丁一，楊晉才

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬朝陽(yáng)醫(yī)院骨科，北京 100020)

近年來(lái)，在評(píng)估脊柱矢狀位平衡方面，各國(guó)學(xué)者均表示脊柱與骨盆矢狀面形態(tài)與參數(shù)間存在明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性，矢狀平衡的分析對(duì)于了解脊柱骨盆生物力學(xué)與制定脊柱外科矯形術(shù)前計(jì)劃都有十分重要的意義，脊柱骨盆參數(shù)測(cè)量相關(guān)研究成果已被應(yīng)用于臨床。

1 矢狀位脊柱-骨盆相關(guān)參數(shù)及意義

1.1 骨盆指數(shù)系統(tǒng) a)髖軸中點(diǎn)(hip axis，HA)指矢狀位上雙側(cè)股骨頭中點(diǎn)連線的中點(diǎn)。b)骨盆指數(shù)(pelvic incidence，PI)即骨盆投射角，指HA至骶骨終板中點(diǎn)連線與骶骨終板中垂線的夾角。在1998年Legaye等[1]首次提出PI這一概念，標(biāo)志著矢狀位平衡評(píng)估體系建立的開(kāi)端。作為解剖學(xué)常數(shù)，PI并不隨體位而改變，從而反映骨盆的解剖位置。PI值在青春期結(jié)束前增加，青春期后恒定，同時(shí)在成人個(gè)體間骨盆指數(shù)也存在一定的差異，通常PI正常值為35°～85°[2]。c)骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)指骨盆圍繞股骨頭前后旋轉(zhuǎn)的角度(HA至骶骨終板中點(diǎn)連線與縱垂線夾角，當(dāng)骶骨終板中點(diǎn)在HA后方為正值，反映脊柱的代償能力)。在退變過(guò)程中，腰椎前凸逐漸丟失從而使軀干發(fā)生前傾，而人體為維持重力線位置的恒定，會(huì)使骨盆發(fā)生代償性后傾從而使PT值增大[3-4]。d)骶骨傾斜角(sacral slope，SS)指骶骨終板切線與水平線夾角，表示骶骨的旋轉(zhuǎn)范圍。SS<35°時(shí)腰椎前凸變的“平而短”；SS>45°時(shí)腰椎前凸相對(duì)“長(zhǎng)而彎”。Ferguson[3]認(rèn)為SS與腰椎前凸角存在較強(qiáng)相關(guān)性，是作為脊柱矢狀位平衡和手術(shù)方案選擇的重要參考依據(jù)。e)腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)指L1上終板切線與骶骨終板切線夾角。f)胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)指T1上終板與T12下終板的夾角，角后凸時(shí)為正值，角前凸為負(fù)值。目前研究表明TK與LL與矢狀位平衡間的關(guān)系仍不明確，相關(guān)國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果也是參差不齊。g)C7矢狀位平衡(sagittal vertical axis，SVA)指過(guò)C7椎體中點(diǎn)做鉛垂線距S1后上角之間的距離。C7鉛垂線(C7plumb line，C7PL)在骶骨后上角前時(shí)SVA為正值，反之為負(fù)值。當(dāng)SVA處于±2.5 cm內(nèi)時(shí)矢狀位脊柱處于平衡狀態(tài)，否則為失衡狀態(tài)。

Mac-Thiong等[5]得出幾何關(guān)系PI=PT+SS，個(gè)體間具有特定的PI值。不同于PI值，PT、SS是與體位相關(guān)的位置參數(shù)，當(dāng)姿勢(shì)改變時(shí)，PT、SS值會(huì)隨著骨盆空間位置的變化而改變。Mac-Thiong認(rèn)為正常成人的PT應(yīng)小于50%PI，而SS應(yīng)大于50%PI。當(dāng)SS接近0°時(shí)骶骨終板位置接近水平，此時(shí)PT值最大，即與PI相等。

