退行性腰椎滑脫與非滑脫患者脊柱-骨盆矢狀位序列的對比研究

劉俊杰，劉澤漢，崔燕明，王立春

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 骨科，黑龍江 哈爾濱 150086)

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·論 著·

退行性腰椎滑脫與非滑脫患者脊柱-骨盆矢狀位序列的對比研究

劉俊杰，劉澤漢，崔燕明，王立春

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 骨科，黑龍江 哈爾濱 150086)

目的:比較退行性腰椎滑脫與非滑脫患者間脊柱-骨盆矢狀面序列的差異，并闡明相關(guān)因素。方法:隨機選取我院行手術(shù)治療、符合納入標(biāo)準(zhǔn)的50例退行性腰椎滑脫患者(滑脫組)與50例非退行性腰椎滑脫患者(非滑脫組)，測量兩組脊柱-骨盆參數(shù)，同時比較兩組間的矢狀面平衡。結(jié)果:滑脫組骨盆投射角(PI)、骶骨傾斜角(SS)、L4椎體斜度、L5椎體斜度、胸椎后凸角(TK)、腰椎前凸角(LL)明顯大于非滑脫組。且在兩組中，不同脊柱-骨盆相關(guān)參數(shù)間相關(guān)性不同。滑脫組中，PI與SS的相關(guān)性(r= 0.81，P<0.001)比PI與骨盆傾斜角(PT)的相關(guān)性(r=0.39，P<0.01)更密切。非滑脫組中，PI與PT的相關(guān)性(r=0.71，P<0.001)高于與SS的相關(guān)性(r=0.36，P<0.01)。結(jié)論:更大的PI可能導(dǎo)致椎體滑脫的發(fā)生和發(fā)展。不同的代償機制有助于腰椎滑脫患者與非腰椎滑脫患者脊柱-骨盆矢狀面序列的維持。

脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)； 骨盆投射角； 腰椎滑脫

腰椎滑脫(degenerative spondylolisthesis，DS)屬于腰椎退行性疾病之一，其定義是腰椎椎體向前滑脫5%或以上，即滑脫椎體下終板后端距離下一椎體上終板后緣的垂直距離占下一椎體上終板長度的百分比達到或超過5%[1]。研究表明，脊柱矢狀位平衡受骨盆形態(tài)及其序列的影響[2]。DS作為脊柱失衡再平衡的典型，DS患者脊柱-骨盆矢狀位序列及其參數(shù)在國外成為研究熱點并有較多的文獻報道[3- 8]，而DS患者與患有腰椎退行性疾病的非DS患者間脊柱-骨盆矢狀位序列的對比性研究在國內(nèi)文獻較少。本研究的目的在于比較DS與非DS患者間脊柱-骨盆矢狀位序列間的不同，并闡明相關(guān)因素。

1 材料和方法

1.1 一般資料

2013年至2015年間于我院因腰椎退行性疾病接受手術(shù)的259例患者被收錄在案，其中DS患者83例(男30例，女53例)，非DS患者176例(男51例，女125例)。因為性別是影響DS發(fā)生的因素之一，隨機用醫(yī)學(xué)圖表從DS患者與非DS患者中各抽取50例患者(男25例，女25例)。DS組平均年齡為(64.1±9.2)歲，非DS組為(65.7±8.1)歲。比較兩組患者間的不同特征，并按性別分別比較DS與非DS患者間的觀察指標(biāo)?；加衅渌怪膊±缂怪鶆?chuàng)傷、腫瘤、脊柱側(cè)彎、伴或不伴脊柱滑脫的椎弓根峽部裂、嚴(yán)重的下肢骨關(guān)節(jié)炎的患者被排除在本研究之外。

1.2 觀察指標(biāo)

手術(shù)前拍攝站立位脊柱全長側(cè)位X線片?；颊唠p手自然握拳，輕輕貼于雙側(cè)鎖骨，肘部充分屈曲，髖膝關(guān)節(jié)充分伸展[9]。所有X線片均使用同一種數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)和36.4 cm×44.0 cm非等比例縱向膠片。側(cè)位放射線片不可用(比如雙側(cè)股骨頭不可見)的患者被排除在外。

