脊柱骨盆矢狀位平衡參數與腰椎退變性疾病相關性的研究進展

李佳璐，趙建武，曲 揚，董榮鵬

(吉林大學第二醫院脊柱外科，長春130000)

腰椎退變性疾病主要包括退變性腰椎間盤突出、退變性腰椎管狹窄、退變性腰椎側彎和退變性腰椎滑脫等。近年來，腰椎退變性疾病的患病率逐年升高，且患病年齡日趨年輕，由于病因復雜，發生機制和病理機制尚不清楚。有研究發現，脊柱骨盆矢狀位平衡在腰椎退變性疾病的發生、發展和轉歸中起重要作用[1]。明確脊柱骨盆矢狀位平衡在不同疾病間的變化規律以及與疾病的因果關系，對預估疾病的發生發展、預后和完善治療方案十分有利。通過手術重建腰椎退變性疾病患者的脊柱矢狀面平衡是治療的主要方向，可提高患者術后生活質量[2]。不同患者的矢狀面平衡不同，術者可針對不同的平衡設計不同的手術方案，重建脊柱骨盆矢狀位平衡，以獲得最佳治療效果，改善術后臨床癥狀。脊柱矢狀位平衡變化的一系列參數可反映疾病的發生和發展。臨床上已采用眾多影像學參數評估脊柱疾病患者的生存質量和治療的臨床效果[3]。目前脊柱骨盆矢狀位平衡參數的標準值或標準變化范圍尚未明確，研究制訂出一套標準的參考范圍對脊柱疾病治療有重要指導意義?，F對近年來脊柱骨盆矢狀位平衡參數與腰椎退變性疾病相關性的研究進展予以綜述。

1 脊柱骨盆矢狀位平衡參數簡介

脊椎從上至下連接頭部、軀干、骨盆和髖關節，并通過骨盆部將負荷傳遞到下肢。相鄰節段之間緊密連接，以最小的力維持較穩定的姿勢[4]。腰椎通過骨盆的調節，在維持脊柱整體矢狀位平衡方面起到核心作用。隨著腰彎前凸頂點提高，脊柱-骨盆序列將出現一系列變化，如骶骨增加傾斜、下腰彎前凸角度增加、下腰彎組成椎體數量增加、腰彎傾斜減小等[5]。腰背部肌肉、韌帶對維持腰椎生理性前彎非常重要，當腰椎生理性前彎減少時，后方肌肉韌帶處于拉伸狀態，時間過長可出現腰背肌肉和韌帶疲勞，肌肉力量減弱，前彎減小，導致脊柱矢狀面失衡；當脊柱矢狀面失衡又增加后方肌肉、韌帶的應力時，增加肌肉、韌帶疲勞程度，加重疼痛，從而形成惡性循環[6-7]。當脊柱發生疾患時，骨盆為了代償生物力學變化而發生相應的變化，解剖結構會發生改變[8]。羅江洪等[9]測量92例腰椎退行性病變患者手術前后脊柱-骨盆參數，結果顯示參數明顯改變。脊柱骨盆矢狀面平衡參數的變化能夠反映疾病的發生和發展。

1.1參數測量方法 為了便于測量，目前一般測量站立位脊柱全長X線片來評估矢狀面平衡。矢狀面力線受身體姿勢的影響，需采取統一的攝片方法，即身體站直放松，上臂前屈30°，膝、髖關節完全伸直，拍攝自顱底至近側股骨的后前位、左右側位片[10]。

1.2脊柱矢狀面參數 脊柱骶骨角(spinosacral angle，SSA)指C7椎體中心與S1上終板中點連線與S1上終板的夾角。矢狀面軸向垂線(sagittal vertical axis，SVA)指C7椎體中心垂線與S1上終板后上角的距離或C7椎體中心垂線與L5椎體后下角的距離，標準值<3 cm。胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)指T4上終板垂線與T12下終板垂線的夾角，或T5上終板垂線與T12下終板垂線的夾角。腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)指L1上終板垂線與L5下終板垂線的夾角，還可測量L1上終板垂線與S1上終板垂線的夾角或T12上終板垂線與L5下終板垂線的夾角。

1.3骨盆參數 髖關節軸(hip axis，HA)是雙側股骨頭中心點連線的中點，被認為是一個固定靜止的參考點，可作為骨盆在矢狀面旋轉的軸心，也是測量其他脊柱骨盆參數的重要參考點。骨盆入射角(pelvic incidence，PI)指HA與S1上終板中點的連線與經過S1上終板中點與S1上終板垂線的夾角。骶骨傾斜角(sacral slope，SS)指S1上終板與水平線的夾角。骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)是兩側股骨頭連線中點與S1上終板中點的連線與經過股骨頭連線中點的垂直線的夾角。由幾何關系可知“PI=SS+PT”，PI在人體骨骼發育成熟后恒定，并不受人體姿勢的影響。SS、PT是描述骨盆和骶骨方向性的常用參數，SS影響腰椎前凸，腰椎曲度隨SS增大而增加，PT反映了骨盆相對于股骨頭軸線的位置方向。

