X線上骨盆旋轉(zhuǎn)的判斷方法研究進(jìn)展*

吳昊 王渭君 孫明輝 翁文杰

（南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院）

X線上骨盆旋轉(zhuǎn)的判斷方法研究進(jìn)展*

吳昊 王渭君 孫明輝 翁文杰**

（南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院）

骨盆旋轉(zhuǎn)通常指骨盆圍繞人體橫軸、縱軸及矢狀面軸的三維旋轉(zhuǎn)，其發(fā)生因素包括各種病因造成的骶髂關(guān)節(jié)錯位、腰骶關(guān)節(jié)錯位和恥骨聯(lián)合位移等[1]，或是因各種因素導(dǎo)致的姿勢不標(biāo)準(zhǔn)從而引起骨盆旋轉(zhuǎn)。骨盆旋轉(zhuǎn)可引起影像學(xué)骨盆相關(guān)測量或檢查的誤差，影響手術(shù)中假體放置位置的準(zhǔn)確性[2]，導(dǎo)致手術(shù)效果欠佳甚至失敗。測定骨盆旋轉(zhuǎn)可初步判斷骨盆圍繞人體各軸是否發(fā)生旋轉(zhuǎn)以及反映具體旋轉(zhuǎn)角度，為影像學(xué)診斷骨盆相關(guān)疾病治療提供參考，也為骨盆手術(shù)置入假體提供依據(jù)。本文對國內(nèi)外骨盆旋轉(zhuǎn)傾斜測定方法進(jìn)行綜述，旨為相關(guān)研究或臨床診斷、治療骨盆旋轉(zhuǎn)相關(guān)疾病提供可參考意見。

1 SFP 角評估骨盆旋轉(zhuǎn)

骶骨-股骨頭-恥骨角（sacro-femoral-pubic angle，SFP角，S1終板中點-股骨頭中心-恥骨聯(lián)合上緣）是一個較新的參數(shù)。由冠狀面角度觀察，SFP角是指上骶骨終板中點（L5-S1 關(guān)節(jié)面外側(cè)緣之間中點）到股骨頭中心連線到股骨頭中心到恥骨聯(lián)合上中點間連線所形成的的角度（圖 1）。Blondel等[3]對 71 例健康成人（47例女性，24例男性）進(jìn)行全脊柱X線攝片，觀察脊柱和骨盆的冠狀面和矢狀面，測定SFP角，通過有效的數(shù)字分析軟件分析數(shù)據(jù)反映SFP角與骨盆傾斜的具體關(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與骨盆傾斜程度關(guān)系，其回歸方程為：PT=75-SFP角度數(shù) ，相 關(guān) 系 數(shù) 為 0.75（P<0.005），預(yù) 測 能 力 為 76%（ ± 7.5°）。男性的相關(guān)系數(shù)和預(yù)測能力好于女性，男性相關(guān)系數(shù) r=0.87，預(yù)測能力為 93%；女性相關(guān)系數(shù) r= 0.67，預(yù)測能力為67%。采用測量X 線片評估骨盆傾斜時，常規(guī)拍攝冠狀面X線片測定SFP角可有效地評估骨盆傾斜。故當(dāng)側(cè)位平片不能有效反映其他骨盆參數(shù)時，SFP角的高相關(guān)性和預(yù)測能力可用于評估骨盆傾斜，甚至即使不能X照射側(cè)面時，仍可采用SFP角進(jìn)行評估。但本研究的結(jié)果并不意味著SPF角能完全替代X線平片上的骨盆傾斜測量，一般只有當(dāng)X線不能有效測量相關(guān)參數(shù)或患者不能接受照射劑量時 ，SPF 角 才 用 于 骨 盆 傾 斜 的 分 析[4]。 胡 俊 等[5]測 定SFP角在預(yù)測骨盆傾斜角的可行性時，研究結(jié)果與Blondel相似，產(chǎn)生的差異的主要原因可能是由于其研究 人群為中國漢 族 而 Blondel等研究人群 為 歐洲人，說明不同種族骨盆形態(tài)還是存在一定差異。

