo spinoso .

I processi trasversi originano dall’unione dei peduncoli con le lamine e si dirigono in fuori e posteriormente . I processi articolari sono quattro , due superiori e due inferiori , originano anch’essi dalla giunzione tra peduncoli e lamine . Questi processi presentano le faccette articolari , ricoperte di cartilagine ialina , per l’articolazione della vertebra con le contigue .

Il processo spinoso , sulla linea mediana , origina dalla confluenza posteriore delle due lamine e si porta indietro con inclinazione diversa a seconda del segmento vertebrale di appartenenza .

Caratteri specifici dei segmenti vertebrali

VERTEBRE CERVICALI

Le vertebre cervicali hanno dimensioni inferiori poiché devono supportare un minor carico. Il corpo è quadrangolare , la faccia intervertebrale superiore è concava e delimitata lateralmente dai processi

uncinati , la faccia

intervertebrale inferiore è convessa e in corrispondenza degli uncini presenta due depressioni . I peduncoli sono diretti in dietro e in fuori . Le lamine vertebrali sono larghe e sottili . I processi trasversi sono formati da due lamine che , insieme al peduncolo , delimitano il foro trasversario per il passaggio dei vasi vertebrali , le lamine terminano con tubercoli . I processi articolari sono posti dorsalmente ai processi trasversi e presentano faccette articolari . Il processo spinoso Figura 1.4, illustrazione vertebre cervicali(C1-C7) in visione

è bifido dalla seconda alla sesta vertebra cervicale . Il foro vertebrale è più ampio rispetto agli altri segmenti .

- Atlante : è la prima vertebra cervicale , sostiene il cranio articolandosi con l’osso occipitale . La caratteristica peculiare di questa vertebra è la mancanza del corpo che si è fuso con la seconda vertebra cervicale , l’Epistrofeo , costituendone il dente . Esso è formato da due archi , uno anteriore e uno posteriore che si riuniscono nelle masse laterali . L’arco anteriore presenta la fossetta del dente rivestita di cartilagine ialina per l’articolazione con l’Epistrofeo . Nelle masse laterali è presente il solco per il passaggio dell’arteria vertebrale che accoglie tale vaso ed il primo nervo spinale . Le masse laterali inoltre presentano le facce articolari , superiori per l’articolazione con i condili occipitali ed inferiori per l’articolazione atlanto-assiale ( fra atlante ed Epistrofeo ) . Lateralmente abbiamo i processi trasversi perforati dal forame trasversario , medialmente l’inserzione del legamento trasverso dell’atlante . Il foro vertebrale è quadrangolare .

- Epistrofeo ( o Asse ) : è la seconda vertebra cervicale , presenta il corpo fuso con quello dell’Atlante . Il corpo presenta un processo , il dente , rivestito sia anteriormente che posteriormente da cartilagine ialina per l’articolazione con arco anteriore dell’Atlante e con il legamento trasverso del dente . Lateralmente al dente troviamo le faccette articolari superiori .

- Settima vertebra cervicale ( o Prominente ) : è così detta perché il suo processo spinoso è particolarmente lungo e sporgente , risulta palpabile alla base del collo .

VERTEBRE TORACICHE

Le dimensioni di tali vertebre crescono in senso cranio-caudale , tutte si articolano con le coste e presentano faccette costali rivestite di

cartilagine ialina . Il corpo si articola con le coste mediante faccette costali poste in vicinanza dei peduncoli dell’arco vertebrale ; la testa della costa si pone tra i due corpi vertebrali articolandosi con due vertebre contigue . I peduncoli presentano incisure profonde . Le lamine sono estese . I processi trasversi si dirigono lateralmente e si articolano con i tubercoli costali , le coste sono quindi articolate sia con il corpo che con i processi trasversi . I processi articolari presentano faccette articolari rivestite di cartilagine ialina . Il processo spinoso è lungo e inclinato in basso , tale inclinazione aumenta in senso cranio-caudale . Il foro vertebrale è ovalare e di estensione inferiore a quello cervicale .

- La prima vertebra toracica ha la peculiarità di essere più simile alle vertebre cervicali. - La decima vertebra toracica possiede una sola faccetta articolare superiore per articolarsi con la decima costa .

- Le ultime due vertebre toraciche presentano caratteristiche transitorie che le rendono più simili alle vertebre lombari .

Figura 1.5, illustrazione vertebre toraciche (T1-T12) e fisiologica cifosi in proiezione laterale sinistra [2]

VERTEBRE LOMBARI

Le vertebre lombari hanno un corpo voluminoso che aumenta ulteriormente in senso cranio-caudale , hanno processo spinoso appiattito e tre processi al posto del trasverso . Il corpo ha la peculiarità di essere più voluminoso e spesso . I peduncoli sono tozzi . Le lamine sono spesse e più sviluppate in altezza . I processi trasversi sono sostituiti da tre processi : il processo costiforme ( corrispondente alle coste ) , i processi mammillari ed accessorio che sono piccoli rilievi posteriori al costiforme . I processi articolari sono dotati di faccette articolari . Il processo spinoso è robusto e orizzontale . Il foro vertebrale è triangolare a base anteriore .

OSSO SACRO

L’osso sacro è formato dalla fusione delle cinque vertebre sacrali e , insieme al Coccige e alle ossa dell’Anca , forma lo scheletro della Pelvi . Complessivamente l’osso ha forma piramidale quadrangolare con apice verso il basso . E’ percorso internamente dal canale sacrale che rappresenta la porzione più caudale del canale vertebrale . La faccia pelvica è concava , presenta quattro rilievi , le linee trasverse , che corrispondono alla saldatura dei corpi delle vertebre sacrali ; alle estremità di tali linee sono presenti

Figura 1.6, illustrazione lordosi lombare, vertebre lombari(L1-L5), sacrali(S1-S5) e coccigee(Co1-Co04) [2]

quattro paia di fori sacrali anteriori che comunicano con il canale sacrale dando passaggio ai rami anteriori dei nervi spinali sacrali . La faccia dorsale è convessa , presenta rilievi e depressioni . Sulla linea mediana troviamo la cresta sacrale mediana che corrisponde alla fusione dei processi spinosi delle vertebre sacrali . In sede paramediana corrono due docce formatesi dalla fusione delle lamine dell’arco vertebrale . Inferiormente presenta lo iato sacrale con lateralmente i corni del sacro . Ancora più lateralmente troviamo i quattro paia di fori sacrali posteriori che danno passaggio alle radici posteriori dei nervi sacrali . Lateralmente ai fori la fusione dei tubercoli mammillari ed accessori forma le creste sacrali laterali . Le facce laterali del sacro vanno restringendosi in senso cranio-caudale , in alto presentano una superficie coperta da cartilagine ialina , la faccia articolare , per l’articolazione con le ossa dell’anca . Posteriormente a questa zona troviamo la tuberosità sacrale che da inserzione ai legamenti dell’articolazione sacroiliaca . La base del sacro , che presenta superficie ovale e si articola con la faccia intervertebrale inferiore della quinta vertebra lombare formando una sporgenza anteriore , il Promontorio. Dietro alla superficie ovale troviamo l’ apertura del canale sacrale , lateralmente ad essa ci sono i processi articolari della prima vertebra sacrale . Lateralmente al corpo della prima vertebra sacrale troviamo due superfici lisce triangolari con base rivolta superiormente , le ali del sacro . L’apice del sacro presenta una superficie liscia che si articola con la base del Coccige . Dorsalmente ad essa sbocca l’apertura inferiore del canale sacrale . L’osso sacro è dunque interamente attraversato dal canale sacrale che tende ad appiattirsi caudalmente , dalle pareti laterali originano quattro paia di brevi canali , i fori intervertebrali , che si aprono anteriormente nei fori sacrali anteriori e posteriormente nei posteriori .

COCCIGE

Il coccige è l’ultimo dei segmenti vertebrali, rudimentale , formato dalla fusione di quattro o cinque vertebre coccigee . Complessivamente ha forma piramidale con apice inferiore ; insieme al sacro forma la parete posteriore della pelvi .

