趙洪宇,鐘 磊,劉 賀,王金成
(吉林大學第二醫(yī)院 骨科,吉林 長春130041)
*通訊作者
X線上骨盆傾斜評估方法研究進展
趙洪宇,鐘 磊,劉 賀,王金成*
(吉林大學第二醫(yī)院 骨科,吉林 長春130041)
骨盆圍繞人體三軸,即冠狀軸、垂直軸和矢狀軸發(fā)生的旋轉(zhuǎn),被稱為骨盆傾斜、骨盆歪斜和骨盆旋轉(zhuǎn)。因軀體姿勢或疾病強迫體位等原因,骨盆可發(fā)生單一軸旋轉(zhuǎn),也可發(fā)生圍繞多軸的旋轉(zhuǎn)。其中骨盆傾斜作為軀體矢狀面參數(shù)中重要組成部分,一直被脊柱外科醫(yī)生關(guān)注,并在脊柱矢狀位失衡的診斷、脊柱截骨矯形治療中被廣泛應(yīng)用[1]。近些年,隨著許多研究證實骨盆傾斜對髖臼假體的位置影響很大,骨盆傾斜才引起了關(guān)節(jié)外科醫(yī)生重視[2]。骨盆傾斜既可影響醫(yī)生對患者影像上髖臼參數(shù)的準確評估,它的存在同樣為術(shù)中仰臥位影像假體參數(shù)與術(shù)后負重位假體參數(shù)的測量差異負責[3-5]。因此選擇合適的方法對骨盆傾斜準確評估對于疾病的診斷和治療意義重大。臨床中評估患者骨盆傾斜的方法中,拍攝站立位骨盆側(cè)位X線片最為常用,在側(cè)位X線片上測量真骨盆平面傾斜角,即雙側(cè)髂前上棘中點與恥骨聯(lián)合構(gòu)成的真骨盆平面與垂直平面的夾角,這是目前判斷骨盆傾斜的標準方法[6]。針對攝片質(zhì)量、骨盆旋轉(zhuǎn)及周圍病理性因素造成X 線片上雙側(cè)髂前上棘顯影不清等原因,Hresko等提出了一種通過測量骨盆傾斜角(Pelvic Tilt)和骶骨傾斜角(Sacral Slope)對骨盆傾斜進行判斷的方法[7]。然而該方法中骶骨傾斜角 (Sacral Slope) 和骨盆傾斜角 ( PT)的測量準確性會因為骶骨終板骨質(zhì)增生和股骨頭形態(tài)、位置的異常而發(fā)生測量誤差。因此在骨盆側(cè)位X線片上無論通過測量真骨盆平面傾斜角直接判斷骨盆傾斜或通過測量骨盆傾斜角(PT)和骶骨傾斜角(SS)判斷骨盆傾斜,兩種方法均會因X線片上顯影不清、解剖標志形態(tài)和位置等原因發(fā)生測量誤差。隨之通過拍攝骨盆前后位X線片即通過測量骨盆冠狀面參數(shù)判斷骨盆傾斜的方法被很多研究使用。陳福靈等研究不同骨盆傾斜程度下閉孔形態(tài)與比率的變化而得出閉孔比率和形態(tài)與骨盆傾斜程度高度相關(guān)[8]。Blonde、胡 俊等提出通過骨盆冠狀面上的骶骨-股骨頭-恥骨角(sacro-femoral-pubic angle)計算骨盆傾斜角(PT),并認為該方法有良好的準確性和可靠性[9,10]。Siebenrock等通過研究骨盆不同程度傾斜下骶尾關(guān)節(jié)中點與恥骨聯(lián)合上緣中點垂直距離變化得出結(jié)論,骶尾關(guān)節(jié)中點與恥骨聯(lián)合上緣中點垂直距離與骨盆傾斜程度顯著相關(guān)[11]。這種在骨盆前后位X線片上通過計算骨盆冠狀位參數(shù)判斷骨盆傾斜的方法適用于骨盆側(cè)位X線片上無法準確測量真骨盆傾斜角、骨盆傾斜角(PT)和骶骨傾斜角(SS)判斷骨盆傾斜的患者。無論通過骨盆側(cè)位X線片或通過前后位X線片判斷骨盆傾斜程度,選擇合適方法并精準測量從而指導疾病的診斷和治療才有意義。本文對國內(nèi)外X線上評估骨盆傾斜方法進行綜述,旨為臨床中骨盆傾斜相關(guān)疾病的診斷和治療提供可參考意見。