2 脊柱骨盆矢狀位平衡參數與腰椎退變性疾病的關系

國內外學者進行了大量的有關正常人脊柱矢狀位平衡的研究，希望能得到一個標準的脊柱矢狀位平衡值。Cho[11]采用Roussouly分類方法對255名韓國無癥狀成年人全身矢狀位影像學數據進行研究發現，49.6%的韓國無癥狀成年人具有Roussouly 3型的矢狀姿勢，所有影像學參數均符合脊柱矢狀平衡模式的一般概念。但有學者認為，脊柱平衡并沒有一個標準的數值，單獨探討某一參數過于片面，脊柱矢狀面平衡由眾多參數相互影響共同作用維持，尋找各個參數之間以及與患者生活質量的計算公式，對制訂較為合理的標準和有一定指導意義的參數范圍以及矢狀面解剖、制訂手術方案、評價脊柱疾病預后都有重要影響，對治療脊柱疾病有重要指導意義[12]。

2.1脊柱骨盆矢狀位參數與退變性腰椎間盤突出癥 正常直立時，椎體和間盤共同承擔軀體負荷，使應力均勻分布，保持平衡狀態；當脊柱序列改變后，軀體的負荷重新分配，間盤所受的應力平衡被打破，部分力量增加使間盤發生改變。生物力學改變是導致間盤退變的重要因素，可通過測量某些參數的變化來預測間盤的退變程度，從而了解疾病的發生、發展過程。李庚午等[13]收集了76例退變性腰椎間盤突出癥患者的臨床資料，通過在脊柱全長X線片上測量矢狀位參數并分析各項指標得出，PI值較小的患者傾向于L4～5、L5/S1椎間盤的退變，PI值較大的患者更傾向于L3～4、L4～5椎間盤的退變。此外，Barrey等[14]研究發現，退變性腰椎間盤突出癥患者LL、TK、SSA值均較小，反映脊柱向前傾斜，腰椎前凸弧度小，脊柱呈現出明顯的失衡狀態。當患者LL、TK、SSA值減小時，脊柱常呈失衡狀態，PI值也會發生相應的變化?？梢姡琍I值較小常常預示著L4～5、L5/S1椎間盤的退變，PI值降低，腰椎曲度往往也較小，L5處會代償形成較銳利的轉角，而PI值較大，常常為較大的圓鈍的弧形轉角，使L3、L4、L5甚至更多椎體的傾角都較大，故更多傾向于L3～4、L4～5椎間盤的退變。PI值的變化對脊柱易發生退變的節段有一定的預測作用，對退變性腰椎間盤突出癥患者進行日常生活健康指導，可預防疾病發生發展并降低疾病的發生率和發展速度，同時可針對不同PI值的患者行不同術式，預設手術中連接桿的彎曲角度，盡可能恢復脊柱的平衡狀態，重建脊柱骨盆矢狀面平衡可達到最佳治療效果[15]。

2.2脊柱骨盆矢狀位參數與退變性腰椎管狹窄癥 相較于其他腰椎退變性疾病，退變性腰椎管狹窄癥在脊柱骨盆矢狀面的平衡狀態較好，并無較大改變。Lim和Kim[16]對比分析退變性腰椎滑脫癥與退變性腰椎管狹窄癥患者在脊柱骨盆矢狀面參數上的差異發現，腰椎退變性滑脫癥患者PI值較高，矢狀面不平衡傾向較高。此外，退變性椎管狹窄癥患者的PI值正常，矢狀面平衡良好，并沒有出現較明顯的脊柱失衡狀態，這可能與退變性腰椎管狹窄癥的發病因素有關。謝峰等[17]測量退變性腰椎間盤突出癥與退變性腰椎管狹窄癥患者在矢狀面上的數據并分析兩者之間的差異發現，退變性腰椎間盤突出癥患者胸椎后凸小，矢狀面生理曲度不明顯；退變性腰椎管狹窄患者胸椎后凸大，矢狀面生理曲度更明顯。退變性腰椎管狹窄癥患者脊柱矢狀面并無較大失衡，可能與其發病機制有關。退變性腰椎管狹窄癥發病初期表現為椎體的反復輕微磨損，進一步發展則引起關節突肥大、腰椎間盤變性、骨質增生、黃韌帶肥厚等，多種病理因素共存，進而引起一系列神經病理學改變，導致椎間盤突出、側隱窩狹窄或中央椎管狹窄等，與其他退變性疾病常伴隨著較大的力學失衡不同[18]。但退變性腰椎管狹窄癥常繼發于退變性腰椎間盤突出或腰椎滑脫等，因而手術治療仍需要重建一個較為穩定的矢狀面平衡，以達到理想的預后。

