頸椎矢狀位參數(shù)與頸后肌群質(zhì)量的相關(guān)性

孫 康，朱衛(wèi)國(guó)，魯世保

首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院骨科，北京 100053

正常的脊柱矢狀面形態(tài)對(duì)脊柱生理功能的維持具有重要作用，矢狀面形態(tài)異常不僅會(huì)影響脊柱功能，同時(shí)也會(huì)加速脊柱退行性變，促進(jìn)脊柱病變的發(fā)生與進(jìn)展［1］。脊柱矢狀面形態(tài)異常可能由很多因素引起，椎體骨折、脊柱退行性變、醫(yī)源性因素等均可引起脊柱矢狀面形態(tài)異常［2］。另外，肌肉退行性變亦是引起脊柱矢狀面形態(tài)異常的重要因素。脊柱椎旁肌肉在維持和調(diào)節(jié)脊柱矢狀面形態(tài)中起著重要作用。其中，肌少癥已經(jīng)被證實(shí)是脊柱矢狀面失衡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素［3］。相較于胸椎、腰椎，頸椎在日常生活中的活動(dòng)度（ROM）更大，脊柱矢狀面失衡后的代償調(diào)節(jié)，不僅是為了維持整體脊柱姿態(tài)的平衡，也是為了使人體獲得并維持水平視線(xiàn)［4］。然而，人體通過(guò)椎旁肌動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)頸椎矢狀面形態(tài)與平衡的機(jī)制尚不明確。因此，本研究旨在分析頸椎矢狀位參數(shù)動(dòng)態(tài)變化與頸后肌群質(zhì)量的相關(guān)性，探討中老年頸椎病患者頸后肌群動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)頸椎矢狀面形態(tài)與平衡的機(jī)制，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥45歲；②頸椎椎體周?chē)鸁o(wú)大型骨贅；③頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)無(wú)明顯增生或退行性變；④臨床及影像學(xué)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往頸椎手術(shù)史；②頸椎骨折或外傷史；③頸椎病軸性癥狀影響頸椎活動(dòng)；④合并脊柱結(jié)核、脊柱腫瘤、頸椎不穩(wěn)、椎體楔形變、先天性椎體畸形、骨質(zhì)疏松癥、強(qiáng)直性脊柱炎、類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎及頸椎側(cè)凸畸形等。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，納入2018年6月—2019年7月收治的80例頸椎病患者臨床與影像學(xué)資料，其中男43例、女37例，年齡為（63.84±10.25）歲，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）為（24.77±3.05）kg/m2。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)［臨研審（2018）014號(hào)］。

1.2 影像學(xué)測(cè)量

所有患者入院后攝頸椎正側(cè)位、過(guò)伸過(guò)屈位X線(xiàn)片和頸椎MRI，在Surgimap（version 2.3.1.1）系統(tǒng)上測(cè)量以下參數(shù)（圖1）。①頸椎中立位、過(guò)伸過(guò)屈位C2～7Cobb角，即C2椎體下終板與C7椎體下終板連線(xiàn)間的夾角；②頸椎中立位、過(guò)伸過(guò)屈位C0～2Cobb角，即硬腭后上緣與枕鱗皮質(zhì)外緣最低點(diǎn)連線(xiàn)與C2椎體下終板連線(xiàn)間的夾角；③頸椎中立位、過(guò)伸過(guò)屈位矢狀位垂直軸（cSVA），即C7椎體后上緣到經(jīng)C2椎體中心的鉛垂線(xiàn)的距離；④頸椎中立位、過(guò)伸過(guò)屈位C7傾斜角（C7S），即C7椎體上終板連線(xiàn)與水平線(xiàn)間的夾角。其中，過(guò)伸位與過(guò)屈位C2～7Cobb角差值定義為C2～7Cobb角變化量，過(guò)伸位與過(guò)屈位C0～2Cobb角差值定義為C0～2Cobb角變化量，過(guò)伸位與過(guò)屈位C7S差值定義為C7S變化量，過(guò)伸位與過(guò)屈位cSVA差值定義為cSVA變化量。前凸角為正值，后凸角為負(fù)值［5］。

圖1 不同位置頸椎矢狀面參數(shù)測(cè)量Fig. 1 Measurement of cervical sagittal parameters in different positions

