強直性脊柱炎后凸截骨矯形角度的術前預測

蘭魁勇，李超，付青松，周宇，趙剛，于海洋，鄒欣欣

（安徽醫(yī)科大學阜陽臨床學院骨科，安徽 阜陽236000）

強直性脊柱炎（Ankylosing Spondylitis，AS）后凸畸形脊柱柔韌性喪失，相鄰節(jié)段的代償性缺失，需通過髖關節(jié)過伸、骨盆后傾后旋、膝關節(jié)屈曲和踝關節(jié)背伸來維持矢狀面平衡，且代償有限，常需截骨矯形治療[1-4]。術中截骨角度過少，術后容易發(fā)生矯正不足。反之，術后容易發(fā)生矯正過枉，影響畸形及視角矯正效果。對于術前截骨角度的計算，雖曾有不同學者提出多種預測方法[5-9]，但尚不完善。鑒于此，我們采用脊柱股骨角預測方法對AS后凸畸形患者進行術前截骨角度設計與預測，現報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

本組18例，其中10例符合納入和排出標準，均為男性。年齡38～55歲，平均47.3歲。本研究屬于前瞻性研究，實施前經醫(yī)院倫理委員會批準，10例患者均知情同意，術中均按照術前預測角度進行截骨，其一般資料見表1?；颊吲R床癥狀均表現為平視和平臥功能障礙，出現程度不等的腰背部疼痛和疲勞感。術前10例患者均行站立位脊柱全長正側位片測量各參數數值，VAS、ODI評分系統(tǒng)進行術前評分，脊柱三維CT掃描和重建，并進行詳細的心肺功能檢測。術前全脊柱后凸角（Globe Kyphotic，GK）、胸腰聯(lián)合角（Thoracolumbar Junction angle，TLJ）、腰椎 前 凸 角（Lumbar Lordosis，LL）、矢 狀 面 偏 移（Sagittal Vertical Axis，SVA）、骶骨傾斜角（Sacral Slope，SS）、骨盆傾斜角（Pelvic Tilt，PT）、骨盆入射角（Pelvic Incidence，PI）、VAS、ODI等相關參數測量結果見表2和3。本組10例術前沒有神經癥狀，Frankel分級為E級。

表1 10例患者術前預測截骨角度的一般資料

1.2 納入標準和排出標準

1.2.1 納入標準 （1）符合AS后凸畸形診斷標準；（2）站立位脊柱全長側位X線片示脊柱出現僵硬性改變，胸腰椎弓狀后凸畸形，矢狀面失衡出現代償性曲膝改變；（3）身體狀況能夠耐受手術治療。

1.2.2 排除標準 （1）不符合AS后凸畸形診斷標準和納入標準者；（2）存在頸椎強直后凸畸形的患者；（3）髖關節(jié)、膝關節(jié)活動明顯受限的患者；（4）合并有嚴重的內臟疾病不能耐受手術者。

1.3 截骨角度設計

患者術前拍攝站立位脊柱全長正側位片，要求平視正前方，片長包括雙側股骨全長。參數測量方法如下。GK：T1上終板的切線與S1上終板的切線夾角；TLJ：T10椎體上終板的切線與L2椎體下終板的切線的夾角；LL：L1椎體上終板的切線與S1椎體上終板的切線的夾角；PT：S1上終板中點和股骨頭中心連線與垂直線的夾角；SS：S1上終板和水平線的夾角；PI：S1上終板中點作終板的垂線，該垂線和S1上終板的中點與股骨頭中心連線的夾角，若雙側股骨頭不重疊，取雙側股骨頭中心連線的中點作為中心點；SVA為C7鉛垂線與S1后上角之間的距離，偏移＜4 cm為正常范圍，C7鉛垂線位于S1后上角前方4 cm以上為正失衡[10]。本組10例均屬于矢狀面正失衡。見圖1。

