C7傾斜角與脊柱整體矢狀面平衡的相關性

劉承鑫，史 彬，李翔宇，孫 康，魯世保

首都醫科大學宣武醫院骨科，北京 100053

近年來，越來越多的研究［1-5］發現，脊柱矢狀面失衡與患者的疼痛、功能障礙及較差的生活狀態密切相關。對于因脊柱退行性疾病行手術治療的患者來說，術前準確的評估、術中有效的糾正、術后長期維持脊柱矢狀面平衡非常重要［3，6-7］。脊柱矢狀面平衡是一個動態維持的過程，下肢、骨盆和脊柱同時參與平衡的維持［8］。脊柱矢狀面軸向距離（SVA）被認為是評價脊柱矢狀面平衡的金標準［4，9-10］，但SVA存在獲取困難（僅能在脊柱全長X線片上獲取）、易受干擾（受攝片時患者姿勢影響較大）及忽略骨盆和頸椎在維持平衡中的作用等缺點［8，11-12］，因此，還需參考其他一些評價脊柱整體矢狀面平衡的參數，如脊柱骶骨角（SSA）［13］、T1骨盆角（TPA）［14］和T1傾斜角（T1S）［4］等。

T1S是反映頸椎和脊柱整體矢狀面平衡的一個新型參數，相比于SVA，其具有獲取簡便、受患者姿勢影響小等優點，同時，在一定程度上考慮到了頸椎在矢狀面平衡中的作用［4，11，15］。但是，由于受到肩部和軀干干擾，T1在X線片上經常顯示不清，因此，一些學者［16-18］采用C7傾斜角（C7S）代替T1S進行研究。既往研究［16-20］表明，C7S與T1S存在很強的相關性，而且C7S在一定程度上可以反映頸椎和脊柱矢狀面平衡狀態。本研究旨在分析C7S與脊柱矢狀面參數之間的關系，以及不同矢狀面平衡狀態下C7S與SVA之間的關系，探討C7S評價脊柱整體矢狀面平衡的能力。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年1月1日—2020年12月31日因腰椎退行性疾病接受手術治療并于術前行脊柱全長X線檢查的490例患者進行回顧性研究。排除標準：①髖關節、膝關節、踝關節疾病史及手術史；②頸肩痛或頸椎病或脊柱手術史；③脊柱腫瘤、強直性脊柱炎、脊柱側凸畸形或2年內有脊柱骨折史；④脊柱全長X線片不規范（患者應保持視野水平，雙手自然放于胸前）或C7在全長X線片上顯示不清；⑤術前脊柱存在向后失平衡（SVA < 0 cm）。275例患者因各種原因被排除（137例術前脊柱全長片不規范，60例C7顯示不清，48例存在頸肩痛、頸椎病史或脊柱側凸畸形，11例有脊柱、骨盆、膝關節或踝關節疾病史或手術史，19例存在向后失平衡），最終共215例患者納入研究，其中男70例、女145例，年齡為30.00 ~ 90.00（65.63±11.17）歲。

1.2 數據測量

在影像歸檔和通信系統（PACS）中測量脊柱矢狀面參數。①枕頸角（O-C2）：McGregor線（經過硬腭后上方和枕骨中線最尾端點的線）與C2下終板切線間的夾角，前凸為正值，后凸為負值。②頸椎前凸角（CL）：C2下終板與C7下終板間的夾角，前凸為正值，后凸為負值。③胸椎后凸角（TK）：T4上終板與T12下終板間的夾角，后凸為正值，前凸為負值。④骶骨傾斜角（SS）：S1上終板與水平線間的夾角。⑤骨盆傾斜角（PT）：S1上終板中心與兩股骨頭中心連線與鉛垂線間的夾角。⑥骨盆入射角（PI）：經過S1上終板中心垂直于上終板的直線與S1上終板中心和兩股骨頭中心連線間的夾角。⑦腰椎前凸角（LL）：L1上終板與S1上終板間的夾角，前凸為正值，后凸為負值。⑧頸椎SVA（cSVA）：C7上終板后角到C2椎體中心的鉛垂線的水平距離，鉛垂線位于C7后上角前為正值，位于C7后上角后為負值。⑨SVA：S1上終板后角到C7中心的鉛垂線的水平距離，鉛垂線位于S1后上角前為正值，位于S1后上角后為負值。⑩C7S：C7上終板與水平線間的夾角。并引入頸胸組合參數CL/C7S。記錄患者年齡、性別及隨訪時間，計算末次隨訪時C7S、TK、CL和SVA的變化值（術前值-末次隨訪值）。