真骨盆平面傾斜角是指雙側(cè)髂前上棘與恥骨聯(lián)合所構(gòu)成的真骨盆平面與垂直平面的夾角。真骨盆平面這一概念被Robinson在1922年首次提出,隨后被Lewinnek在1978年應(yīng)用于定義髖臼假體的“安全區(qū)域”,在1998年 Jaramaz應(yīng)用真骨盆平面于計算機導航輔助下全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)[12-14]。在骨盆側(cè)位X線片上測量真骨盆平面傾斜角時,取雙側(cè)髂前上棘連線中點與恥骨聯(lián)合上緣連線,測量其與垂線的夾角(圖1)。此種方法被認定為判斷真骨盆平面矢狀傾斜的標準方法[6]。依據(jù)真骨盆平面傾斜角,骨盆傾斜可分為中立位骨盆、骨盆前傾和骨盆后傾。骨盆前傾被定義為骨盆側(cè)位X線片上雙側(cè)髂前上棘中點相比恥骨聯(lián)合距冠狀面距離要大,骨盆后傾定義則相反;中立位骨盆即骨盆0°傾斜,在真骨盆平面與軀體冠狀面平行時發(fā)生。真骨盆平面傾斜角作為骨盆矢狀參數(shù)之一,它在不同個體之間差異明顯,并隨體位變動而變化。WAN Z等測量了619例患者站立位骨盆傾斜情況,其中8.6%為0°傾斜即中立位骨盆,40.4%為骨盆后傾1°-9°,12.6%為骨盆后傾10°-25°,33.6%為骨盆前傾1°-9°,4.8%為骨盆前傾在10°-20°[15]。WAN Z等研究結(jié)果證實了由仰臥位轉(zhuǎn)變?yōu)檎玖⑽粫r骨盆分別發(fā)生4.1°的骨盆后傾[15]。骨盆傾斜對于關(guān)節(jié)外科醫(yī)師臨床中疾病的診斷與指導治療意義巨大。Harold、吳昊等研究證明骨盆傾斜使CT影像上的髖臼參數(shù)與真骨盆平面為參考的髖臼解剖參數(shù)存在誤差,應(yīng)引起醫(yī)生重視[3,4]。Lembeck等研究證實了骨盆傾斜每變化1°,髖臼前傾角變化0.8°[2]。杜學軍等研究也證實骨盆傾斜每變化1°,髖臼前傾角變化0.61°-0.73°[16]。骨盆傾斜的存在更使得部分患者在術(shù)中仰臥位拍攝骨盆前后位平片時髖臼假體處于“安全區(qū)域”,而在術(shù)后拍攝負重位骨盆前后位X線片時髖臼假體位于“安全區(qū)域”之外[5,13]。術(shù)者術(shù)中放置髖臼假體時如不考慮患者骨盆傾斜情況,將會導致假體撞擊、襯墊磨損和假體脫位等情況的發(fā)生,盡管髖臼假體位于骨性髖臼結(jié)構(gòu)里[17,18]。通過骨盆側(cè)位X線片上測量真骨盆平面傾斜角判斷骨盆傾斜這一方法除對拍攝清晰度要求較高外,也會因骨盆發(fā)生旋轉(zhuǎn)、歪斜、雙下肢不等長等原因致雙側(cè)髂前上棘不重疊,使測量結(jié)果的精確性及可重復性較差。
骨盆傾斜角(Pelvic Tilt)是在骨盆側(cè)位X線片上骶骨終板中點和雙側(cè)股骨頭中心連線與垂線的夾角;骶骨傾斜角(Sacral Slope)是骶骨終板平面與和水平線的夾角。圖1骨盆傾斜角(PT)與骶骨傾斜角(SS)作為姿勢相關(guān)性參數(shù)在Duval-Beaupere提出的骨盆投射角(PI)評價體系中存在并與骨盆投射角(Pelivc Incidence)存在以下關(guān)系:骨盆入射角(PI)=骨盆傾斜角(PT)+骶骨傾斜角(Sacral Slope)[19]。骨盆傾斜角與骶骨傾斜角在評價脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)應(yīng)用廣泛。骨盆投射角為解剖參數(shù),個體間差異明顯且不受體位變化影響,PI決定了骶骨終板和股骨頭之間的相對位置;而骨盆傾斜角與骶骨傾斜角為姿勢性參數(shù),受體位改變的影響。當骨盆后傾時PT增大SS減小;骨盆前傾時PT減小SS增大。Hresko等通過對腰椎-骨盆矢狀面形態(tài)研究發(fā)現(xiàn)SS/PT的比值可反映骨盆的傾斜。研究結(jié)果顯示在高SS/低PT組患者,骶骨和骨盆較為前傾,而在低SS/高PT組的患者骶骨和骨盆較為后傾[7]。