1.3 頸后肌群參數(shù)測(cè)量

所有患者術(shù)前完善頸椎MRI檢查。MRI檢查采用GE Signa HDxT 3.0T或GE Signa HDxT 1.5T設(shè)備，使用體表線(xiàn)圈，常規(guī)行T1、T2加權(quán)掃描，掃描完成后將圖像存儲(chǔ)在醫(yī)院圖片存檔及通信系統(tǒng)（PACS），將C2/C3、C3/C4、C4/C5、C5/C6、C6/C75個(gè)節(jié)段的椎間盤(pán)層面橫斷面T2加權(quán)圖像下載至計(jì)算機(jī)，由2位醫(yī)師同時(shí)使用Image J系統(tǒng)（version 1.52a）進(jìn)行測(cè)量。本研究選取的頸后肌群測(cè)量范圍為椎板后緣、斜角肌內(nèi)緣、肩胛提肌內(nèi)緣及斜方肌前緣所圍繞的頸深肌群（圖2a），參考既往有關(guān)肌肉質(zhì)量研究［6-8］中的測(cè)量方法，使用Image J軟件勾勒出每個(gè)節(jié)段椎間盤(pán)中間橫斷面T2加權(quán)圖像中頸后肌群的輪廓，得到頸后肌群的橫截面積，隨后通過(guò)調(diào)整圖像閾值得到所測(cè)范圍肌肉中的脂肪浸潤(rùn)橫截面積（圖2b），取二者差值獲得各節(jié)段頸后肌群的功能性橫截面積（fCSA），取平均值求得頸后肌群平均fCSA。

圖2 頸后肌群相關(guān)參數(shù)測(cè)量Fig. 2 Measurement of posterior cervical muscle group parameters

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 24.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；以P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。運(yùn)用Pearson相關(guān)分析評(píng)估頸后肌群平均fCSA與頸椎矢狀面參數(shù)及其變化量的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

從過(guò)屈位到中立位、從中立位到過(guò)伸位，C2～7Cobb角、C0～2Cobb角、C7S及cSVA均顯著變化，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05，表1）。C2～7Cobb角變化量為44.42°±12.52°，C0～2Cobb角變化量為21.29°±8.32°，C7S變化量為-16.68°±9.14°，cSVA變化量為（-63.13±1.98）mm。

表1 不同位置下頸椎矢狀面參數(shù)Tab. 1 Cervical sagittal parameters in different positions N=80，±s

表1 不同位置下頸椎矢狀面參數(shù)Tab. 1 Cervical sagittal parameters in different positions N=80，±s

注：*與中立位相比，P ＜ 0.05；△與過(guò)屈位相比，P ＜ 0.05。Note：* P ＜ 0.05，compared with neutral position；△P ＜ 0.05，compared with hyperflexion position.

位置Position C2～7 Cobb角/（°）C2-7 Cobb angle/（°）C0～2 Cobb角/（°）C0-2 Cobb angle/（°） C7S/（°） cSVA/mm過(guò)屈Hyperflexion -19.71±12.71* 13.95±7.30* 35.73±11.45* 65.02±14.54*中立Neutral 15.27±14.35 25.26±10.40 23.20±7.99 16.82±13.10過(guò)伸Hyperextension 24.71±14.95*△ 35.24±10.11*△ 19.05±8.02*△ 1.89±16.89*△

對(duì)頸后肌群平均fCSA與頸椎矢狀面參數(shù)作相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，頸后肌群平均fCSA與C7S及cSVA明顯相關(guān)，與C2～7Cobb角及C0～2Cobb角無(wú)明顯相關(guān)性（圖3）。對(duì)頸后肌群平均fCSA與頸椎矢狀面參數(shù)變化量作相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，頸后肌群平均fCSA與C7S變化量明顯相關(guān)，與C2～7Cobb角變化量、C0～2Cobb角變化量及cSVA變化量無(wú)明顯相關(guān)性（圖4）。

圖3 頸后肌群平均fCSA與頸椎中立位矢狀面參數(shù)相關(guān)性分析Fig. 3 Correlation analysis of mean fCSA of posterior cervical muscle group and cervical sagittal parameters in neutral position

圖4 頸后肌群平均fCSA與不同體位下頸椎矢狀面參數(shù)變化量相關(guān)性分析Fig. 4 Correlation analysis of mean fCSA of posterior cervical muscle group and changes of cervical sagittal parameters in different postures