1.3 分組

本研究參考文獻［21］將失平衡狀態下TK > 40°定義為胸椎處于失代償狀態。根據患者術前TK和SVA的值將患者分為3類（圖1）：類型A，脊柱矢狀面平衡（SVA≤5 cm）；類型B，脊柱矢狀面失平衡，胸椎具有代償能力（SVA > 5 cm，TK≤40°）；類型C，脊柱矢狀面失平衡，胸椎失代償（SVA > 5 cm，TK > 40°）。

圖1 3類患者脊柱矢狀面形態Fig.1 Sagittal morphology of spine in 3-type patients

1.4 統計學處理

采用SPSS 22.0軟件對數據進行統計分析。符合正態分布的計量資料以±s表示，組間比較采用單因素方差分析；非正態分布的計量資料以中位數（下四分位數，上四分位數）表示，組間比較采用秩和檢驗；以P< 0.05為差異有統計學意義。各指標之間的相關性采用Spearman相關性分析。采用受試者操作特征（ROC）曲線計算臨界值。

2 結 果

2.1 各參數間相關性分析

由表1可見，C7S與年齡、TK、CL、cSVA及SVA之間均存在相關性；SVA與年齡、SS、PT、LL、C7S、CL及O-C2之間均存在相關性。且CL/C7S與SVA之間存在中度相關性（n= 215，r= 0.361，P< 0.05）。

表1 各參數之間的相關性分析Tab.1 Correlations between obtained parameters N=215

215例患者中有84例完成術后隨訪并拍攝脊柱全長X線片，平均隨訪（85.47±36.64）d，其中男36例、女48例。C7S的變化值為-2.10°（-3.70°，3.40°），TK的變化值為-4.15°±4.56°，SVA的變化值為3.58°±3.13°。C7S的變化與TK的變化有相關性（r= 0.494），與SVA和CL的變化均無相關性（r=0.198、-0.031）。

2.2 3類患者間各參數差異性比較

相比于類型A，類型B患者的SVA、CL和CL/C7S更大，TK更小，差異均有統計學意義（P< 0.05，表2），cSVA、C7S差異無統計學意義（P> 0.05，表2）；相比于類型A，類型C患者的cSVA、SVA、CL、TK、C7S和CL/C7S 更大，差異均有統計學意義（P< 0.05，表2）；相比于類型B，類型C患者的cSVA、C7S、CL和TK更大，差異均有統計學意義（P< 0.05，表2），但CL/C7S和SVA差異無統計學意義（P> 0.05，表2）。

表2 3類患者的參數比較Tab.2 Comparison of measured parameters between 3-type patients

2.3 臨界值分析

ROC曲線分析結果顯示，CL/C7S評價脊柱矢狀面平衡的曲線下面積為0.706，根據約登指數計算得到的臨界值為0.618（圖2），提示當CL/C7S > 0.618時，脊柱更多處于失平衡狀態（SVA > 5 cm）。

圖2 CL/C7S評價脊柱矢狀面平衡的ROC曲線Fig.2 ROC curve of CL/C7S evaluating sagittal balance of spine