Articolazioni della colonna vertebrale

Le articolazioni della colonna vertebrale comprendono articolazioni fra le vertebre , dette intrinseche , e articolazioni della colonna con il cranio , con le coste e con le ossa dell’anca , dette estrinseche . Le articolazioni intrinseche comprendono quelle tra i corpi vertebrali , quelle fra i processi articolari e legamenti a distanza che uniscono le parti delle vertebre .

- Articolazioni tra i corpi delle vertebre : sono sinfisi che si stabiliscono tra le facce intervertebrali dei corpi vertebrali, sono rivestite di cartilagine ialina , tra le superfici articolari è interposto il disco intervertebrale fibrocartilagineo e l’articolazione è rinforzata dai legamenti longitudinali anteriore e posteriore . Il legamento longitudinale anteriore è un lungo fascio che aderisce alla faccia anteriore della colonna dall’osso occipitale alla faccia pelvica del sacro .

Figura 1.7, illustrazione in proiezione laterale sezionata: si evidenziano le strutture legamentose [2]

Il legamento longitudinale posteriore è posto sulla faccia posteriore dei corpi vertebrali , all’interno del canale vertebrale , anch’esso si estende dall’osso occipitale al sacro .

Il disco intervertebrale è costituito da un anello fibroso periferico e da un nucleo polposo centrale . L’anello fibroso è formato di fibrocartilagine ricca di fibre e matrice extracellulare , le fibre che lo compongono si dispongono a formare archi e fasci obliqui penetrano nelle vertebre contigue ; l’anello è dunque dotato di notevole resistenza . Il nucleo polposo è molle , gelatinoso , ed è contenuto dall’anello fibroso , in caso di rottura di quest’ultimo il nucleo polposo può erniare e comprimere le

strutture adiacenti .

Figura 1.8 , illustrazione (a) nucleo polposo, (b) rapporto con la vertebra [2]

- Articolazioni tra i processi articolari : sono artrodie che si stabiliscono tra le faccette articolari di vertebre contigue . Solitamente le faccette articolari sono piane , ma a livello lombare sono incurvate e ciò determina una maggior mobilità di tale segmento . I mezzi di unione di tali articolazioni sono dati da capsule articolari che si inseriscono in vicinanza delle superfici articolari .

- Legamenti a distanza : sono legamenti che uniscono parti diverse delle vertebre e sono rappresentati dai legamenti gialli , dai legamenti interspinosi , dal legamento sopraspinoso e dai legamenti intertrasversari .

I legamenti gialli sono legamenti rettangolari tesi tra il margine

inferiore di una lamina vertebrale e il margine superiore della lamina sottostante . Sono due per ogni coppia di vertebre e chiudono gli spazzi interposti alle lamine , delimitano posteriormente il canale vertebrale ; sono detti gialli per il loro colore che è determinato dalla ricchezza di fibre elastiche .

I legamenti interspinosi uniscono il margine inferiore di un processo spinoso al margine superiore del processo spinoso sottostante , ventralmente continuano nei legamenti gialli .

Il legamento sopraspinoso è un cordone fibroso teso fra l’osso occipitale e la faccia dorsale del sacro . Unisce gli apici dei processi spinosi e si fonde in avanti con i legamenti interspinosi .

I legamenti intertrasversari sono fasci fibrosi che uniscono gli apici dei processi trasversi .

ARTICOLAZIONE LOMBOSACRALE

E’ l’articolazione tra la quinta vertebra lombare e il sacro . La quinta vertebra lombare partecipa con la faccia intervertebrale e i processi articolari inferiori , il sacro con la superficie superiore ovalare e con i processi articolari superiori della sua base . Il legamenti di rinforzo sono gli stessi delle articolazioni intervertebrali cui si aggiungono i fasci inferiori del legamento ileo lombare che uniscono il processo costiforme della quinta vertebra lombare alla cresta iliaca dell’osso dell’anca . [1]

Muscoli del dorso

I muscoli del dorso sono disposti in tre strati sovrapposti : nel piano superficiale troviamo i muscoli che , originati dalla colonna , si inseriscono all’arto superiore ; nello strato intermedio troviamo i muscoli che dalle vertebre si portano alle coste ; nel piano profondo si trovano i muscoli del dorso propriamente detti che hanno origine ed inserzione sulla colonna .

MUSCOLI SPINOAPPENDICOLARI

I muscoli del piano superficiale , detti spinoappendicolari, sono cinque muscoli e si dispongono in due strati . Superficialmente troviamo muscolo trapezio e grande dorsale , profondamente troviamo i muscoli piccolo e grande romboide ed elevatore della scapola . Sono innervati dal plesso brachiale , tranne il trapezio che è di pertinenza del nervo accessorio e rami del plesso cervicale . Complessivamente questi muscoli hanno la funzione di spostare le scapole , sollevare il tronco come nell’atto di arrampicarsi , intraruotare e portare indietro l’omero .

MUSCOLI SPINOCOSTALI

I muscoli del piano intermedio , detti spinocostali , sono i muscoli dentato posteriore superiore e inferiore uniti dalla lamina posteriore della fascia toracolombare . Sono innervati dai nervi intercostali corrispondenti. Funzionalmente partecipano ai movimenti respiratori .

MUSCOLI SPINODORSALI (PROPRI DEL DORSO)

I muscoli del piano profondo sono situati nel solco compreso tra i processi spinosi delle vertebre e gli angoli costali , numerosi si dispongono su piani sovrapposti e si estendono dalla base del cranio alla faccia posteriore del sacro . Complessivamente agiscono modificando l’assetto della colonna vertebrale , sono rivestiti dalla lamina posteriore della fascia toracolombare che li separa dai muscoli degli strati più superficiali . Sono suddivisi in gruppi : muscoli spinotrasversari , muscolo erettore della colonna vertebrale , muscoli trasversospinali , interpinosi e intertrasversari .

- I Muscoli Spinotrasversari sono rappresentati dai muscoli splenio della testa e del collo , innervati dai rami del plesso cervicale . Il muscolo splenio della testa ha la funzione di inclinare ed estendere il capo ruotandolo omolateralmente , se si contrae bilateralmente la estende . Il muscolo splenio del collo estende la colonna cervicale .

- Il Muscolo Erettore della Colonna è un lungo muscolo esteso dal sacro alla nuca in cui possiamo distinguere tre parti : il muscolo ileocostale lateralmente , il muscolo lunghissimo nella parte intermedia e il muscolo spinale più medialmente . Il muscolo

erettore della colonna è innervato dai rami posteriori dei nervi spinali da C4 a L3 .

Complessivamente hanno la funzione di estendere la colonna vertebrale e sono fondamentali nel mantenimento della stazione eretta . Se si contrae monolateralmente si ottiene l’inclinazione omolaterale .

- I Muscoli Trasversospinali si estendono dal sacro alla base del cranio e sono localizzati profondamente all’erettore della colonna . Originano dai processi trasversi delle vertebre e si inseriscono ai processi spinosi , sono suddivisi anch’essi in tre parti : i muscoli semispinali , i muscoli multifidi e rotatori . Sono innervati dai nervi spinali cervicali , toracici e lombari . Complessivamente partecipano all’estensione della colonna vertebrale e la ruotano controlateralmente .

-I Muscoli Intertrasversari sono brevi fasci tesi tra i processi trasversi di vertebre contigue. Hanno la funzione di inclinare la colonna vertebrale omolateralmente e se si contraggono bilateralmente la stabilizzano .

I muscoli del dorso sono rivestiti da una lamina connettivale che a livello del collo è detta Fascia nucale , nei restanti tratti Fascia toracolombare .