2.3脊柱骨盆矢狀位參數與退變性脊柱側凸 脊柱側凸主要分為特發性脊柱側凸和退變性脊柱側凸。有學者發現，青少年和成年脊柱側凸患者的胸椎曲度與骨盆參數無關[19]。正常情況下，較少需要胸椎參與調節矢狀位平衡，腰椎足以調節矢狀位平衡。劉辰君等[20]指出，退變性脊柱側凸矢狀位脊柱骨盆參數之間也不存在明顯相關性。但是，費晗等[21]的研究發現，退變性脊柱側凸患者SS、PT值與TK值顯著相關，退變性脊柱側凸患者的胸椎曲度更易受骨盆影響。張輝[22]分析74例退變性腰椎側凸患者的脊柱矢狀位整體、局部影像學參數的特征以及各參數之間的聯系發現，對退變性腰椎側凸患者進行矯形治療應重建SVA值，同時術中維持合理的PT值，對退變性腰椎側凸患者的術后健康和生存質量具有明確意義[23-24]。退變性脊柱側凸患者腰椎調節能力降低，從而需要胸椎改變曲度來調節矢狀位平衡。胸椎曲度減少時重心前移，隨著脊柱逐漸僵硬，胸椎曲度改變受限，此時骨盆后傾成為矢狀位失衡的主要代償機制。同時，退變性脊柱側凸的腰椎由于前凸丟失、相對僵硬，導致骨盆后傾(失代償狀態)，引起胸椎代償性的曲度改變。目前，保持或重建矢狀面平衡來治療脊柱疾病已得到共識，脊柱矯形手術以恢復自然狀態下的矢狀位曲度為標準[25]。根據不同側凸程度重建SVA并維持較為理想的PT值，對患者的預后有益。

2.4脊柱骨盆矢狀位參數與退變性腰椎滑脫癥 退變性腰椎滑脫癥的病因尚不明確。有研究表明，退變性腰椎滑脫癥由多種因素共同作用，其腰骶部生物力學往往異常，骨盆參數的變化與退變性腰椎滑脫癥密切相關[26]。高如峰等[27]研究證實，退行性腰椎滑脫癥對脊柱矢狀面平衡有一定影響，矢狀面平衡與PI、SS及LL相關，特別是LL的減少可能使脊柱矢狀面失衡。Roussouly等[26]發現，退變性腰椎滑脫癥患者PI值較高，通常伴隨SS值較高和LL值的代償性增高。有研究表明，PI值較高的人群腰骶部生物力學異常，發生腰椎滑脫的風險也會增加[28-29]。Morel等[30]對70例退變性腰椎滑脫癥患者和250名無癥狀志愿者進行對比，測量相關脊柱骨盆矢狀面平衡參數，并結合多種因素分析得出，退變性腰椎滑脫癥患者相較正常人TK值、LL值等有顯著增大。Glassman等[31]認為，LL值是評價脊柱矢狀面是否平衡的重要參數。申鵬飛等[32]測量對比30例退變性腰椎滑脫癥患者術前及術后的脊柱骨盆矢狀面平衡參數變化發現，LL值術后較術前有所增加，手術前后LL變化值與Oswestry功能障礙指數評分(Oswestry功能障礙指數評分包括疼痛程度、生活自理、持物、行走、坐、站立、睡眠、性生活、社會生活、旅游10個方面，每項含6個選項，最高5分，最低0分，評分越高，表明功能越差)視覺模擬評分(采用視覺模擬疼痛評分檢測患者自我感覺的疼痛程度)均相關。退變性腰椎滑脫矢狀面失衡后通過代償機制抵抗人體重心向前或向后平移[7]。退變性腰椎滑脫患者腰骶部剪切力較大，PI值和SS值會有所增加，LL值也會代償性增加，增加滑脫的風險。PI值較高可能導致腰椎滑脫，但尚無確切研究證明骨盆參數與腰椎滑脫之間的因果關系，骨盆參數的變化可能與腰椎滑脫的發生和發展緊密相關。對于退變性腰椎滑脫癥的手術治療，術者可根據術前LL值，結合其他相關參數，設計并重建LL值，建立較為穩定的矢狀面平衡狀態，改善患者術后臨床癥狀，延緩相鄰節段退變，達到較為良好的預后。

3 小 結

在腰椎退變性疾病中，PI值較高可能會導致腰椎滑脫，但尚無確切研究證明骨盆參數與腰椎滑脫之間的因果關系。退變性腰椎間盤突出、退變性腰椎側凸、退變性腰椎滑脫患者通常均處于較明顯的失衡狀態，相關參數明顯異常，而退變性腰椎管狹窄患者的脊柱平衡狀態較好，參數差異較小。脊柱矢狀面平衡對脊柱生物力學有重要影響，軀干在矢狀面上保持平衡狀態由脊柱骨盆和下肢整體系統相互影響共同維持。脊柱矢狀面平衡參數沒有標準值，單獨探討其中某一個矢狀面參數也過于片面，全面評估整體退變性脊柱的矢狀面平衡狀態有利于術者制定手術策略和患者矢狀面重建[33-35]。有針對性地設計術后功能鍛煉方法可減少術后失衡的發生，以達到平衡穩定的狀態。