自1992年定義PI以來(lái)，許多研究發(fā)現(xiàn)PI與腰椎矢狀位形態(tài)有明顯的相關(guān)性。近些年，學(xué)者們通過(guò)對(duì)骨盆的解剖學(xué)評(píng)估印證也意識(shí)到，無(wú)論在正常還是病理狀態(tài)下，骨盆空間位置和形態(tài)均可顯著影響脊柱矢狀位形態(tài)，而且在很大程度上決定了腰椎的前凸，即骨盆通過(guò)SS的變化來(lái)改變LL，繼而影響整個(gè)脊柱的矢狀面平衡[6]。

雖然PI和LL，SS和LL等存在正相關(guān)性且該參數(shù)臨床應(yīng)用廣泛。但因?qū)1終板顯示不清、骶骨圓頂化及重度退變等患者進(jìn)行評(píng)估時(shí)難以準(zhǔn)確判斷骶骨終板中點(diǎn)位置。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)外不同文獻(xiàn)總結(jié)的相關(guān)回歸系數(shù)和常數(shù)差異較大。因此，PI系統(tǒng)中相關(guān)參數(shù)間的線性關(guān)系以及回歸公式仍存在爭(zhēng)議。

1.2 骨盆半徑參數(shù)系統(tǒng) 1998年Jackson等[7]首次提出骨盆半徑(pelvic radius，PR)的概念，骨盆半徑技術(shù)是矢狀位平衡測(cè)量重要可靠的影像學(xué)評(píng)估方法。其常用參數(shù)包括：a)骨盆半徑線指HA與骶骨后上角的連線。b)LL指骨盆半徑線與相對(duì)應(yīng)椎體上終板切線夾角。c)骨盆角(pelvic angle，PA)指HA至骶骨后上角連線與鉛垂線間的角度，類似于骨盆傾斜角，骶骨終板中點(diǎn)在HA后方為正值，平衡穩(wěn)定脊柱的PR-S1為-3°～-33°[8]。d)腰椎前凸(T12～S1)和胸椎后凸(T1～T12，T4～T12)Cobb角。e)總腰椎-骨盆前凸角(PR-T12)指PR線與T12下終板切線夾角，平衡穩(wěn)定脊柱的PR-T12為-70°～-100°。f)PR-S1是PR線與骶骨終板切線夾角，為不隨體位改變的解剖常數(shù)，并在成年時(shí)恒定。PR-S1的增減會(huì)使得腰椎前凸產(chǎn)生相應(yīng)改變，但目前尚缺乏PR-T12與PR-S1相關(guān)性的研究。g)T4～T12/T12～S1的Cobb角比值，平衡穩(wěn)定脊柱為0.15～0.75[6]。

兩套參數(shù)系統(tǒng)主要區(qū)別在于：a)PI系統(tǒng)中PT為股骨頭中點(diǎn)HA至骶骨終板中點(diǎn)連線與矢狀垂線間的夾角。而PR系統(tǒng)中PA為HA至骶骨后上角連線與矢狀垂線間夾角；b)PR系統(tǒng)中沒(méi)有SS概念；c)幾何學(xué)關(guān)系為PI=SS+PT，PR-S1=90°-(SS+PA)。

Jackson等[7]認(rèn)為PR-S1值與PI相似，也可作為描述骨盆矢狀位參數(shù)，其具有相似的可靠性，通過(guò)幾何關(guān)系可以得出：PR-S1=90°-(SS+PA)。所以當(dāng)PT≈PA時(shí)，PR-S1≈90°-PI。Jackson等[9]通過(guò)20例患者和20例志愿者的研究分析后認(rèn)為PR技術(shù)比鉛垂線技術(shù)具有更高的評(píng)估可靠性。

PR系統(tǒng)優(yōu)于PI系統(tǒng)的原因在于：測(cè)量PA僅需定位骶骨后上角，避免了對(duì)骶骨中點(diǎn)判斷的誤差，而測(cè)量PT需定位骶骨終板前角、后角及中點(diǎn)，因此PR系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便且誤差較小。同時(shí)，因除PR-S1值外其余參數(shù)均無(wú)需確定S1終板位置，所以PR系統(tǒng)是一項(xiàng)快速評(píng)估腰椎矢狀面平衡的參數(shù)，對(duì)S1終板顯示不清的高度腰椎滑脫及其他重度退變患者與骶骨圓頂化者進(jìn)行矢狀位平衡評(píng)估時(shí)，可選用PR技術(shù)。但應(yīng)注意此參數(shù)系統(tǒng)并不適用于胸椎矢狀位平衡評(píng)估。