Tabella 1.1, azione dei muscoli sulle articolazioni intervertebrali del tronco (principali e accessori) [1]

1.2 BIOMECCANICA DELLA COLONNA VERTEBRALE

Il passaggio da una condizione in cui l’antenato dell’uomo era un animale quadrupede all’acquisizione del bipedismo è stata una delle più importanti conquiste evoluzionistiche del genere umano , tale modificazione posturale unita ad un maggior sviluppo intellettuale , tecnologico e sociale ha concesso all’uomo di dominare l’ambiente che lo circonda . Tuttavia , accanto a tali vantaggi , gli esseri umani si sono trovati a dover affrontare un nuovo rapporto con la forza di gravità . Il passaggio alla stazione eretta ha comportato adattamenti osteo-artro-muscolari a tutto lo scheletro . La chiave di questa transizione è stata la modificazione dei rapporti sia statici che dinamici tra pelvi e colonna vertebrale . La pelvi da una forma allungata tipica dei quadrupedi ha assunto una struttura più robusta capace di affrontare i carichi gravitazionali del tronco e delle forze di reazione del terreno trasmesse tramite l’arto

inferiore alle teste femorali . Inoltre la colonna vertebrale ha acquisito le curvature sul piano sagittale e ciò ha permesso di mantenere un equilibrio stabile ed economico in termini di stress per le strutture muscolo-legamentose . Sulla base di queste considerazioni si è analizzata la biomeccanica del rachide e si è data sempre più importanza allo studio , soprattutto nella pratica clinica, del bilanciamento sagittale . Nella colonna vertebrale si fondono due concetti in apparenza contrastanti : mobilità e stabilità . Questo è possibile grazie al susseguirsi dei segmenti di moto che compongono il rachide . Tali unità motorie sono costituite dalle vertebre e dai dischi interposti ad esse , in aggiunta partecipano a tale segmento motorio anche legamenti , capsule e muscoli . Il fulcro più importante nel segmento di moto è il disco intervertebrale che funziona come un ammortizzatore . La flessibilità del rachide è dunque garantita dalla sovrapposizione di queste unità motorie ; le formazioni capsulo-legamentose e muscolari , associate alle curvature , danno stabilità e protezione alle strutture nobili contenute e adiacenti al rachide , ossia midollo spinale e radici . La biomeccanica vertebrale si basa su due principi fondamentali che influenzano il gesto terapeutico del chirurgo vertebrale : il “load sharing system” e il “tension band principle” . Il sistema di distribuzione dei carichi è attuato in modo che vengano distribuiti in maniera differente fra colonna disco-somatica anteriore (80% dei carichi) e colonna posteriore (20% dei carichi) . Ricordiamo che le forze anteriori sono soprattutto forze compressive , torsionali e di taglio , mentre posteriormente agiscono maggiormente forze di taglio . Questo spiega come gli eventi traumatici si localizzino soprattutto al compartimento anteriore . La colonna anteriore , dovendosi gravare di maggiori vettori di forze , è una struttura che deve sempre lavorare in distrazione per compensare i carichi . Ciò implica che chirurgicamente si deve sostenere e dunque

ricostruire il supporto anteriore sia discale che somatico se danneggiati . L’altro assioma da rispettare nella chirurgia vertebrale è il “tension band principle” per cui i muscoli posteriori del rachide , siano essi lunghi o brevi , contraendosi , si comportano come un cavo in tensione posteriore che sorregge una gru al fine di contrastare lo sbilanciamento anteriore del carico . Oltre ai muscoli anche le capsule , insieme ai legamenti gialli controbilanciano le forze trazionali . La colonna posteriore lavora dunque in compressione .

Questi concetti di biomeccanica interagiscono costantemente , se , a causa di processi traumatici o degenerativi , tali principi vengono ad essere compromessi si ottiene uno sbilanciamento biomeccanico .

Altro principio importante è quello della distribuzione dei carichi : si attua tramite la rappresentazione del triangolo a vertici contrapposti ; la piramide superiore è definita in alto dalla linea bisacromiale e ai lati dalle rette che congiungono l’acromion alla vertebra L3 ; la piramide inferiore è delineata in basso dalla linea bitrocanterica e ai lati dalle rette congiungenti i grandi trocanteri alla vertebra L4 , da qui le forze vengono trasferite progressivamente verso le articolazioni sacroiliache .

CAPITOLO 2

APPROFONDIMENTO SUL BALANCE SAGITTALE

Sagittal balance of the spine [3]

L’equilibrio o balance sagittale della normale colonna vertebrale è un fisiologico allineamento della colonna vertebrale nella maniera più efficiente possibile grazie alla forza muscolare , è un concetto che descrive una situazione nel quale le forze presenti si compensano , o nessuna supera la somma delle altre . E’ in questa condizione che le azioni dei muscoli agonisti e antagonisti della colonna vertebrale sono minimizzate e maggiormente efficienti . La specie umana è caratterizzata dall’essere bipede , ciò per avere il vantaggio evoluzionistico di avere gli arti superiori liberi per essere utilizzati , ma questo a costo di un più precario equilibrio complessivo . Gli ominidi hanno modificato il loro profilo sviluppando curve cervicali e lombari in senso lordotico al fine di mantenere una posizione eretta . Infatti durante la marcia l’equilibrio bipede statico è costantemente contrastato dai singoli movimenti dei piedi e la forza muscolare passo dopo passo contrasta lo squilibrio e l’instabilità . L’equilibrio sagittale non è limitato alla statica ma va studiato in condizioni di marcia perciò dinamiche . Il baricentro dovrebbe essere proiettato più vicino possibile al poligono situato tra i due piedi . Se tale proiezione è al di fuori il lavoro di contrasto del disequilibrio aumenta .

PARAMETRI DELL’EQUILIBRIO SAGITTALE CHE CONSENTONO DI ANALIZZARE IL COMPLESSO SPINOPELVICO :

qui si descrivono i criteri morfologici che possono essere utilizzati per analizzare l’allineamento statico sagittale della colonna vertebrale , e poi si analizzano i fenomeni di compensazione che possono essere fisiologici o patologici . Si cerca di utilizzare parametri e algoritmi che permettano un’analisi globale utili alla situazione clinica .

-Fondamentali dell’allineamento sagittale del corpo umano in posizione statica verticale  gli umani sia da fermi in ortostasi che in movimento sono soggetti alla forza di gravità . E’ la colonna vertebrale a contrastare maggiormente tale forza . Ci sono strette relazioni fra la pelvi e la colonna vertebrale nel bipede . Questa posizione è stata ottenuta grazie all’allargamento e alla verticalizzazione della pelvi , portando poi alla formazione delle curve della colonna sul piano sagittale . La pelvi deve essere considerata come una “vertebra pelvica” o come la prima vertebra della colonna . La posizione di questa base conduce modificazioni della posizione della colonna lombare e quindi dell’intera colonna . Sul piano frontale , l’allineamento è semplice : la colonna vertebrale è verticale con un asse mediano che passa attraverso la metà del sacro . Le geometrie della pelvi e della colonna vertebrale sul piano sagittale sono invece assai più complesse . Per meglio comprendere l’allineamento sagittale dobbiamo esaminare la posizione del centro di gravità e la risultante linea di gravità , tale linea di gravità è determinata dalla proiezione verticale risultante dalla somma delle forze di reazione di una persona in ortostasi . Sul piano sagittale , questa linea di gravità è perpendicolare al piano che passa fra le teste dei femori nel soggetto ben allineato , ed è inoltre proiettata nel piano delimitato dai piedi . Il centro di gravità è situato su questa linea

davanti alla vertebra S2 . RMN e TC non sono ideali per studiare tali parametri perché il soggetto è sdraiato . E’ perciò indispensabile la telespinografia in ortostasi.