圖1 相關參數測量方法示意圖 GK：全脊柱后凸角；SVA：矢狀面偏移；PI：骨盆入射角；SS：骶骨傾斜角；PT：骨盆傾斜角；HA：髖軸中點。

設計截骨角度依術后C7鉛垂線恢復到經過S1后上角為最佳目的。首先確定截骨節(jié)段椎體與經過S1后上角垂線（…）的相交點為a點，股骨軸線為bb′，C7椎體與a點連線為aa′，aa′與bb′兩線之間的夾角為所需矯形的角度，也就是脊柱股骨角（spino femoral angle，SFA）。根據Lamartina等[5]提出的脊柱股骨角術前預測方法，我們則依L3為擬截骨節(jié)段進行術前預測（圖2）。L3為腰椎前凸的頂點，L3截骨能更好地恢復矢狀面平衡，所以本組所有病例均以L3為截骨節(jié)段進行測量計算。由于本組所有病例后凸畸形角度大，難以通過L3一處截骨完成矯形，因此把測量計算后的矯形角度分配到L3及頂椎作2處截骨。

圖2 AS后凸術前截骨角度計算方法示意圖a：截骨節(jié)段椎體（以L3為例）與經過S1后上角垂線（…）的相交點；bb′：股骨軸線；aa′：C7椎體與a點連線；SFA：aa′與bb′兩線之間的夾角，即脊柱股骨角

1.4 手術方法

氣管插管全麻，脊髓體表誘發(fā)電位監(jiān)測。術中進行中心靜脈壓和有創(chuàng)動脈監(jiān)測。按照術前截骨預測角度分別進行截骨。10例均采用經椎弓根椎體V形截骨術（Pedicle Subtraction Osteotomy，PSO），矯形后對截骨閉合面重點進行椎板植骨融合，術中“C”臂機透視下見矯形、內固定滿意，放置引流管，逐層關閉切口。術后常規(guī)負壓引流48 h；2周后佩戴支具下床活動，應用支具6個月。

1.5 評價指標

術后2周及隨訪期攝脊柱全長正側位片，測量參數GK、TKJ、LL、PT、SS、PI、SVA，VAS、ODI評分評估手術療效。

1.6 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析。觀察數據服從正態(tài)分布，以±s表示。術前術后比較采用配對t檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

10例均進行了兩處截骨，手術時間310～370 min，平均343 min。術中出血量1000～3800 ml，平均出血量1257 ml。1例術中硬脊膜破裂，術中予以硬脊膜修補，術后負壓引流10 d，術后2周傷口痊愈。1例術中截骨時出現胸膜破裂，術后胸腔閉式引流1周后拔除，術后2周傷口痊愈。隨訪時間3～20個月，平均12個月。所有患者截骨面均獲得融合，無內固定松動。術后所有患者神經功能正常，按Frankel分級，均為E級。所有患者后凸畸形矯正滿意，恢復平視及平臥功能，腰背部疼痛及疲勞感消失，其中GK矯正率為75%，VAS、ODI改善率分別為89%和80%（圖3）。GK、TKJ、LL、SVA、SS、PT、VAS、ODI術后2周和末次隨訪時較術前明顯改善，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。PI術前、術后、末次隨訪時差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；各指標術后2周和末次隨訪時比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表2、3）。

表2 患者手術前后各項指標比較（±s）

表2 患者手術前后各項指標比較（±s）

注：a：與術后2周比較，P＜0.05；與術前比較b：P＜0.05，C＞0.05；

?

表3患者手術前后VAS、ODI比較（±s）

表3患者手術前后VAS、ODI比較（±s）

注：a：與術后2周比較，P＜0.05；b：與術前比較，P＜0.05。

?