2 旋轉(zhuǎn)比率法評價骨盆旋轉(zhuǎn)

旋 轉(zhuǎn) 比 率 法（rotation ratios method，RRM）是 一種評價對同一骨盆連續(xù)拍攝X線片時骨盆發(fā)生旋轉(zhuǎn)角度的理論方法。它的發(fā)現(xiàn)得益于計算機(jī)模擬攝片，而 Foss等[6]通過臨床資料驗證旋轉(zhuǎn)比率法評價骨盆旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性，結(jié)果證實此方法有效，并且在測定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)比率法具有較好的重復(fù)性。具體地說，旋轉(zhuǎn)比率法是一種計算骨盆旋轉(zhuǎn)角度的算法。首先，測定旋轉(zhuǎn)率時需要在相應(yīng)X線片上手工標(biāo)記5個參考點，在三連接線的基礎(chǔ)上標(biāo)記：左右側(cè)淚滴連線，定義為骨盆淚滴間距離（點1、2）；左右骶髂關(guān)節(jié)外側(cè)緣連線，定義為骶髂關(guān)節(jié)線之間的距離（點4、5）；恥骨聯(lián)合中點上緣（點 3）；從恥骨聯(lián)合中點上緣到兩骶髂關(guān)節(jié)連線的垂直距離線，定義為垂直骨盆高 度（圖 2）。 同時 定 義兩 種旋 轉(zhuǎn)率 ，橫 向 旋轉(zhuǎn) 率（TRR）是垂直骨盆高度和骨盆淚滴的距離之間的比率。垂直高度將骨盆骶髂關(guān)節(jié)距離分成兩部分，垂直旋轉(zhuǎn)比（VRR）為骶髂關(guān)節(jié)距離右部和總長度的比值。研究發(fā)現(xiàn)骨盆橫 向/縱向旋轉(zhuǎn)角 度（以 Dt/Dv 表示）與TRR及VRR在連續(xù)兩張X線片上的改變量（以ΔTRR/ΔVRR 表示）存在線性關(guān)系，其關(guān)系表達(dá)式為Dt× (k1 × 淚 滴 間 距+c1)=ΔTRR/Dv ×（k2× 淚 滴 間 距+ c2）=ΔTRR。其中，k1/k2 及 c1/c2 為與性別相關(guān)的常量系數(shù)，可在表1中查到。由關(guān)系式能看出：骨盆橫向、縱向旋轉(zhuǎn)的角度值（Dt/Dv）只要經(jīng)查表確定性別相關(guān)的常量系數(shù)，再于待測X線片上測量相關(guān)數(shù)據(jù)得到ΔTRR/ΔVRR就可通過計算得出。另外亦有其他研究發(fā)現(xiàn)通過測定旋轉(zhuǎn)率評價骨盆旋轉(zhuǎn)精準(zhǔn)度較高，臨床結(jié)果證明該方法有效[7]。旋轉(zhuǎn)比率法測骨盆旋轉(zhuǎn)中所選定的5個參考點容易確定，且在設(shè)定的骨盆運動范圍內(nèi)受骨盆旋轉(zhuǎn)影響較少[8]，該方法在定量研究中有很高價值。但同時我們也看到旋轉(zhuǎn)比率法測骨盆旋轉(zhuǎn)也有其缺點，它只能通過連續(xù)攝片測量骨盆位置的動態(tài)變化，不能反映術(shù)中患者骨盆位置相對于理想體位的變化[9]。并且此方法測量步驟較多，耗時長，同樣不利于術(shù)中對骨盆位置的快速判斷。因此對于臨床應(yīng)用方面，旋轉(zhuǎn)比率法測量骨盆旋轉(zhuǎn)還需要進(jìn)一步發(fā)展驗證。

圖 1 SFP 角為上骶骨終板中點（L5-S1 關(guān)節(jié)面外側(cè)緣之間中點）和股骨頭中心和恥骨聯(lián)合上中點間的角度

3 骨盆X 線正位片上左右髖骨寬度比反映骨盆旋轉(zhuǎn)