3 討 論

既往研究［7］報(bào)道，胸腰椎椎旁肌是眾多影響胸腰椎序列和矢狀面平衡因素中的其中一種，除了椎旁肌，胸腰段序列同時(shí)受椎間盤(pán)高度丟失、關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)退行性變、椎旁韌帶等的影響。上胸椎位于胸廓內(nèi)，其序列主要受下端胸腰椎和胸廓結(jié)構(gòu)的影響，與胸椎和腰椎相比，頸椎相對(duì)獨(dú)立，除了脊柱本身，頸部椎旁肌在頸椎序列調(diào)節(jié)中起到80%的作用，椎體與韌帶的調(diào)節(jié)作用僅占20%［8］。既往有頸椎椎旁肌與頸椎矢狀位參數(shù)的相關(guān)性研究，但少有涉及頸椎動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的相關(guān)研究。本研究所得頸椎矢狀位參數(shù)范圍與既往研究無(wú)顯著差異。既往研究［9-10］已證實(shí)C7S可以替代T1S在評(píng)估頸椎矢狀面形態(tài)中的作用。本研究選取C7S而非T1S作為頸椎“底座”研究，原因如下。①Tamai等［9］的研究顯示，在實(shí)際測(cè)量中，頸椎X線(xiàn)片上僅有少數(shù)T1上終板可以清楚顯示。②在頸胸段椎體中，T1更加穩(wěn)定，而C7相較于T1保留了一定的ROM。筆者認(rèn)為，在頸椎靜態(tài)研究中，C7保留的ROM并不影響對(duì)脊柱矢狀面形態(tài)的觀(guān)察，C7S可以在一定程度上代替T1S；而在動(dòng)態(tài)研究中，C7較T1保留了一定的ROM［11］，可以更好地反映其作為頸椎“底座”在頸椎動(dòng)態(tài)變化中自身的改變。

正常人群中，頸椎椎間盤(pán)的退行性變程度、頸后肌群質(zhì)量以及關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)的ROM等都可能影響頸椎矢狀面的姿態(tài)與ROM［8，12］。本研究結(jié)果顯示，頸后肌群平均fCSA與中立位C7S存在正相關(guān)，頸后肌群平均fCSA與C7S變化量存在負(fù)相關(guān)，即頸后肌群平均fCSA越小，C7S越小，而C7S變化量越大。筆者猜想，頸后肌群對(duì)頸椎矢狀面形態(tài)和平衡調(diào)節(jié)機(jī)制與整體脊柱的矢狀位平衡調(diào)節(jié)機(jī)制類(lèi)似，當(dāng)腰椎前凸角丟失，骨盆后旋、胸椎后凸角減小、椎體間后滑脫、椎體過(guò)度后伸等一系列代償機(jī)制隨之啟動(dòng)［13］。在胸腰椎椎旁肌質(zhì)量較好的人群中，首先啟動(dòng)的是腰背肌作用下的胸椎后凸角減小，胸椎后凸角減小為主要代償調(diào)節(jié)機(jī)制［14］。隨著年齡增加，當(dāng)腰背部肌肉發(fā)生退行性變，脂肪浸潤(rùn)率逐漸增高，肌肉力量逐漸減小，難以維持胸椎后凸角的減小時(shí)，骨盆后旋、椎體間過(guò)伸、后滑脫及下肢膝關(guān)節(jié)屈曲等代償機(jī)制逐漸啟動(dòng)，起到主要代償作用［13］。因此，在頸后肌群質(zhì)量較好的患者中，僅通過(guò)頸后肌群調(diào)節(jié)頸椎各節(jié)段間關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)滑移的程度及椎體間角度便可達(dá)到頸椎矢狀面代償?shù)哪康模坏S著患者年齡的增加，頸后肌群發(fā)生退行性變，脂肪逐漸浸潤(rùn)肌肉，僅靠上述調(diào)節(jié)機(jī)制難以達(dá)到維持頸椎ROM的目的，這時(shí)，胸腰段的代償機(jī)制隨之啟動(dòng)，便是通過(guò)減小頸椎“底座”的傾斜程度，即C7S的角度達(dá)到代償?shù)哪康模?lèi)似于整體脊柱平衡調(diào)節(jié)中骨盆前旋代償機(jī)制在其中起到的作用。