圖3患者男，45歲，胸腰椎強直性脊柱炎（AS）后凸畸形。3a，3b術前正側位大體像，矢狀面失衡；3c，3d術前脊柱全長正側位X線片，術前GK50°、SVA7cm；3e術前三維CT；3f術前截骨角度測量示意圖，SFA 50°，根據公式截骨角度為60°，分別在L3和T12進行PSO截骨矯形內固定；3g，3h術后2周脊柱全長正側位X線片，GK 4°、SVA 0.5 cm；3i，3j術后2周正側位外觀；3k，3l術后1年脊柱全長正側位X線片示矯形未丟失；3m，3n術后1年正側位外觀，軀干平衡恢復。

3 討論

3.1 截骨角度預測相關因素分析

通過手術恢復脊柱矢狀面平衡具有挑戰(zhàn)性，術后出現矯正不足、矯正過度及矢狀面失代償均會導致手術不良后果，嚴重者甚至需要進行翻修手術[11-15]。因此，術前準確預測術中所需矯正角度是保證矢狀面畸形矯正的關鍵。Rose等[16]在脊柱矢狀面畸形矯正研究中發(fā)現C7鉛垂線矯正不足在術后2年隨訪中高達45%。作者認為影響SFA截骨角度預測相關因素有：（1）截骨水平與截骨方式選擇；Lazennec等[17]認為上腰椎截骨對于恢復矢狀面平衡要大于下腰椎截骨。Roussoly等[18]認為頂椎區(qū)截骨能最大限度地矯正脊柱矢狀面的失平衡。截骨是恢復頸7鉛垂線距離、脊柱矢狀面平衡的主要手術方法，目前常用截骨方式有PSO、SP截骨（Smith-Petersen osteotomy，SPO）和Ponte截骨（Ponte Osteotomy，PO），一處截骨矯正角度分別為30°、10°和5°，術前截骨預測角度決定截骨方式的選擇[19]。截骨方式選擇錯誤將導致術前預測截骨角度與實際截骨角度偏差，最終影響矢狀面畸形矯正。因此，截骨水平及截骨方式選擇直接影響截骨角度預測；（2）髖、膝關節(jié)活動度；髖關節(jié)過伸角度小于10°者，將導致術前預測截骨角度小于實際需要截骨角度，最終導致矯正不足。因此，術前存在髖、膝關節(jié)活動嚴重受限者，是影響截骨角度預測重要因素；（3）頸椎強直性后凸畸形；SFA測量方法是在胸椎、腰椎及股骨范圍內進行角度測量，測量范圍不包括頸椎。對于頸椎活動度良好的代償性頸椎畸形患者，在胸腰椎后凸畸形矯正后可以通過代償性調整，不受本截骨預測方法影響。但對于頸椎強直性嚴重后凸畸形患者，由于胸腰椎后凸畸形矯正后頸椎無活動代償能力，因此選擇本截骨預測方法可能導致術后平視矯正不足；（4）股骨軸線；SFA測量方法需要測量股骨軸線，術前攝脊柱全長片時，應至少包括股骨上1/2，以便準確測量股骨軸線。否則，股骨攝片過短不能準確獲得股骨軸線測量數據，直接影響截骨角度預測效果。

3.2 AS截骨角度預測方法探討

目前，對術前截骨角度預測的方法較多，預測時即要考慮正常生理序列之間的關系又要考慮代償因素的存在。Van Royen等[6]按照骶骨傾斜角（sacral endplate angle，SEA）術后恢復至40°為參照，利用三角函數法計算所需矯形的角度。由于患者之間存在個體差異，SEA并不適合于每個患者。Ondra和Yang[20，21]先后闡釋三角函數和精確角度計算術前截骨角度。但該方法不足之處在于沒有考慮PI及代償時PT的變化。Le Huec等[8]采用C7偏移角（Angle of C7translation，C7TA）、股骨傾斜度（Angle of femur obliquity，FOA）及骨盆傾斜代償角（Angle of tilt compensation，PTCA）進行綜合評估，提出軀干整體平衡技術（Full balance integrated，FBI）并得出截骨角度的計算公式：截骨角度=C7TA+FOA+PTCA。然而FBI法計算較為繁瑣，對于不出現膝關節(jié)曲屈和極度骨盆傾斜的患者將導致矯正度數的估計不足。Song等[22]依照肺門為參照點進行術前截骨角度的設計，在腰椎進行截骨矯形，雖然取得了滿意的效果。但是，該方法測量計算較復雜。目前頜眉角（chinbrowvertical angle，CBVA）[7]是最常采用的截骨角度預測方法，此方法對于合并有頸椎強直性后凸畸形者具有優(yōu)越性，但對頸椎非強直性患者難以獲得截骨角度準確預測。此外，髖、膝關節(jié)無法過伸體位時CBVA測量的精確性也受影響。為了恢復矢狀面平衡，獲得精確截骨預測角度，Lamartina等[5]提出SFA來預測截骨角度。Lamartina等[5]認為矢狀面失衡PT增加時患者首先出現髖關節(jié)過伸（最大限度約10°），若不足以代償才會屈膝進一步后傾骨盆。因此在測量脊柱股骨角時就已經估測了骨盆的后傾代償。對于胸椎存在活動度、胸椎后凸減小的患者，矯形應包含術后胸椎后凸角可能增加的度數。然而目前還尚無預測術后胸椎改變度數的報道。他們假設術后最終的胸椎后凸角與患者胸椎過屈位的值相等，胸椎后凸增加角（ITK）為過屈位胸椎后凸角（ATK）與站立位胸椎后凸角（TK）之差，故最終需要矯形的角度為：SFA+10°+ITK，其中ITK=ATK-TK。