1.3 骶骨骨盆角(sacral pelvic angle，SPA) 國(guó)內(nèi)學(xué)者尹剛輝等[10]通過(guò)綜合上述兩種參數(shù)系統(tǒng)，創(chuàng)新性提出替代性新參數(shù)—骶骨骨盆角(sacral pelvic angle，SPA)。與PI定義的股骨頭中點(diǎn)與骶骨中點(diǎn)的連線與骶骨終板的垂線的夾角不同，SPA為股骨頭中點(diǎn)與骶骨后上角連線與骶骨終板垂線的夾角，其值也為解剖參數(shù)。尹剛輝等[10]通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)SPA與PI、PR-S1、PA、PT、SS、SSA呈顯著正相關(guān)性(r=0.994、1.000、0.482、0.538、0.699、0.465，P<0.05)，與LL呈顯著負(fù)相關(guān)性(r=-0.532，P<0.05)，與PR-T12及TK無(wú)顯著相關(guān)性(r=0.177、0.08，P>0.05)，SPA=PA+SS=90°-PR-S1。SPA巧妙地繼承了PR參數(shù)和PI參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了兩者的缺點(diǎn)。隨后，錢邦平[11]表示因SPA具有良好的可信度和可重復(fù)性，認(rèn)為SPA即避免了骶骨中點(diǎn)判斷誤差又適用于脊柱平衡判定，并且精確性上SPA優(yōu)于PI，故可作為評(píng)估脊柱—骨盆矢狀位平衡的參數(shù)測(cè)量。

2 矢狀位平衡的影響因素

脊柱骨盆形態(tài)與種族有統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性。根據(jù)歐美健康人的調(diào)查數(shù)據(jù)，平均PI值為53°，PT值13°，SS值40°[12]。亞洲黃種人PI值約為45°，小于白種人[13]。Lonner等[14]通過(guò)421例白種人和115例黑種人AIS患者的脊柱骨盆參數(shù)的回顧性研究，發(fā)現(xiàn)黑種人患者的PI、PT、LL值顯著大于白種人患者，從而提示不同種族間脊柱矢狀位結(jié)構(gòu)可能存在差異。同時(shí)國(guó)內(nèi)有研究[15]表明，我國(guó)老年人脊柱骨盆參數(shù)不同于白種人，經(jīng)比較其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。江龍等[16]通過(guò)對(duì)171例正常漢族青少年脊椎骨盆矢狀面參數(shù)進(jìn)行測(cè)量認(rèn)為正常漢族青少年P(guān)I顯著低于同齡白種人(P<0.05)。雖然已研究證實(shí)個(gè)體的脊柱骨盆形態(tài)與種族有關(guān)，但對(duì)于決定個(gè)體脊柱骨盆形態(tài)特定基因的相關(guān)研究和環(huán)境因素影響矢狀位平衡的相關(guān)研究都尚處空白。

LL、PI、PT與年齡呈正相關(guān)，SS與年齡之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性。Mac-Thiong等[5]對(duì)180名未成年健康人(4～18歲)的矢狀面參數(shù)測(cè)量研究顯示LL與年齡的相關(guān)系數(shù)r=0.24(P=0.001)，PI與年齡的相關(guān)系數(shù)r=0.21(P=0.004)，PT與年齡的相關(guān)系數(shù)r=0.2(P=0.008)。江龍等[16]通過(guò)對(duì)171例正常漢族青少年矢狀面參數(shù)進(jìn)行測(cè)量顯示低齡組平均(11.7±1.1)歲、高齡組平均(15.0±1.1)歲，所有研究對(duì)象的SS與年齡均無(wú)顯著相關(guān)性(P>0.05)。