圖2 五個參考點用于定義兩個旋轉(zhuǎn)率

骨盆X線正位片上左右髖骨寬度比，即骨盆兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)中點（SI）和髂前上棘外側(cè)緣（ASIS）的垂直距離之比。Qiu 等[10]對青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者進(jìn)行站立位X線攝片時發(fā)現(xiàn)，患者兩側(cè)髖骨形態(tài)并不對稱。由此研究者提出，造成X線片上髖骨形態(tài)不對稱有兩種可能：①青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凹患者骨盆發(fā)育畸形；②患者攝片時骨盆發(fā)生了橫向的旋轉(zhuǎn)。研究中收集了42例女性青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者，入選患者行站立前后位X線攝片和骨盆三維重建CT掃描。X線片上分別測定入選患者兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)中點和髂前上棘外側(cè)緣的垂直距離（圖3A），通過左右髖骨 SI-ASIS 垂直距離比反映其對稱性。利用骨盆三維重建圖像并使用計算機(jī)軟件（Volume Viewer）計算髖骨體積，利用重建3D圖像及不同平面CT切片分別測量6組反映骨盆畸形的參數(shù)，分別為：3D圖像上測髂骨最上緣與坐骨最下緣間垂直距離，定義為髖骨高度（HH）；髖骨最上緣與股骨頭最上緣間垂直距離，定義為髂骨高度（HI）；髖骨外側(cè)緣與髖骨內(nèi)側(cè)緣垂直距離，定義為髖骨寬度（WI）（圖 3B）。CT 切片取過兩側(cè)髂骨上緣人體橫截面及平行且低于其 1.5 cm、3 cm 處截面分別測量：單側(cè)側(cè)髂骨最上緣與脊椎中心連線和雙側(cè)髂骨最上緣連線夾角，定義為髖骨外展角(a)，單側(cè)髂骨上下緣連線定義為真髂骨寬度（WI1），單側(cè)髂骨面積（AI1）（圖 3C）。研究結(jié)果顯示所有反映骨盆畸形的參數(shù)包括髖骨體積在左右兩側(cè)均未表現(xiàn)出明顯的差異性（P＞0.05），而左右髖骨 SIASIS 垂直距離比顯著小于 1（P＜0.05），由此可見青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者兩側(cè)髖骨不對稱可能是橫向骨盆旋轉(zhuǎn)引起的，不是由于骨盆發(fā)育不對稱或畸形導(dǎo)致[11-13]。對 于 青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸病因的研究，影像學(xué)檢查是反應(yīng)脊柱旋轉(zhuǎn)的方法之一[14-17]。該研究一定程度上說明了人們可以通過觀察X線片上患者左右髖骨是否對稱來判斷攝片時骨盆是否發(fā)生了橫向旋轉(zhuǎn)，但此方法的缺陷也顯而易見：首先，該研究僅將青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸患者列為研究對象，并未提及其他疾病患者或正常人是否同樣能夠判斷骨盆的旋轉(zhuǎn)。其次，該方法并不能具體計算出骨盆旋轉(zhuǎn)角度，對患者攝片體位或術(shù)中攝片時假體放置角度的矯正并無顯著幫助。而文中提到的反映骨盆不對稱指標(biāo)左右髖骨 SI-ASIS 垂直距離比與骨盆旋轉(zhuǎn)角度是否存在量化關(guān)系還需要進(jìn)一步探究。

表1 與性別相關(guān)的常量系數(shù)

圖 3 A.兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)中點（SI）和髂前上棘外側(cè)緣（ASIS）的垂直距離；B.髖骨外側(cè)緣與髖骨內(nèi)側(cè)緣垂直距離定義為髖骨寬度(WI)；C.單側(cè)側(cè)髂骨最上緣與脊椎中心連線和雙側(cè)髂骨最上緣連線夾角定義為髖骨外展角(a)單側(cè)髂骨上下緣連線定義為真髂骨寬度(WI1)單側(cè)髂骨面積(AI1)