- Definizione dei parametri spinopelvici  il primo parametro pelvico da considerare è l’incidenza pelvica , la quale corrisponde all’angolo tra la perpendicolare al livello superiore di S1 passante per il centro e la linea che connette questo punto all’asse delle teste femorali . E’ un parametro anatomico costante per ogni individuo indipendentemente dalla posizione nello spazio , in realtà questo angolo coinvolge le prime tre vertebre sacrali , le due articolazioni sacroiliache e il margine posteriore delle ali iliache fino all’acetabolo . La mobilità delle articolazioni sacroiliache è considerata trascurabile dopo nascita . Una volta completata la crescita l’incidenza pelvica rimane perciò costante . Un angolo di incidenza pelvica piccolo corrisponde ad una pelvi stretta con diametro anteroposteriore corto , mentre un angolo grande da un’ ampia pelvi con diametro anteroposteriore lungo . Negli over 75 o in alcune specifiche fusioni lunghe , la degenerazione legamentosa può dare alcuni gradi di variazione . La pendenza del sacro è il secondo parametro , è definito come l’angolo tra la tangente al limite superiore di S1 e la linea orizzontale . Una pelvi verticale implica una minore pendenza sacrale , mentre una pelvi orizzontale da un angolo maggiore . Il terzo parametro è l’inclinazione pelvica , definito come l’angolo tra la verticale e la linea che connette il centro del piatto sacrale all’asse Figura 2.1 ,parametri spinopelvici: (a)incidenza pelvica, (b)inclinazione pelvica, (c)pendenza

passante per le teste femorali .

Questi ultimi due angoli sono posizionali e dipendono dall’orientamento della pelvi . Questo è possibile perché la pelvi può ruotare lungo l’asse delle teste femorali . Questo movimento può essere di anteroversione o retroversione . L’inclinazione cresce in retroversione . C’è una relazione tra i tre parametri descritti : l’incidenza pelvica è uguale alla somma degli altri due . Ne consegue che i pazienti con un alto angolo di incidenza sono più soggetti a retroversione . Ciò è importante quando si analizzano i meccanismi di compenso . La formula più recente dice che l’inclinazione pelvica = 0,44PI – 11° nella popolazione normale asintomatica . Così è possibile capire se i parametri ottenuti con RX in ortostasi sono normali o patologici poiché l’inclinazione

pelvica è dipendente dall’orientamento della pelvi .

Figura.2.2, a sinistra , pelvi normale ; a destra , aumento dell’ inclinazione pelvica con un sacro più verticale . L’ angolo di incidenza pelvica rimane costante , mentre l’inclinazione pelvica aumenta la pendenza sacrale diminuisce : questa è la retroversione pelvica [3]

Analisi dei parametri spinali  Ci sono 3 curvature da craniale a caudale : lordosi cervicale , cifosi toracica , lordosi lombare .

- Parametri cervicali : la parte cervicale bassa è misurata da C2 a C7 . La colonna cervicale può caratterizzarsi di alcune lordosi o cifosi , o può essere neutra , e ciò dipende dalla pendenza di C7 . La forma della colonna cervicale può essere separata in 2 angoli : Angolo cervicale alto O-C2 , posto fra la linea di mcgregor e la limitante inferiore di C2 . La linea di mcgregor connette il margine posteriore dell’osso palatino al punto più basso dell’osso occipitale . Questo angolo è di 15.81°(+-7.15°) sempre lordotico . La curvatura cervicale inferiore C2-C7 : misurata fra la limitante inferiore di C2 e la limitante inferiore di C7 e varia da cifosi a lordosi nella popolazione normale . Gli angoli O-C2 e C2-C7 lavorano inversamente : quando uno cresce l’altro decresce . La pendenza di C7 è il parametro chiave per lo studio della

colonna cervicale in condizioni statiche . Il valore medio è 20° . Pazienti con una pendenza di C7 maggiore di 20° hanno una colonna cervicale lordotica . Pazienti con pendenza di C7 di meno di 20° hanno una colonna cervicale neutrale o cifotica . L’angolo spino-craniale corrisponde all’angolo fra la tangente alla limitante Figura 2.3Parametri cervicali [3]

superiore di C7 e la linea che connette il mezzo della limitante superiore di C7 con il centro della sella turcica . Nelle persone asintomatiche il valore di tale angolo è costante di 89° +- 9°. E’ un angolo importante perché ci da un’idea del compenso della testa sopra C7-T1 . Il compenso verticale cervicale , corrisponde alla distanza orizzontale fra C2 e C7 . Serve per valutare il compenso della testa . Importante è anche l’inclinazione cervicale che è l’angolo misurato tra il centro della sella turcica e la limitante superiore della T1 .

- Parametri Toracici  La cifosi toracica è misurata tra la limitante superiore di T1 e quella inferiore di T12 . Teoricamente il valore è 0,75 volte l’angolo globale di lordosi , da L1 a S1 . Tuttavia alcuni misurano la cifosi toracica da T4 a T12 a causa della scarsa qualità delle normali radiografie che consente la sovrapposizione delle teste omerali . Nella popolazione asintomatica il valore della cifosi tra T1-T4 è da 8 a 10 gradi della cifosi toracica globale . Questo è essenziale poiché alcune fusioni posteriori operatorie si fermano a T4 e perciò ignorano il braccio della leva dei segmenti soprastanti . Analizzare la posizione della testa e la sua relazione con la parte toracica con l’angolo di inclinazione cervicale , dimostra che il segmento T1T5 è la base di supporto per la colonna cervicale .

- Parametro Lombari  La lordosi lombare è misurata fra il punto di inflessione dalla lordosi lombare alla cifosi toracica e la limitante superiore di S1 . Viene dimostrato che 2/3 della lordosi lombare sono localizzati agli ultimi 2 livelli . L4S1 = 0,66L1S1 . Alcuni studi hanno dimostrato che la lordosi si modifica con le variazioni dell’incidenza pelvica ( più incidenza pelvica , più lordosi prossimale ) .

- Relazione tra i parametri spinali e pelvici  C’è una stretta relazione tra la lordosi lombare e l’incidenza pelvica . E’ stato proposto un modello che divide la lordosi

lombare in 2 archi tangenziali . L’arco inferiore è costruito dalla linea orizzontale passante attraverso l’apice della lordosi e dalla linea tangente al piatto sacrale . L’arco superiore corrisponde all’angolo misurato tra la linea orizzontale passante attraverso l’apice della lordosi e un’altra passante per il punto di inflessione . L’arco superiore ha un valore costante tra i 15 e i 19 gradi . L’angolo inferiore varia a seconda dell’orientamento del piatto sacrale e corrisponde al valore della pendenza sacrale . C’è una forte correlazione tra pendenza sacrale e lordosi lombare . La relazione tra pendenza sacrale e incidenza pelvica spiega il legame tra incidenza pelvica e lordosi lombare . Si sono trovate formule predittive per la lordosi lombare in funzione dei parametri pelvici e della rotazione delle vertebre nella scoliosi . PI = LL+-9 che però è ancora poco utilizzata . Altri studi utilizzanti tecniche in 3D propongono un’altra formula LL(L1-S1) = 0.54 x PI + 27.6 questa sembra essere meno soggetta ad errori . Da questa deriva anche un’altra che collega l’inclinazione pelvica all’incidenza pelvica e alla pendenza sacrale . PT = 0.44PI - 11.4 . Usando queste formule ci permette di conoscere il valore teorico di SS e PT nei pazienti asintomatici quando la PI è misurata e determina una compensazione di retroversione pelvica per esempio nei casi patologici .

Figura 2.5 Differenti tipologie di colonne vertebrali [3]

Tali parametri studiati nei soggetti asintomatici consentono di definire 4 tipi di colonne vertebrali ( in accordo con la classificazione di Roussouly ) : Il tipo 1 e 2 hanno una piccola pendenza del sacro (<35°) di cui il tipo 1 ha un piccolo arco lordotico inferiore con apice della lordosi più in basso ( L5 ) , la lordosi è perciò corta e la cifosi è toraco-lombare ; il tipo 2 ha un arco appiattito , con una piccola curvatura , la schiena è piatta . Il tipo 3 corrisponde ad una media pendenza sacrale (fra i 35° e i 45°) con apice della lordosi su L4 , la lordosi è dunque equamente distribuita sui 2 archi , è il tipo più equilibrato . Il tipo 4 corrisponde a un sacro ripido ( >45°) con un apice della lordosi su L3 , l’angolo globale di lordosi è più largo e include più vertebre degli altri , la cifosi toracica è corta . Si conclude dicendo che per valori di incidenza pelvica sotto la media , l’ angolo di lordosi tende ad aumentare , mentre se l’incidenza decresce; con il valore di incidenza pelvica nella media, la lordosi tende ad eguagliare l’angolo di incidenza ( LL = PI ) e quando l’incidenza è sopra i 65° la lordosi tende ad essere meno che la PI . Da ciò si deduce che la formula spesso usata PI = LL + 9 è

valida solo per angoli di incidenza piccoli che portano a errori quando l’incidenza pelvica è maggiore di 50° . Questa può essere una delle ragioni di eccesso di correzione della lordosi quando abbiamo pazienti con alti angoli di incidenza .