正常人SS、PT、PI與性別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Janssen等[17]對(duì)男女各30例健康對(duì)象的腰骶段參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示女性矢狀位脊柱傾斜角大于男性(P=0.003)，但胸椎后凸角、腰椎前凸角、局部腰椎前凸角、矢狀鉛垂線、T9矢狀位偏移和盆腔參數(shù)在性別之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但病理狀態(tài)下，PI值是否存在差異仍存在爭(zhēng)議。如不同性別AIS患者中，國(guó)內(nèi)有學(xué)者表示因性別之間可能存在不同的病態(tài)發(fā)育模式，男性AIS患者的PI值明顯小于女性[18]。

3 脊柱-骨盆矢狀位平衡相關(guān)的分型

3.1 Roussouly分型 在2005年Roussouly等[19]基于PI指數(shù)與PR技術(shù)兩套參數(shù)系統(tǒng)創(chuàng)立了一套相對(duì)完整的脊柱矢狀面曲度分型體系，共分四型，I型：SS<35°，腰椎前凸頂點(diǎn)位于L5中部，腰椎前凸下半部分最小，胸椎后凸轉(zhuǎn)變?yōu)檠登巴沟慕粎R點(diǎn)位置較低且靠后，腰椎傾斜角(lordosis tilt，LT)為負(fù)值，此型患者胸椎后凸較長(zhǎng)與腰椎前凸較短；Ⅱ型：SS<35°，腰椎前凸頂點(diǎn)位于L4下部。腰椎前凸下部相對(duì)較平，胸椎后凸轉(zhuǎn)變?yōu)檠登巴沟慕粎R點(diǎn)位置相對(duì)較高且靠前，LT值較小，腰椎前凸較長(zhǎng)，關(guān)聯(lián)椎體相對(duì)較多；Ⅲ型：35°45°，腰椎前凸頂點(diǎn)位于L3基底部，腰椎前凸下半部分明顯增大，LT值接近于0°或?yàn)檎担登巴拱?個(gè)以上椎體。同時(shí)，Roussouly對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)腰椎間盤突出癥患者多為I型和Ⅱ型，椎管狹窄患者多為Ⅳ型，而腰椎疾病患者Ⅲ型較少。

3.2 Chanplakorn分型 2011年，為進(jìn)一步闡明在矢狀位上腰椎形態(tài)序列與骨盆形態(tài)之間的關(guān)系，Chanplakorn等[20]基于PR參數(shù)系統(tǒng)，根據(jù)PR-S1角度數(shù)的高、中、低將脊柱前凸分為三型：a)在PR系統(tǒng)組中，PR-S1角處于平均值的，正如Ⅲ型脊柱前凸；b)高PR系統(tǒng)組中，在L4～5節(jié)段水平，PR-L5角明顯增加，導(dǎo)致腰椎前凸降低，脊柱相對(duì)平坦的，正如Ⅱ型脊柱前凸；c)在低PR系統(tǒng)組中，PR-L4和PR-L5顯著降低，腰椎前凸增加，正如Ⅳ型脊柱前凸。當(dāng)PR-S1角度低于平均值時(shí)，總體腰椎前凸(T12S1)增加，反之當(dāng)PR-S1角度大于平均值時(shí)，總體腰椎前凸(T12～S1)減少，在較低腰椎節(jié)段水平，腰椎的定位改變與上述Roussouly分型相似。但上述兩種體系均是基于白人種族正常人群的數(shù)據(jù)而制定，而在種族之間脊柱骨盆形態(tài)存在一定的差異。

3.3 PUFH分型 2010年，國(guó)內(nèi)學(xué)者李淳德等[21]根據(jù)脊柱矢狀位的平衡性將老年后凸畸形分為平衡型脊柱后凸和非平衡型脊柱后凸。此分型以后凸畸形部位為依據(jù)分為胸椎(I)、胸腰段(Ⅱ)、腰椎(Ⅲ)、全脊柱(Ⅳ)4種主型，并以是否平衡為依據(jù)分平衡a型與不平衡b型兩種亞型。值得注意，該方法中所有分型均不伴側(cè)凸畸形。其中Ia型患者腰椎前凸代償能力較大，(腰椎前凸角-胸椎后凸角)≤10°；Ib型為腰椎前凸發(fā)生失代償，(腰椎前凸角-胸椎后凸角)≤10°；Ⅱa型為腰椎前凸代償，但是其代償能力有限；Ⅱb型為腰椎前凸失代償，但神經(jīng)功能損傷發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)大；Ⅲa型胸椎后凸減小代償，出現(xiàn)平背畸形；Ⅲb型患者進(jìn)一步發(fā)生軀干前傾，頸椎后伸；Ⅳa型為全脊柱輕程度代償性的后凸；Ⅳb型則為C形失平衡脊柱。