3 討 論

既往研究［16-20］表明，C7S與T1S之間存在很強相關性，同時C7S與脊柱矢狀面參數之間均存在較好相關性，在影像學一定程度上可代替T1S。Knott等［4］和Pesenti等［11］的研究表明，T1S與脊柱整體矢狀面平衡有關，T1S > 25°或< 13°往往提示脊柱矢狀面的失衡。Le Huec等［20］通過對109名無癥狀志愿者研究后發現，C7S與頸椎矢狀面形態相關，過小的C7S往往對應著更小的CL甚至對應著頸椎后凸畸形。同時，既往研究［22-28］也發現了T1S、CL/T1S及T1S-CL與頸椎術后療效息息相關。綜上所述，T1S或C7S與頸椎以及脊柱整體的矢狀面平衡有關，對頸椎手術方式的選擇及術后療效有一定的參考作用。

在腰椎退行性變人群中，C7S會隨著年齡增加而增大，此結果與既往關于無癥狀志愿者的研究結果一致［5，18］。隨著年齡增加，SVA、TK會逐漸增大，LL會逐漸減小，為維持頭部中心平衡和視野水平，C7S及CL也會逐漸增大，這也與本研究結果一致。與上述所提及的研究結果［4-5，11-12，15，19］類似，本研究也發現C7S與SVA、TK存在一定相關性，但是通過觀察后發現，一些矢狀面失衡的患者，其C7S并沒有顯著性增加。同時，術后C7S的變化與SVA和CL的變化均無相關性，而與TK的變化有關。考慮到胸椎在維持矢狀面平衡的作用及對C7S的影響，本研究根據脊柱矢狀面平衡狀態及胸椎代償能力將患者分為3類，對比后發現，C7S可以有效對類型A、B與類型C的患者進行區分，但無法有效區分類型A、B的患者。故認為SVA與C7S之間并不是單純的正相關關系，較大的SVA也不總會與較大C7S匹配。當SVA增加，脊柱出現向前失衡，如果胸椎具有較好的代償能力時，C7S不會發生顯著性變化；當胸椎代償能力較差時，C7S才會出現增大現象。頸椎作為脊柱的一部分，在脊柱出現向前失衡時，為持續頭部重心平衡及視野水平，CL會適應性增大，因此，本研究納入頸胸組合參數CL/C7S來評價脊柱矢狀面平衡狀態，并發現CL/C7S在評價脊柱矢狀面平衡上的能力優于單一參數C7S。本研究通過ROC曲線獲得CL/C7S在評價矢狀面平衡狀態時的臨界值為0.618，即當CL/C7S > 0.618時意味著脊柱失衡的可能性增大。在臨床中，頸椎正側位X線片仍然是最常用、最便捷的影像學檢查之一，如何能從單一的頸椎X線片中獲得更多的信息是十分重要的，在頸椎側位X線片上發現CL/C7S過大（> 0.618），應警惕脊柱矢狀面失衡的發生，且需要結合臨床癥狀及查體進一步評估，必要時可完善脊柱全長X線片等相關檢查協助診治。

本研究探索C7S與脊柱矢狀面參數的關系，發現C7S在評價脊柱矢狀面平衡中的局限性，考慮到了胸椎代償能力及頸椎在維持矢狀面平衡時的作用，引進了敏感度更高的CL/C7S組合參數代替單一參數C7S來評價脊柱矢狀位平衡情況。本研究的不足之處：首先，缺乏無癥狀人群作為對照；其次，采用TK來間接反映胸椎代償能力，而非直接采用肌肉力量或肌肉橫截面積等相對更直接的參數，同時，因脊柱全長X線片不能完全展示下肢情況而無法深入探討下肢代償在其中的作用；第三，納入人群中向后失衡的患者數量較少，無法有效進行研究，故被排除。總之，C7S與脊柱矢狀面參數之間存在較好相關性，CL/C7S在評價脊柱矢狀面平衡方面更有價值，當CL/C7S > 0.618時，脊柱更多處于失衡狀態。