VARIAZIONI DELL’EQUILIBRIO SAGITTALE ETA’ CORRELATE :

L’equilibrio della colonna è un fenomeno dinamico , e perciò , è importante analizzare la variazione dei parametri durante il processo di invecchiamento e durante le attività quotidiane . - Variazione della forma della colonna vertebrale con l’invecchiamento : l’invecchiamento fisiologico degenerativo della colonna inizia con la perdita di altezza dei dischi e ciò porta alla perdita della lordosi lombare che porta a disturbo dell’equilibrio pelvico . Si è visto che il 74% della degenerazione è su base genetica . Con l’avanzare dell’età , la colonna lombare è sottoposta a modificazioni . Queste sono associate con l’incompetenza meccanica del disco (perdita di elasticità , ipermobilità..ecc ) , ipertrofia delle faccette articolari , rimodellamento osseo ed atrofia dei muscoli estensori . Questi cambiamenti portano a ipolordosi o cifosi lombare che causa squilibrio sagittale in avanti . La modificazione della lordosi lombare è direttamente correlata ai fenomeni degenerativi . D’altra parte , le modificazioni dei parametri spino-pelvici sono collegate ai meccanismi di compenso che consentono il mantenimento della posizione eretta con minimo sforzo muscolare cosi come il mantenimento dello sguardo orizzontale e della testa sopra la pelvi . Si è dimostrato che l’angolo odonto-asse delle anche ( OD - HA angolo ) che caratterizza l’equilibrio globale della colonna , rimane costante qualunque sia l’invecchiamento e nonostante le variazioni della lordosi e la presenza dei meccanismi di compenso [4] . I 4 tipi di colonna descritti in precedenza hanno anche caratteristiche biomeccaniche differenti e

perciò non hanno lo stesso tipo di degenerazione . Tipo 1 : corta lordosi distale e cifosi toracolombare . La pendenza sacrale è bassa ( <35° ) così come l’incidenza pelvica . Questo tipo di colonna mostra zone di incrementato stress compressivo a livello toracolombare e una breve iperestensione lombare distale , che non può essere compensata dalla retroversione pelvica in quei pazienti con bassa incidenza pelvica . Questo assetto risparmia i dischi lombari più bassi ma mette in pressione le faccette articolari distali . Questo tipo di colonna è predisposta alla spondilolistesi L5S1 con lisi istmica ( meccanismo dello schiaccianoci ) , discopatie toracolombari e listesi giunzionale degenerativa . Tipo 2 : Bassa pendenza sacrale e bassa incidenza pelvica . La distribuzione tra cifosi e lordosi è armoniosa , ma la schiena è piatta a causa del basso angolo di lordosi . I dischi intervertebrali sono orizzontali . C’è un aumento dello stress sui dischi di L4L5 e L5S1 , ne risulta una precoce degenerazione . Il potenziale di retroversione pelvica è basso e l’ipolordosi iatrogena è poco tollerata . Tipo 3 : è una schiena con curve armoniose . Non c’è perciò tendenza alla degenerazione su base meccanica . Tipo 4 : pendenza sacrale ripida (>35°) e incidenza pelvica elevata (>55°) . Gli stress sono concentrati sugli elementi posteriori della colonna lombare . Questo tipo di schiena predispone a spondilolistesi istmica e stenosi lombare da parte dell’artrosi delle faccette posteriori . Si nota che la perdita di lordosi è compensata per un lungo periodo a causa di alta incidenza pelvica che aumenta la capacità di retroversione pelvica .

PARTE 2 : ANALISI DELL’EQUILIBRIO SAGITTALE CON

Lo studio dei cambiamenti della colonna durante il processo di invecchiamento rende possibile la comprensione dei meccanismi di compenso a 3 livelli : spinale , pelvico e degli arti inferiori . Comprendere questi dati ci permette un miglior planning operatorio di trattamento , si crea un’ immagine dell’intera colonna vertebrale e la misurazione dei parametro spino-pelvici al fine di determinare , dall’integrazione dei dati , l’estensione della correzione per essere più performanti durante l’intervento chirurgico . Ci aiuta anche nel comprendere le complicazioni collegate a questo tipo di chirurgia : sindrome transizionale o sindrome giunzionale . Inoltre è possibile integrare questi parametri nello studio dell’andatura , che è però un’area di studio ancora in via di sviluppo .

MECCANISMI DI COMPENSO NEL DISEQUILIBRIO SAGITTALE :

Per adattarsi alle variazioni di forma della colonna , vari meccanismi di compensazione sono implicati a livello segmentale , regionale e globale . Questi meccanismi non sono attuati in una sola volta ma sono associati a differenti estensioni della patologia . Il concetto di base della compensazione spinale è che l’estensione dei segmenti spinali adiacenti al fine di permettere una traslazione della linea di gravità in avanti è causata dalla progressiva degenerazione discale e dalla perdita di altezza dei dischi . Questo tuttavia causa condizioni avverse .

- A livello segmentale --> C’è una frequente iperestensione dei segmenti adiacenti a livello lombare : questa iperestensione può essere mono o multi segmentale ed è definita da una singola lordosi segmentale di circa 15° . Questo meccanismo causa un aumento dello stress posteriore e conduce a retrolistesi , ipertrofia delle faccette ed eccessiva pressione sui processi spinosi ( sindrome Baastrup ) . Questo può anche ridurre il diametro dei forami intervertebrali e del canale centrale . Un indicatore importante , che vale la pena notare , è il “segno di inclinazione all’indietro” caratterizzato da un’ iperestensione del disco con anterolistesi allo stesso livello : la vertebra superiore è scivolata in avanti e inclinata in iperestensione sulla vertebra sottostante .

Figura 2.6 Meccanismo di compensazione per disequilibrio anteriore: iperlordosi cervicale, riduzione della cifosi toracica, retrolistesi e ipersestensione lombare, retroversione pelvica, flessione delle ginocchia e caviglie. [3]

- A livello regionale --> l’unico meccanismo al livello della pelvi è la retroversione . Corrisponde ad una rotazione posteriore della pelvi attorno alle teste femorali , aumenta l’inclinazione pelvica e decresce la pendenza sacrale . Si traduce inoltre in un estensione delle anche . Alcuni studi hanno mostrato che il dolore cronico della bassa schiena è collegato alla retroversione pelvica . Più alto è il valore dell’incidenza pelvica maggiore può essere la retroversione . Questo è causato dalla contrazione dei muscoli estensori delle anche ( glutei ) . Il range fra l’estensione delle anche in posizione eretta e il massimo nella retroversione pelvica è detto riserva di estensione . Una colonna ben funzionante richiede questa estensione delle anche , permettendo così di resistere in caso di disequilibrio sagittale è [5] . La capacità di estensione è di pochi gradi ma è importante perché se mancasse come in caso di artrosi dell’anca porterebbe ad una mancata retroversione perciò ad una flessione delle ginocchia per mantenere l’equilibrio sagittale .

- A livello toracico e cervicale --> La diminuita cifosi toracica è osservata nei giovani come risultato di una contrazione dei muscoli erettori della colonna che sono il tali soggetti forti ed efficienti . L’ iperlordosi cervicale risulta dalla contrazione degli erettori della colonna cervicale e può produrre sovrapressione delle faccette articolari , artriti con stenosi foraminale o centrale ( mielopatia) . La postura frontale è un’ importante posizione di compenso della colonna cervicale che consente di mantenere il canale a livello cervicale pervio e mantenere lo sguardo orizzontale limitando la lordosi cervicale ed utilizzando l’iperlordosi di O-C2 come compensazione . E’ stato dimostrato che L’asse sagittale verticale craniale è il miglior criterio radiografico per predire l’outcome in una chirurgia per deformità spinale .