PUFH分型是一種對(duì)老年性脊柱后凸畸形手術(shù)治療具有指導(dǎo)意義的分型，應(yīng)用于臨床研究得出該分型的一致性為87.5%，可重復(fù)性為93.7%[21]。但其合理性及有效性尚缺乏多中心前瞻性臨床大樣本研究加以證實(shí)。

3.4 SRS-Schwab分型系統(tǒng) SRS-Schwab分型[22]首次全面考慮彎曲類型、骨盆傾斜修正值、SVA、修正值、(PI-LL)修正值四大因素并詳細(xì)分為108型。同時(shí)對(duì)于彎曲類型以及PT、SVA、PI-LL因素，SRS-Schwab分型系統(tǒng)均可獲得良好的評(píng)分者間信度、內(nèi)信度和一致性。SRS-Schwab分型的提出，標(biāo)志著分型首次將影像學(xué)與臨床癥狀相結(jié)合，該系統(tǒng)為治療方式選擇和手術(shù)策略提供了可靠依據(jù)[23]。

結(jié)合影響矢狀位平衡的相關(guān)因素以及相關(guān)臨床大樣本量研究的匱乏，目前缺乏一套適用于國(guó)人并對(duì)腰椎退行性疾患的臨床診治具有指導(dǎo)意義的矢狀面曲度分型。

4 脊柱-骨盆矢狀位平衡在臨床應(yīng)用中的研究展望

早在20世紀(jì)，國(guó)外學(xué)者就已經(jīng)在以往研究基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入的數(shù)據(jù)分析，得出PI、PT、SS、LL等之間的幾何關(guān)系，但李危石等[24]通過(guò)樣本研究發(fā)現(xiàn)國(guó)人正常PI和LL值顯著小于西方人群。在國(guó)人群體中這些參數(shù)的確定及相互關(guān)系仍需進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。隨著脊柱矢狀位平衡不斷受到醫(yī)療工作者的關(guān)注，脊柱骨盆參數(shù)在腰椎退變性疾患治療應(yīng)用上得到了不斷的深入。然而目前專門針對(duì)腰椎退變性病變的PR參數(shù)系統(tǒng)和SPA指數(shù)測(cè)量相關(guān)研究較少，其可靠性與可重復(fù)性還需大樣本量的臨床驗(yàn)證。

60歲老年正常人群中PT、SS及PT與整體腰椎前凸相關(guān)，腰椎對(duì)于脊柱骨盆參數(shù)的改變具有關(guān)鍵的作用。雖然普遍認(rèn)為將PT值降低至正常范圍是治療成人脊柱畸形的一個(gè)重要目標(biāo)。但臨床進(jìn)行該年齡段脊柱矯形手術(shù)應(yīng)選用符合我國(guó)老年人的測(cè)量參數(shù)進(jìn)行矯形。目前，對(duì)于我國(guó)60歲以上老年人脊柱骨盆參數(shù)測(cè)量的樣本數(shù)量還很局限。同時(shí)對(duì)待矢狀位失平衡，我們?nèi)匀狈σ环N被充分驗(yàn)證并獲得接受的分類方法及其治療策略。

矢狀平衡的分析對(duì)于了解脊柱骨盆生物力學(xué)十分重要，臨床醫(yī)生應(yīng)該更加關(guān)注不同年齡段患者術(shù)前與術(shù)后脊柱-骨盆參數(shù)之間、參數(shù)之間的合理比例、脊柱曲度與骨盆平衡類型的改變，并結(jié)合患者自身特點(diǎn)盡最大努力糾正骨盆后傾，恢復(fù)腰椎前凸，重建合適的矢狀面序列。