古明輝等研究結(jié)果證明髖臼假體前傾角隨骨盆傾斜角與骶骨傾斜角變化而改變。髖臼前傾角與SS成負相關(guān),與PT成正相關(guān),并認為SS/PT之間的比值對于反映骨盆傾斜有重大的參考價值[20]。然而在不同骨盆入射角時骨盆傾斜與骨盆傾斜角和骶骨傾斜角相關(guān)性分析研究還尚未見報道。骨盆側(cè)位X片上測量骶骨傾斜角和骨盆傾斜角時,測量的解剖基礎(chǔ)是雙側(cè)股骨頭中心和骶骨終板中心的精準定位。然而對于股骨頭壞死、Crowe III、IV型先天性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的患者,因股骨頭形態(tài)、位置的異常而無法確定股骨頭中心;骶骨終板形態(tài)因骶骨骨質(zhì)增生、骶骨圓頂化等因素而無法確定骶骨終板平面與水平線的夾角,從而無法在骨盆側(cè)位X線片上準確測定骨盆傾斜角和骶骨傾斜角。
圖1 α為雙側(cè)髂前上棘連線中點與恥骨聯(lián)合上緣連線與垂線的夾角;PT為骶骨終板中點和雙側(cè)股骨頭中心連線與垂線的夾角;SS為骶骨終板平面與和水平線的夾角。
圖2 SFP角為上骶骨終板中點和股骨頭中心和恥骨聯(lián)合上中點間的角度;H為閉孔最大矢狀徑;W為閉孔最大橫徑;D為恥骨聯(lián)合上緣與骶尾關(guān)節(jié)中點垂直距離。
閉孔比率為在骨盆前后位 X 線片中閉孔最大矢狀徑(H)和最大橫徑(W)的比值。陳福靈等(圖2)探討骨盆傾斜角度與閉孔比率間的關(guān)系,測定骨盆在11個不同骨盆傾斜角度時正位X 線片中的閉孔比率,分析骨盆傾斜角度與閉孔比率的關(guān)系,同時測定正常成人骨盆閉孔比率作為對照[8]。該實驗結(jié)果顯示在實驗范圍內(nèi)骨盆傾斜角度與閉孔比率明顯相關(guān)且呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r=0.994 5,回歸方程為Y=1.104 6+0.0239X。該結(jié)果表明可以通過測定閉孔比率初步確定骨盆傾斜程度。但該實驗研究對象是形態(tài)正常標本和健康成年人,解剖學和影像上骨盆左右對稱,而臨床中拍攝X線片時很難達到左右骨盆完全對稱,并且先天性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者伴隨骨盆發(fā)育異常,因此該研究結(jié)果相對實際情況存在偏差。該方法需進一步被一定數(shù)量臨床資料驗證其臨床實用性,進一步探究臨床環(huán)境中閉孔比率反映骨盆傾斜與實際骨盆傾斜的差異[21,22]。
骶骨-股骨頭-恥骨角是指在骨盆前后位X線片骶骨終板中點到股骨頭中心連線到股骨頭中心到恥骨聯(lián)合上緣中點間連線形成的角(圖 1)。骶骨-股骨頭-恥骨角是一個較新的參數(shù),又被稱為SFP角,Blonde于2012年首次提出。Blondel 等對 71 例白人成人(47例女性,24例男性)進行全脊柱正側(cè)位X線攝片,觀察脊柱和骨盆冠狀面和矢狀面參數(shù),通過有效的數(shù)字分析軟件分析SFP 角與骨盆傾斜角(PT)的具體關(guān)系。結(jié)果表明SFP角與骨盆傾斜角(PT)呈顯著的相關(guān)性,并根據(jù)線性回歸方程分析獲得SFP角與骨盆傾斜角程度關(guān)系,其回歸方程為:PT=75°-SFP ,相關(guān)系數(shù)為 0.75(P<0.005),預測能力為 76%(±7.5°)[9]。胡俊等對37例漢族成人(21例女性,16例男性)研究,通過測量分析SFP角與骨盆傾斜角的具體關(guān)系得出結(jié)果,SFP與骨盆傾斜角存在顯著相關(guān)性,PT=78°-SFP,相關(guān)系數(shù)為0.824(P<0.001),預測能力為78.4%(±4.5°)[10]。