- Arti inferiori --> La flessione delle ginocchia e l’estensione delle caviglie aiutano il passaggio della linea di gravita posteriormente . La flessione delle ginocchia è dimostrato essere correlata con la perdita della lordosi lombare . Considerando i piedi come una base di appoggio , un meccanismo di compenso per tenere la testa e la linea di gravità in buona posizione è il concetto della traslazione della pelvi . Tutti questi meccanismi si combinano differentemente in ogni persona . Questa compensazione è di efficacia limitata , specialmente negli anziani, che hanno una muscolatura indebolita e le articolazioni artrosiche . Per integrare tutti questi meccanismi di compenso in un nuovo concetto di equilibrio Figura 2.8 illustrazione concetto dei 3 coni

sono stati proposti 3 coni per suddividere l’analisi ad ogni livello ed avere una migliore analisi globale dell’equilibrio . Il cono più basso include gli arti inferiori e le teste femorali . Il cono medio include la pelvi e la colonna toraco-lombare fino a T1 . Il cono più alto include la colonna cervicale e la testa . Ogni cono può adattare il suo meccanismo di compensazione , ma sempre al fine di mantenere la testa sopra i 2 piedi.

- Valutazione globale del paziente con disequilibrio della colonna --> come possiamo noi integrare questi dati prima di trattare i pazienti o durante il planning preoperatorio ? 2 steps : 1 ) determinare il valore dell’incidenza pelvica e in seguito dei teorici valori dei parametri spino-pelvici ; 2 ) analizzare l’equilibrio sagittale globale dalla colonna cervicale agli arti inferiori . Molti indicatori sono stati definiti per la valutazione , tutti possono essere valutati attraverso una telespinografia . L’analisi richiede la telespinografia in ortostasi si LL che AP da C2 alle teste femorali . La posizione è standardizzata : mani appoggiate sulle clavicole . La valutazione globale viene studiata usando alcuni parametri : 1 ) la linea a piombo da C7 -> questa è una linea verticale a piombo che parte da C7 . Idealmente deve passare attraverso il piatto sacrale , ma anche se questo è il caso che non implica che i parametri spino-pelvici siano adeguati , la colonna può essere in compenso e quindi in equilibrio . L’asse verticale sagittale corrisponde alla distanza orizzontale fra la linea a piombo da C7 e l’angolo posterosuperiore di S1 . Tale parametro è correlato alla qualità della vita . In condizioni normali è meno di 5 cm , ma è dipendente dall’età [6] . Tuttavia non può essere tenuto in considerazione il valore dell’ incidenza pelvica , che induce errore soprattutto nelle pelvi ad alta incidenza ( pelvi con grande diametro anteroposteriore ) . D’altra parte i

valori medi non sono molto selettivi e solo una sottostratificazione permette un’ appropriata analisi dell’equilibrio . Questo parametro dovrebbe essere usato solo per comparare la situazione di equilibrio di pazienti nel tempo o prima e dopo il trattamento chirurgico . Non può essere usato per comparare pazienti perché hanno incidenza pelvica differente a causa di differenze anatomiche . L’asse verticale sagittale corrisponde alla misurazione della distanza , quindi richiede immagini calibrate anziché indicatori che usano angoli . L’ angolo spino-sacrale è definito dall’angolo che connette il centro della vertebra C7 al centro del piatto sacrale di S1 e la linea parallela alla limitante superiore di S1 . Ha un valore normale di 135° +- 8° . Questo è un parametro intrinseco di equilibrio . E’ un parametro di equilibrio globale perché integra la posizione di C7 con un parametro pelvico : la pendenza sacrale . Non integra la colonna cervicale e la testa .

Figura 2.10 Asse Verticale Sagittale (SVA), è un buon

parametro di valutazione dell'equilibrio globale. [3] Figura 2.11 (a) piccolo SVA, piccola PI ; (b)grande SVA ,grande PI, perciò più possibilità di avere un buon equilibrio sagittale. [3]

- Linea a piombo di C7/rapporto distanza sacro-femorale --> Lo scopo del C7/SFD ratio è sostituire un parametro di distanza come l’asse verticale sagittale con un ratio applicabile ad tutte le radiografie e anche che tenga conto della posizione delle teste femorali e perciò dello spessore della pelvi che varia conseguente all’angolo di incidenza pelvica . Questo rapporto è uguale a 0 quando la linea a piombo di C7 è proiettata esattamente all’angolo posterosuperiore del sacro , e uguale a 1 quando la

linea a piombo di C7 si proietta davanti alle teste femorali ed è negativo quando è proiettato dietro il sacro . Non si integra con parametri cervicali e della testa .

- T1 angolo pelvico --> questo corrisponde all’angolo fra una linea che connette il centro di T1 al centro delle teste femorali e la linea al centro del piatto

Figura 2.12 Rapporto C7/SFD [3]

Figura 2.13 Misurazione angolo TPA (T1-pelvico) [3]

sacrale di S1 . E’ correlata con l’inclinazione pelvica e l’asse sagittale verticale , ma non tiene in considerazione per l’incidenza pelvica . Il valore target è <14° . Questo è un angolo simile all’angolo spino-sacrale per l’analisi toraco-spinale-pelvica . Non integra la colonna cervicale e la testa . L’angolo di inclinazione globale si usa per analizzare l’equilibrio prendendo anche C7 come punto di riferimento . Non integra la colonna cervicale e la testa . Questo angolo è più interessante in posizione seduta .

- Indice di Equilibrio totale [7] --> Questo indice stima l’estensione delle correzioni per essere performanti nei pazienti con disequilibrio spinale . L’indice di Equilibrio totale è basato sull’analisi globale dell’equilibrio sagittale includendo la posizione delle gambe . E’ basato su 3 parametri : 1) l’angolo di traslazione-C7 , che corrisponde alla differenza fra la posizione ideale di C7 rispetto al sacro e la sua reale posizione . L’indice di equilibrio totale è cosi calcolato : il primo angolo corrisponde all’ angolo di traslazione di C7 determinato da : il centro della limitante inferiore di C7 che è trasposta orizzontalmente sulla proiezione verticale ideale di C7 , che è sull’asse dell’angolo posterosuperiore di S1 e l’apice dell’angolo di L4 . Nella popolazione normale , l’apice della lordosi lombare è posizionato intorno a L4 . Questi 3 punti ( centro di C7 , C7 ideale e L4 ) formano un triangolo con apice in L4. 2) L’angolo femorale di obliquità : nelle persone sane i femori sono verticali . Durante la compensazione , le ginocchia sono flesse e i femori diventano obliqui in proiezione LL della telespinografia . Tale angolo corrisponde all’angolo fra l’asse dei femori e la verticale . Questo angolo deve essere aggiunto alla correzione per ripristinare il giusto equilibrio sagittale . 3) l’angolo di compensazione pelvica : corrisponde alla differenza fra la teorica inclinazione pelvica e l’inclinazione misurata . Questo angolo di

compensazione è uguale al PT(0,44PI-11,4) . E’ provato che se l’inclinazione è inferiore a 25° , l’angolo di compensazione è 5° e deve essere aggiunto alla correzione , e se l’angolo di compensazione è più di 25° poi 10° devono essere aggiunti . Questa è un’approssimazione , ma il valore reale può essere calcolato come spiegato . Il risultato di queste 3 misurazioni da un valore dell’angolo di correzione sagittale richiesto per ristabilire l’equilibrio adatto al paziente . Tuttavia , questa tecnica può anche essere usata per analizzare l’equilibrio globale . La media di valori nella popolazione asintomatica è meno di 5° e può essere negativa . Non integra la colonna cervicale e la testa .