通過以上多種方法分析，筆者認為，對于AS患者由于脊椎關節(jié)融合、柔韌性缺失，難以通過相鄰節(jié)段過伸和增大腰椎前凸代償，為了維持矢狀面平衡和平視能力機體多通過骨盆和下肢來代償。由于AS患者的胸椎強直無活動度，ITK可忽略不計。因此，我們采用Lamartina提出的脊柱股骨角加上髖關節(jié)過伸的角度來預測所需截骨的角度符合AS后凸畸形截骨矯形的設計原理（圖2）。術前截骨預測的公式為SFA+10°。通過本組患者進行頜眉角測量與SFA測量進行比較，發(fā)現頜眉角預測角度小于SFA預測角度；根據兩者預測角度利用計算機進行模擬截骨，發(fā)現SFA預測模擬截骨后C7鉛垂線更接近正常人群。采用SFA進行術前截骨角度的預測只需要計算一個角度，計算時包括了髖關節(jié)代償的角度，較其他預測方法具有簡單、可靠、全面等優(yōu)點。本組患者后凸畸形均矯正滿意，腰背部疼痛及疲勞感消失，其中GK矯正率為75%，VAS、ODI改善率分別為89%和80%。但是采用此方法也存在不足之處，測量范圍不包括頸椎，對于合并頸椎強直性嚴重后凸畸形患者，在胸腰椎后凸畸形矯正后頸椎無活動代償能力，因此選擇本截骨預測方法可能發(fā)生術后平視矯正不足。

綜上所述，AS后凸畸形術前獲得精確截骨角度預測尤為重要，術前根據SFA+10°計算截骨角度是一種較為科學的預測方法。經臨床應用此方法可靠。雖然本組患者獲得了滿意的臨床療效，但是對于合并頸椎強直性嚴重后凸畸形，髖、膝關節(jié)活動受限者受到一定影響。因此，對于AS合并髖、膝關節(jié)活動嚴重受限者，應先行髖、膝關節(jié)置換，再行脊柱截骨矯形，可獲得截骨的準確預測。此外，本組樣本量小，隨訪時間短，遠期療效仍有待觀察。

[1] Arun R，Dabke HV，Mehdian H.Comparison of three types of l umbar osteotomy for ankylosing spondylitis：a case series and evolution of a safe technique for instrumented reduction[J].Eur Spine J，2011，20（12）：2252-2260.

[2] Van Royen BJ，De Gast A，Smit TH，et al.Deformity planning for sagittal plane corrective osteotomies of the spine in ankylosing spondylitis[J].Eur Spine J，2000，9（6）：492-498.

[3] Qian BP，Wang XH，Qiu Y，et al.The influence of closingopening wedge osteotomy on sagittal balance in thoracolumbar kyphosis secondary to ankylosing spondylitis：a comparison with closing wedge osteotomy[J].Spine，2012，37（16）：1415-1423.