兩種研究結(jié)果之間具有可對比性,其公式和預測能力的差別可能源自于Blondel研究對象為脊柱畸形和健康的白人,而胡俊的研究對象為健康漢族人。當骨盆側(cè)位X線片上無法測量骨盆傾斜角時,通過骨盆前后位平片上測量SFP角可有效地預測骨盆傾斜角。但這并不意味著 SPF 角能完全替代骨盆側(cè)位X線平片上的骨盆傾斜相關(guān)參數(shù)。只有當骨盆側(cè)位X線不能有效測量真骨盆傾斜角和骨盆傾斜角時,SPF 角才可用于骨盆傾斜評估。測量SFP角除了受骶骨終板中點、股骨頭中心和恥骨聯(lián)合上緣中點骨性標志的影響外,SFP的測量還受骨盆旋轉(zhuǎn)影響,而關(guān)于骨盆旋轉(zhuǎn)對測量SFP角的影響的相關(guān)研究還未見報道。
在骨盆前后位X線片上測量恥骨聯(lián)合上緣與骶尾關(guān)節(jié)中點垂直距離(圖2)在指導術(shù)中骨盆位置擺放及骨盆位置調(diào)整上應(yīng)用廣泛。Siebenrock等研究發(fā)現(xiàn)在骨盆傾斜一定范圍內(nèi),骨盆傾斜每旋轉(zhuǎn)3°拍攝骨盆前后位X線片,通過測定骨盆前后位X線片上恥骨聯(lián)合上緣與骶尾關(guān)節(jié)中點垂直距離變化,使用數(shù)字分析軟件分析其與骨盆傾斜的關(guān)系,結(jié)果證實恥骨聯(lián)合上緣與骶尾關(guān)節(jié)中點垂直距離與骨盆傾斜呈顯著相關(guān)[11]。Nishikubo等研究通過測量患者術(shù)前站立位骨盆前后位X線片上的恥骨聯(lián)合上緣與尾骨尖垂直距離對患者骨盆傾斜程度量化,指導術(shù)中骨盆擺放和固定[23]。然而臨床中針對骨盆前后位X線片上尾骨顯影不清晰、尾骨骨折移位等情況的發(fā)生,我們對Nishikubo等方法進行了改良。測量術(shù)前站立位骨盆前后位X線片上恥骨聯(lián)合上緣與骶尾關(guān)節(jié)中點的垂直距離,患者在手術(shù)床上取側(cè)臥位體位并固定骨盆,調(diào)整C臂照射骨盆角度,使術(shù)中患者恥骨聯(lián)合上緣與骶尾關(guān)節(jié)中點垂直距離與術(shù)前測量結(jié)果一致并記錄C臂旋轉(zhuǎn)角度,使術(shù)者清楚手術(shù)臺上患者骨盆傾斜與術(shù)前骨盆傾斜程度的差異,從而指導術(shù)者髖臼假體安放。該測量方法通過測量骨盆冠狀面距離參數(shù)反映骨盆傾斜程度,然而由于術(shù)前影像和術(shù)中C臂投射距離和放大比率不一致,易導致測量誤差。所以術(shù)前拍攝骨盆前后位X線片及術(shù)中C臂照射時應(yīng)放參照物以消除測量誤差。
綜上所述,骨盆傾斜的精準評估是臨床中疾病診斷和治療的基礎(chǔ),以上所述方法無論通過骨盆側(cè)位X線片直接測量或通過骨盆前后位X線片間接計算骨盆傾斜,均有優(yōu)點和缺點。本文通過對國內(nèi)外學者在X線上骨盆傾斜評估方法進行總結(jié)歸納,希望能幫助醫(yī)生在評估患者骨盆傾斜時選擇合適的方法,對骨盆傾斜快速而準確評估。
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《中國實驗診斷學》雜志社聲明
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1007-4287(2017)03-0546-04
趙洪宇(1988-),男,骨科在讀碩士,研究方向:數(shù)字醫(yī)學,3D打印內(nèi)植物;王金成(1964-),男,主任醫(yī)師,骨科中心主任;研究方向:3D打印假體設(shè)計。
2016-11-03)