觀察指標(biāo)及其定義：骨盆入射角(PI)為經(jīng)S1上終板中點垂直于終板的直線與連接股骨頭中心與S1上終板中點連線的夾角；骶骨傾斜角(SS)為S1上終板與水平線間的夾角；骨盆傾斜角(PT)為鉛垂線與經(jīng)S1上終板中點與股骨頭中心連線間的夾角；L4椎體傾斜角為L4椎體上終板與水平線間的夾角；L5椎體傾斜角為L5椎體上終板與水平線間的夾角。依據(jù)Jackson等[10]的步驟，脊柱參數(shù)測量如圖1。采用Cobb法測量胸椎后凸角(TK)和腰椎前凸角(LL)，TK為T4上終板和T12下終板的夾角；LL為T12下終板和S1上終板的夾角。為評估整體平衡，同時測量HA(股骨頭中點)和C7中點鉛垂線間的水平距離(HAC7PL)。如圖2。

A.PI； B.SS； C.PT； D.L4椎體傾斜角； E.L5椎體傾斜角

圖1 脊柱-骨盆參數(shù)測量示意圖

為研究腰椎曲度不同對DS發(fā)生的影響，按照Roussouly分型將樣本人群進行分型并觀察結(jié)果。Roussouly等[11]將兩組中脊柱-骨盆矢狀面排列分為4型：Ⅰ型：SS<35°，通常伴有小PI值，L5椎體的中心是LL頂點；Ⅱ型：SS<35°，LL的頂點位于L4椎體的基底；Ⅲ型：35°≤SS≤45°，LL頂點位于L4椎體中心；Ⅳ型：SS>45°，伴有大PI值，且LL的頂點位于L3椎體的基底甚至更高。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用統(tǒng)計軟件SPSS Statistics 22.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。DS組與非DS組中每個參數(shù)均行t檢驗。脊柱-骨盆參數(shù)間的聯(lián)系使用皮爾遜相關(guān)系數(shù)測定，兩組間的系數(shù)差異測試使用等級測試。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

表1顯示了DS組與非DS組脊柱-骨盆參數(shù)間的不同。DS組SS、PI、L4椎體傾斜角、L5椎體傾斜角、TK、LL均顯著大于非DS組，而PT、HAC7PL兩組間無明顯差異。分性別比較，不論男性還是女性，DS組SS、PI、L4椎體傾斜角、L5椎體傾斜角、TK、LL均顯著大于非DS組，見表2、3。DS組與非DS組L4椎體傾斜角均明顯小于L5椎體傾斜角。

F.TK； G.LL； H.HAC7PL

圖2 TK、LL、HAC7PL測量示意圖

表1 DS組與非DS組脊柱-骨盆參數(shù)的比較

觀察指標(biāo)DS組(n=50)非DS組(n=50)P值PI/(°)56．9±10．148．2±9．0<0．001SS/(°)33．5±9．526．1±6．9<0．001PT/(°)23．3±5．921．9±9．10．415TK/(°)37．0±10．929．9±10．20．002LL/(°)47．7±16．135．7±9．1<0．001HAC7PL/mm15．1±32．515．2±29．80．989L5椎體傾斜角/(°)18．1±7．19．6±5．4<0．001L4椎體傾斜角/(°)7．7±5．72．9±5．2<0．001

表2 男性DS組與非DS組間脊柱-骨盆參數(shù)的比較

觀察指標(biāo)男性DS組(n=25)男性非DS組(n=25)P值PI/(°)57．1±11．148．1±8．20．002SS/(°)34．0±9．728．1±7．00．019PT/(°)22．3±6．920．9±9．00．102TK/(°)38．1±9．732．9±9．70．019LL/(°)47．9±16．237．1±8．90．005HAC7PL/mm13．1±29．512．2±27．80．816L5椎體傾斜角/(°)17．5±7．49．6±5．1<0．001L4椎體傾斜角/(°)7．7±5．52．7±5．10．002

表3 女性DS組與非DS組間脊柱-骨盆參數(shù)的比較

觀察指標(biāo)女性DS組(n=25)女性非DS組(n=25)P值PI/(°)56．9±10．149．1±9．90．009SS/(°)33．2±10．125．1±5．60．001PT/(°)24．3±6．224．9±5．90．612TK/(°)36．1±12．728．9±9．50．029LL/(°)47．1±16．734．1±8．70．001HAC7PL/mm17．1±34．519．2±29．80．852L5椎體傾斜角/(°)18．1±7．49．2±5．1<0．001L4椎體傾斜角/(°)7．5±5．52．6±5．30．002