[4] 徐輝，張永剛，毛克亞，等.經椎弓根截骨術治療強直性脊柱炎后凸畸形[J].中國修復重建外科雜志，2013，27（4）：389-392.

[5] Lamartina C，Berjano P，Petruzzi M，et al.Criteria to restore the sagittal balance in deformity and degenerative spondylolisthesis[J].Eur Spine，2012，21（1）：27-31.

[6] Van Royen BJ，Scheerder FJ，Jansen E，et al.ASKyphoplan：a program for deformity planning in ankylosing spondylitis[J].Eur Spine J，2007，16（9）：1445-1449.

[7] Suk KS，Kim KT，Lee SH，et al.Significance of chin- brow vertical angle in correction of kyphotic deformity of ankylosing spondylitis patients[J].Spine，2003，28（17）：2001-2005.

[8] Le H，Leijissen P，Duarte M，et al.Thoracolumbar imbalance analysis for osteotomy planification using a new method：FBI technique[J].Eur Spine J，2011，20（5）：669-680.

[9] 肖聯(lián)平，江毅，劉智，等.強直性脊柱炎后凸畸形的外科治療[J].中國脊柱脊髓雜志，2004，14（9）：527-530.

[10]Bess S，Schwab F，Lafage V，et al.Classifications for adult spinal deformity and use of the scoliosis research societyschwab adult spinal deformity classification[J].Neurosurg Clin N（Am），2013，24（2）：185-193.

[11]Roussouly P，Nnadi C.Sagittal plane deformity：an overview of interpretation and management[J].Eur Spine J，2010，19（11）：1824-1836.

[12]Schwab FJ，Lafage V，Farcy JP，et al.Predicting outcome and complications in the surgical treatment of adult scoliosis[J].Spine，2008，33（20）：2243-2247.

[13]Glassman SD，Berven S，Bridwell K，et al.Correlation of radiographic parameters and clinical symptoms in adult scoliosis[J].Spine，2005，30（6）：682-688.

[14]Lee SH，Kim KT，Suk KS，et al.Sagittal decompensation after corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis：classification and risk factors[J].Spine，2011，36（8）：E538-544.

[15]Lewis SJ，Gray R，David K，et al.Technique of reverse smith petersen osteotomy（RSPO）in a patient with fixed lumbar hyperlordosis and negative sagittal imbalance[J].Spine，2010，35（15）：E721-725.

[16]Rose PS，Bridwell KH，Lenke LG，et al.Role of pelvic incidence，thoracic kyphosis，and patient factors on sagittal plane correction following pedicle subtraction osteotomy[J].Spine，2009，34（8）：785-791.

[17]Lazennec JY，Saillant G，Saidi K，et al.Surgery of the deformities in ankylosing spondylitis：our experience of lumbar osteotomies in 31 patients[J].Eur Spine J，1997，6（4）：222-232.

[18]Roussoly P，Bertinnaud E，Dimnet J.Geometrical and mechanical analysis of lumbar lordosis in an asymptomatic population：proposed classification[J].Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot，2003，89（7）：632-639.

[19]Berjano P，Cec china to R，Damilano M，et al.Preoperative calculation of the necessary correction in sagittal imbalance surgery：validation of three predictive methods[J].Eur Spine J，2013，22（6）：S847-852.

[20]Ondra SL，Marzouk S，Koski T，et al.Mathematical calculation of pedicle subtraction osteotomy size to allow precision correction of fixed sagittal deformity[J].Spine，2006，31（25）：E973-979.

[21]Yang BP，Ondra SL.A method for calculating the exact angle required during pedicle subtraction osteotomy for fixed sagittal deformity：comparison with the trigonometric method[J].Operative Neurosurgery，2006，4（59）：458-463.

[22]Song K，Zheng G，Zhang Y.Ankylosing spondylitis：A new method for calculating the exact angle required for spinal osteotomy[J].Spine，2013，38（10）：E616-620.