本研究還發(fā)現(xiàn)，中老年頸椎病患者頸后肌群平均fCSA與頸椎C2～7Cobb角變化量、cSVA變化量無(wú)明顯相關(guān)性，筆者認(rèn)為，這并不能說(shuō)明頸后肌群的質(zhì)量與頸椎ROM無(wú)相關(guān)性，因?yàn)闊o(wú)論是C2～7Cobb角變化量還是cSVA變化量，只能反映頸椎矢狀面代償調(diào)節(jié)后的結(jié)果。頸后肌群是通過(guò)改變各節(jié)段間的角度或頸椎曲度，亦或是改變頸椎關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)滑移程度，從而最終使頸椎矢狀面形態(tài)得到改變，其形態(tài)改變的結(jié)果一定程度上是通過(guò)C2～7Cobb角及cSVA的改變量反映出來(lái)的。因此，頸后肌群平均fCSA與頸椎C2～7Cobb角變化量、cSVA變化量無(wú)相關(guān)性，并不能說(shuō)明頸后肌群與頸椎矢狀面ROM不相關(guān)。

本研究對(duì)頸椎手術(shù)有一定指導(dǎo)意義。由于頸后肌群對(duì)頸椎矢狀面平衡調(diào)節(jié)有重要意義，這就要求術(shù)者在頸椎后路手術(shù)過(guò)程中盡可能地保留頸后肌群，或在術(shù)后重新建立肌肉的起止點(diǎn)，以術(shù)后最大程度保留患者調(diào)整頸椎矢狀位形態(tài)的能力。頸后肌群質(zhì)量較差的患者在頸椎前路融合手術(shù)過(guò)程中，對(duì)通過(guò)鋼板的弧度來(lái)糾正頸椎曲度的依賴(lài)更大，而頸后肌群質(zhì)量較好的中老年患者對(duì)鋼板弧度矯正曲度的依賴(lài)相對(duì)較小，術(shù)后可通過(guò)自身頸椎肌肉（包括頸后肌群在內(nèi)）的作用來(lái)維持、調(diào)節(jié)頸椎的矢狀面形態(tài)及平衡。

本研究的不足之處：①樣本量較小，結(jié)果可能存在偏倚。②本研究對(duì)椎旁肌的評(píng)估是將頸后肌群作為一個(gè)整體來(lái)研究，而非將頸后肌群再細(xì)分為各塊肌肉來(lái)研究其與矢狀位參數(shù)的關(guān)系，這是因?yàn)樵谥欣夏昊颊咧校捎谧蹬约〉耐诵行宰儯ㄖ饕獮橹窘?rùn)），很難通過(guò)肌筋膜再將其細(xì)分。③筆者利用測(cè)繪軟件人為勾勒出頸后肌群的輪廓以獲得各節(jié)段頸后肌群的橫截面積，存在一定的誤差（可通過(guò)2名醫(yī)師同時(shí)測(cè)量及擴(kuò)大樣本量等方式在一定程度上減小該誤差）。④本研究所得頸后肌群質(zhì)量與頸椎C2～7Cobb角無(wú)相關(guān)性的結(jié)論，可能與目標(biāo)肌群的選擇有關(guān)，本研究只選取頸后伸肌群作為目標(biāo)肌群，如擴(kuò)大目標(biāo)肌群的選擇范圍，可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。

對(duì)于本研究的未來(lái)方向，筆者有以下展望。①本研究缺少患者術(shù)后不同位置的頸椎X線(xiàn)片，無(wú)法驗(yàn)證保留頸后肌群或重建其起止點(diǎn)以達(dá)到術(shù)后最大限度保留其頸椎運(yùn)動(dòng)能力的猜想，后續(xù)將通過(guò)收集相關(guān)影像學(xué)資料以進(jìn)一步驗(yàn)證筆者的猜想。②可設(shè)立無(wú)癥狀健康人群為對(duì)照組，收集矢狀面形態(tài)和平衡的相關(guān)參數(shù)與頸后肌群橫截面積參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，探究頸后肌群在無(wú)癥狀健康人群頸椎運(yùn)動(dòng)中的作用。

綜上所述，頸后肌群在中老年人動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)頸椎矢狀面形態(tài)及平衡中具有重要意義。肌肉質(zhì)量與C7S變化量存在相關(guān)性，中老年頸椎病患者可能通過(guò)頸后肌群改變頸椎“底座”傾斜率而非頸椎曲度來(lái)實(shí)現(xiàn)頸椎矢狀面形態(tài)與平衡的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。