4 閉孔比率法測定骨盆旋轉(zhuǎn)

閉孔比率即骨盆正位X線片中閉孔最大矢狀徑和橫斷面徑的比值。陳福靈等[18]探討骨盆傾斜角度與閉孔比率間的關(guān)系，研究選擇8具成人骨盆標(biāo)本，測定骨盆繞冠狀軸旋轉(zhuǎn)分別在11個不同角度時正位X線攝片中的閉孔比率，分析骨盆傾斜角度與閉孔比率的關(guān)系，同時測定80例正常成人骨盆閉孔比率作為對照。研究者將骨盆固定于自制塑料固定裝置，水平儀調(diào)平，放置骨盆后調(diào)整骨盆前平面和水平面垂直，定義為骨盆傾斜度為0°。進(jìn)行后前位骨盆X線攝片，調(diào)整照射角度，每間隔5°攝片1次，可獲得骨盆傾斜度為-20°～30°之間共 11個角度的骨盆正位 X線片，同時測定11個角度骨盆正位X線片上閉孔橫徑與矢狀徑（圖4）。找出骨盆閉孔最高點、最低點、最內(nèi)側(cè)點和最外側(cè)點，確定W和H數(shù)值，計算機(jī)軟件計算閉孔比率。將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，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=0.9945，獲得回歸方程為 Y= 1.1046+0.0239X，同時正常成年人閉孔比率與骨盆傾斜0°閉孔比率比較無顯著性差異。該研究給出了閉孔比率與骨盆前后傾角度的具體關(guān)系，研究結(jié)果表明可以通過測定閉孔比率初步確定骨盆傾斜程度，為術(shù)中確定前傾角和髖臼假體外展角提供參考，也為臨床確定假體擺放位置提供依據(jù)，有助于髖關(guān)節(jié)置換術(shù)放置髖臼假體。但研究中選擇是左右對稱正位骨盆進(jìn)行研究，臨床上術(shù)前X線片時很難達(dá)到左右髖部完全無位移及角度改變，因此測量結(jié)果相對實際情況存在一定偏差[19,20]。并且該研究者沒有采用一定量的臨床資料驗證其臨床實用性[21]。因此，仍需進(jìn)一步探究臨床環(huán)境中閉孔比率反映骨盆旋轉(zhuǎn)角度與實際骨盆旋轉(zhuǎn)角度的誤差大小。

圖4 閉孔比率=最大矢狀徑（H）/最大橫徑（W）

綜上所述，骨盆上下、前后兩側(cè)角度偏轉(zhuǎn)可引起下肢關(guān)節(jié)變長或縮短，在一些疾病，如髖關(guān)節(jié)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)制性脊柱炎等普遍存在，是骨盆傾斜相關(guān)疾病致殘的主要原因[22]，傾斜旋轉(zhuǎn)的測定直接影響診斷。在手術(shù)治療中，骨盆旋轉(zhuǎn)傾斜的具體數(shù)據(jù)同樣重要，術(shù)前獲得準(zhǔn)確的骨盆傾斜度是提高全髖關(guān)節(jié)置換治療效果的首要條件之一。文中所介紹的測量方法對于不同需要均有其優(yōu)勢，而我們也看到每一種方法也同樣有其不可避免的缺點。我們希望通過對前人方法的總結(jié)和學(xué)習(xí)，進(jìn)一步開展研究，開發(fā)出更多、更方便快捷的骨盆旋轉(zhuǎn)傾斜的測定方法，為相關(guān)實驗及臨床工作提供更多幫助。

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江蘇省“六大人才高峰”第十批高層次人才項目（WSW-002）；南京市醫(yī)學(xué)發(fā)展項目杰出青年基金（JQX13008）；南京市醫(yī)學(xué)發(fā)展項目一般性課題（YKK12081）

**通信作者：翁文杰，E-mail:wengwenjie@medmail.com.cn