L’asse odonto-anche : è l’angolo fra la verticale e il punto più alto del processo odontoideo ( dente ) connesso al centro dell’acetabolo . Questo angolo è stato studiato negli asintomatici . E’ poco variabile ed è un buon modo per studiare l’equilibrio sagittale . Integra la colonna cervicale e la testa e rimane costante negli anziani se asintomatici . Questo Figura 2.14 Misurazione Asse Odonto-Anche (OD-HA) [3]

angolo tiene conto della posizione della colonna cervicale , della colonna toracolombare e della pelvi , e può migliorare l’analisi globale e la valutazione dei rischi di sindrome giunzionale prossimale cifosi dopo una estesa fusione toraco-lombare . In realtà , se OD-HA è positivo (>2°) , sopra i normali valori (-5° <x<2° ) , significa che il paziente è fuori equilibrio e c’è un aumentato braccio della leva sulla vertebra strumentata più alta . Il preoperatorio oggi è importante al fine di evitare si sovrastressare i segmenti adiacenti alla fusione vertebrale .

ANALISI DELL’EQUILIBRIO DURANTE LA MARCIA : STEP FINALE IN CORSO DI CONVALIDA

Risulta importante studiare l’equilibrio sagittale globale durante l’andatura nelle condizioni patologiche . Infatti una colonna equilibrata ma compensata , al Rx statica , può divenire disequilibrata in movimento . Recentemente , è stato progettato un sistema di analisi 3D in pazienti con cifoscoliosi lombare degenerativa e si è dimostrato che la perdita dell’ allineamento sagittale globale è sottostimata al Rx statico . Infatti lo sbilanciamento anteriore si verifica e aumenta durante la marcia , tale fenomeno è spiegato dai meccaniscmi di compensazione che si attuano nello scompenso anteriore . In realtà , uno dei primi fenomeni di compensazione si verifica a livello della pelvi quando si attivano i muscoli estensori delle anche , che prendono parte alla retroversione pelvica . Durante la marcia , i muscoli estensori delle anche sono contratti alternativamente e non contribuiscono alla retroversione , da questo risulta una tendenza all’ antiversione pelvica con perdita della compensazione . Lo

squilibrio anteriore sul piano sagittale non è quindi compensato e aumenta con l’inizio della marcia ne risulta una tendenza a sporgersi in avanti durante la marcia che è accentuata quando i muscoli spinali posteriori sono atrofici e non permettono più al tronco di rimanere verticale , una condizione tipica nei pazienti con cifoscoliosi degenerativa . Negli studi sulla colonna degenerativa piatta , si separano 2 gruppi di pazienti secondo la loro pendenza pelvica durante la marcia : il primo gruppo mantiene la retroversione pelvica durante la marcia , mentre il secondo gruppo non ci riesce . È stato dimostrato che i pazienti in grado di mantenere la retroversione durante la marcia possono essere migliorati con la correzione chirurgica , a differenza di quelli che vanno in antiversione pelvica . Sono state proposte a tal proposito telespinografie post marcia di 10’ al fine di avere nella pratica clinica uno studio più vicino possibile allo studio della condizione dinamica . [8]

APPLICAZIONE CLINICA :

questi concetti riguardanti l’equilibrio sagittale permettono l’analisi delle condizioni cliniche del paziente . Ci sono 3 tipi di profili : equilibrato , equilibrato ma compensato , non compensato e perciò squilibrato . Questa analisi suggerisce le scelte terapeutiche . Nella pratica , è importante sapere come trattare la patologia adattandosi ad ogni singolo paziente : prendendo in considerazione i problemi generali e la capacità di compenso del paziente . Con un equilibrio compensato , è richiesta una chirurgia semplice , piuttosto che una chirurgia maggiore con alto rischio di complicanze e comprendendo l’equilibrio sagittale si possono fare le scelte più appropriate . L’equilibrio sagittale è un fenomeno dinamico , ed è meglio avere un buon equilibrio sagittale anche compensato che un buon allineamento sagittale con una lunga fusione

e azzerare la capacità di compenso . Questa è la ragione per cui giungiamo alla conclusione che i nuovi documenti che sostengono una maggior tolleranza sull’aumento dell’inclinazione pelvica e dell’asse verticale sagittale non sono appropriati . L’unica strada per preparare una chirurgia di fusione spinale è creare un piano e simulare cosa accadrà dopo una fusione corta o lunga . Conoscendo tutti i parametri e comprendendo i meccanismi di compenso che permettono un buon equilibrio globale , suggeriamo che usare l’angolo OD-HA è la miglior scelta per predire il rischio di danno o sindrome giunzionale . La funzione muscolare può essere stimata valutando le flesso-estensioni dinamiche al RX , in posizione eretta e dopo 10’ di camminata . L’ equilibrio sagittale della colonna è dunque una materia vasta che deve essere appresa con i pazienti in posizioni standardizzate: in ortostasi, ma anche durante la marcia , da ciò noi possiamo individuare gli stress dannosi alle strutture osteoligamentose . I principi fondamentali sono analizzati alla telespinografia , ma in futuro lo studio della marcia sarà fondamentale . L’analisi dei parametri spino-pelvici aiuta a scegliere un atteggiamento chirurgico più studiato e migliore . È utile nel preoperatorio , ma permette anche di capire quando sbagliamo dopo la chirurgia . L’analisi globale include la colonna cervicale e la testa . L’equilibrio sagittale deve essere considerato prima della chirurgia , limitata o no , e specialmente a livello lombare e soprattutto se L4-L5-S1 sono incluse nella fusione( 66% ). [9]

CAPITOLO 3

3.1 SCOLIOSI DEGENERATIVA DELL’ADULTO

LA DEFORMITA’ SPINALE :

Le deformità spinali sono un insieme di patologie che hanno come conseguenza ultima la deviazione del rachide . Si suddividono in due principali categorie :

1 ) deformità spinali funzionali o atteggiamenti posturali , che si devono distinguere dalle deformità vere in quanto la colonna vertebrale nel contesto di un atteggiamento non ha nessuna patologia . Presentano dunque caratteristiche di autocorregibilità , assenza di permanenza del difetto , assenza di alterazioni anatomiche o strutturali delle vertebre . Banalmente la colonna vertebrale risponde deviando da un lato piuttosto che dall’altro per compesare a diverse cause . Fra queste troviamo : paresi muscolari , atteggiamenti antalgici , deficit visivi , ipoplasia di alcune parti superiori del corpo , eterometria degli arti e asimmetrie primarie o secondarie del bacino .

2 ) Deformità spinali strutturate o vere , quali scoliosi e ipercifosi .

LA DEFORMITA’ STRUTTURATA , DEFINIZIONE ED ASPETTI SOCIO-EPIDEMIOLOGICI DELLA SCOLIOSI NELL’ ADULTO : [10]

La Scoliosi è una deformità dell’apparato muscoloscheletrico vertebrale tridimensionale a sviluppo elicolidale . Non si riferisce quindi al solo piano frontale , ma altera anche il piano sagittale e trasversale . Le deformità spinali dell’adulto , complessivamente , colpiscono la colonna da cervicale a toracica o toracolombare o lombare per tutto il processo di invecchiamento . Ciononostante alterazioni

adolescenziali portate fino all’ età senile non sono rare , le cause più rilevanti di deformità spinali negli adulti sono la scoliosi su base degenerativa e il dorso piatto iatrogeno secondario a chirurgia vertebrale . La prevalenza di tali problemi è in aumento della popolazione over 65 e dunque il problema è di crescente interesse per la salute pubblica per costi ed impatto epidemiologico . La popolazione globale sta subendo uno spostamento dell’età verso la popolazione più anziana , questo a causa dell’ aumento della longevità , del miglioramento delle cure mediche e la diminuzione della natalità globale . In Italia ed in particolare in Liguria l’indice di vecchiaia , inteso come il rapporto tra over 65 e unter 14 , è in costante aumento nel corso degli ultimi decenni ed è passato dal 60% negli anni 80’ al valore di 173,1% al 2019 e gli over 65 sono ad oggi il 30% della popolazione circa . Questo shift si osserva non solo a livello locale ma si riflette al livello globale e le patologie muscoloscheletriche sono in aumento di pari passo . In particolare le deformità spinali dell’adulto sono un eterogeneo spettro di patologie particolarmente favorite da questo shift generazionale . Le deformità spinali sono prevalenti negli over 65 , gli affetti sono tra il 32% e il 68% . Di fatto multipli fattori età correlati sono implicati in queste patologie , tra questi abbiamo : riduzione della densità ossea , osteoporosi , degenerazione spinale , ridotta mobilità ed equilibrio e patologie degenerative . Le cause di deformità vanno quindi da patologia de-novo dell’adulto a degenerazione progressiva di una deformità pre-esistente o degenerazione conseguente a chirurgia . Le deformazioni spinali hanno effetti disabilitanti sulla salute globale sia fisica , ma in particolare dal 27% al 38% impattano anche sulla salute psicologica . Tale dato , nonostante la minor incidenza della patologia deformativa spinale, supera i disagi psicologici dati dalla patologia discale . Studi inoltre hanno dimostrato differenze riguardo la salute mentale tra i

pazienti con scoliosi e la popolazione generale , ciò ha portato ad indagare i principali disconfort emozionali che ne derivano e si è visto che il 37% circa dei pazienti presentavano tali disturbi [11]. Tra questi abbiamo depressione , disturbi del sonno e ansia . Se paragonate inoltre ad altre patologie croniche ( quali diabete , scompenso cardiaco congestizio , patologie polmonari croniche ) le deformità spinali correlano con una peggiore qualità della vita in test su questionario come HRQoLs . Tale questionario mostra inoltre la correlazione fra qualità della vita , disabilità , quadro radiografico e dolore [12].

EZIOLOGIA , PATOGENESI E ALTERAZIONI ANATOMOPATOLOGICHE : [10]

Lo spettro delle deformità spinali dell’adulto include la scoliosi de-novo , la scoliosi progressiva dell’adolescente nell’adulto , l’ipercifosi , la deformità sagittale iatrogena , deformità focali secondarie a discopatia e deformità spinale post traumatica . La scoliosi de-novo o scoliosi degenerativa dell’adulto , a differenza dell’idiopatica del giovane , si sviluppa dopo la completa maturazione scheletrica accertata tramite test di Risser , il quale consente , tramite lo studio dell’ossificazione delle creste iliache , di valutare l’età ossea del paziente ( a Risser 5 il soggeto è adulto dal punto di vista osseo ) . Essa si presenta nel 6% della popolazione over 50 e si localizza principalmente nella colonna lombare , ha un’entità meno evidente rispetto alle scoliosi giovanili , ma si sviluppa con più rapidità . La scoliosi de-novo è quindi una condizione cronica che risulta dalla degenerazione del tessuto osseo e dei tessuti molli , spesso porta a radicolopatia o in ultima istanza a instabilità del rachide con spondilolistesi e sublussazioni vertebrali rotatorie , il tutto può portare a stenosi del

canale vertebrale . Il processo degenerativo inizia nel disco intervertebrale , con cambiamenti strutturali microscopici ed in seguito macroscopici dell’anatomia del disco e delle sue proprietà biochimiche e biomeccaniche come la riduzione dell’altezza del disco , la perdita del contenuto di acqua e proteoglicani e la spinta verso la degradazione enzimatica sostenuta dal quadro degenerativo infiammatorio . La degenerazione in ultima istanza conduce a cambiamenti patologici della distribuzione del carico ai dischi intervertebrali e alle faccette articolari , ciò porta a rimodellamento osseo e instabilità articolare. L’alterazione finale e macroscopicamente più evidente della vertebra è il processo di cuneizzazione , che può determinare un’ ulteriore ipercifosi , e la trocosi , un’ alterazione della vertebra in cui vi è inflessione tra il corpo e l’arco vertebrale , questa deformità rotatoria produce un’alterazione che coinvolge non solo la colonna vertebrale , ma tutto ciò che ad essa è articolato , come le coste a livello toracico , da ciò deriva la presenza del gibbo costale . Questo consegue al fatto che dalla parte della convessità della curva il costato sarà sollevato , mentre dalla parte della concavità sarà anteriorizzato . Abbiamo perciò una deformità anche a livello della cassa toracica . Al livello lombare la salienza della parte convessa sarà determinata dalla muscolatura paravertebrale lombare . Tale circolo vizioso di modificazioni porta degenerazione legamentosa e della muscolatura paravertebrale e del tronco che conduce a deformità spinale e globale del corpo . L’ipercifosi degenerativa , citata come possibile conseguenza della cuneizzazione dei corpi vertebrali , sembra avere una prevalenza anche superiore alla scoliosi degenerativa , ma in tale patologia la soglia fra patologico e fisiologico non si è ancora ben delineata . Un’altra causa rilevante di deformità spinale nell’adulto sono le fratture vertebrali , è tuttavia stato dimostrato che un programma di screening per osteoporosi unito ad una prevenzione

farmacologica è significativamente adiuvante nella prevenzione nei confronti delle fratture da compressione nelle donne fra i 55 e 81 anni . Un’altra patologia rilevante tra le deformità spinali collegata alla chirurgia della scoliosi è la sindrome del dorso piatto , una forma iatrogena di deformità sul piano sagittale che produce una perdita della curva lombare . Questo tipo di condizione si presenta tipicamente in soggetti che hanno subito interventi chirurgici in cui non è stato ristabilito correttamente l’allineamento sul piano sagittale o in cui è stato deteriorato . Per comprendere al meglio l’importanza dei parametri anatomo patologici , sono stati effettuati studi di correlazioni anatomo-clinica tra l’ atrofia del muscolo multifido , in particolare a livello lombare , parametri spinopelvici e severità della deformità in pazienti con scoliosi degenerativa dell’adulto. La valutazione della performance anatomica dei muscoli è stata effettuata tramite studio con Risonanza magnetica nucleare , i muscoli multifidi lombari sono stati analizzati sia nella parte convessa che nella parte concava della curva scoliotica . L’atrofia è stata correlata al grado di infiltrazione grassa del muscolo , Goutallier Classification System .

Figura 3.1 Gradi di Goutallier(immagini RM T2 pesate): a)grado 0, tessuto muscolare normale; b)grado1,striatura di grasso; c)grado2,più tessuto muscolare che grasso; d)grado3,equa distribuzione tra grasso e tessuto muscolare; e)grado4,più infiltrazione grassa che tessuto muscolare.[16]

Si è visto che al livello intervertebrale , sia inferiormente che superiormente rispetto alla vertebra apicale della curvatura , l’atrofia del muscolo multifido lombare è

maggiore nel lato concavo della curvatura rispetto al convesso , non c’è differenza sostanziale fra superiormente e inferiormente nel lato concavo mentre è più accentuata nel livello superiore sul lato convesso .

La degenerazione porta ad instabilità della colonna ed esacerba la degenerazione articolare , soprattutto a livello della colonna lombare , questo spiega perché più frequentemente la vertebra apicale si trova tra L3-4 . L’ipotesi di danno muscolare è sostenuta da disuso , denervazione e infiammazione (tipiche anche della patologia erniaria discale o della compressione delle radici nervose essendo tale muscolo innervato dalle radici dorsali dei nervi spinali lombari). La degenerazione dei muscoli multifidi lombari si configura dunque come un elemento di causa e conseguenza dello stress articolare , inoltre ne assicura la conduzione attraverso quel fenomeno , normalmente implicato nella distribuzione delle forze agenti sul rachide , detto l’effetto parallelogramma , che nella patologia deformativa contribuisce ed alimenta costantemente il disequilibrio instauratosi soprattutto a livello sagittale . Questo è il connotato più negativo per l’outcome del paziente che presto si trova a non esser più in grado di compensare tale fenomeno Inoltre l’atrofia del muscolo multifido se di entità modesta è correlata alla clinica , che sembra però essere più correlata ai parametri spinopelvici che alla degenerazione muscolare.[16]