兩組均顯示數(shù)個脊柱-骨盆參數(shù)間呈明顯的正相關(guān)性(表4),但DS組與非DS組間脊柱-骨盆參數(shù)的相關(guān)程度不同。在DS組，PI與SS(r=0.81，P<0.001)及LL(r=0.59，P<0.001)的相關(guān)性要比與PT(r=0.39，P<0.01)的相關(guān)性更加密切。相反，在非DS組，PI與PT的相關(guān)性(r=0.71，P<0.01)要比與SS的相關(guān)性(r=0.36，P<0.01)更加密切。

在DS男性患者，按Roussouly分型方法，脊柱-骨盆矢狀面序列的分型情況如表5。本研究中DS組患者多屬Ⅱ型和Ⅲ型，非DS組患者多屬Ⅰ型或Ⅱ型。

3 討 論

PI于一個獨特的個體而言是一個不變的形態(tài)學(xué)參數(shù)。Duval- Beaupere等提出了LL的初步估計公式，為LL=PI+9[12]，并以此知道恢復(fù)脊柱矢狀位平衡。而孫卓然等[13]對171例正常青年國人的影像學(xué)研究表明，此公式并不適用于國人LL的估計。Legaye等[14]證明并完善了如下理論：對正常成人和脊柱側(cè)凸成人受試者而言，PI決定骨盆的形狀，并且與PT和SS有密切關(guān)聯(lián)。另有報道稱，SS與脊柱-骨盆參數(shù)密切相關(guān)，尤其是LL，這表明骨盆形狀對胸腰椎脊柱的彎曲度有很大的影響。我們的研究結(jié)果同樣表明脊柱-骨盆參數(shù)PI、SS、PT、LL和TK各自之間呈明顯的正相關(guān)。

表4 DS組與非DS組間脊柱-骨盆參數(shù)的相關(guān)關(guān)系

相關(guān)組別DS組(n=50)r值P值非DS組(n=50)r值P值PI?SS0．81<0．0010．360．005PI?PT0．390．0030．71<0．001PI?TK0．240．132-0．170．312PI?LL0．59<0．0010．300．035PI?HAC7PL-0．040．8320．130．391SS?PT-0．190．212-0．310．015SS?TK0．260．0890．240．142SS?LL0．85<0．0010．78<0．001SS?HAC7PL0．170．328-0．170．223PT?TK-0．020．889-0．290．041PT?LL-0．370．019-0．280．080T?HAC7PL-0．300．0310．270．081TK?LL0．57<0．0010．62<0．001TK?HAC7PL0．100．612-0．090．513LL?HAC7PL0．400．0040．080．588

表5 脊柱-骨盆矢狀面序列Roussouly分型結(jié)果 例

盡管諸多研究報道了DS的病因及發(fā)展的誘發(fā)因素，但很少有關(guān)于脊柱-骨盆矢狀面序列，特別是PI對DS發(fā)展影響的研究報道。Barry等[15- 16]報道稱DS患者的PI值(60°)顯著大于正常人群PI值(52°)，并且研究結(jié)果暗示了骨盆的形狀是DS的主要誘發(fā)因素。Schuller等[17]報道稱DS組相較對照組(慢性間盤退變性疾病引起的下腰痛者)而言，PI(66.2°vs54.2°)和SS(42.3°vs33.4°)都有顯著增大。何守玉等[18]的研究結(jié)果得出類似結(jié)論稱，成人峽部裂性DS患者PI和SS與正常人相比均較大。這些也暗示著具有高PI和SS值的骨盆解剖方向可能是DS的一個誘發(fā)因素。而本研究得出類似的結(jié)果，PI(56.9°vs48.2°)和SS(33.5°vs26.1°)在DS患者比非DS患者明顯增大，同樣表明上述結(jié)論的可靠性。

以往研究顯示，性別是影響DS發(fā)生的因素之一，女性DS患者大約是男性的4倍甚至更多。然而我們關(guān)于脊柱-骨盆矢狀面序列依據(jù)性別進行分層抽樣的研究表明，男性DS組患者的PI明顯大于非DS組，女性DS組患者PI同樣明顯大于非DS組。本研究結(jié)果顯示，男性DS患者的PI、SS等脊柱參數(shù)間無顯著差異。因此，大的PI結(jié)合陡峭的SS角可能是男性與女性DS的一個共同誘因。為了代償SS的增加和保持整體平衡，腰椎前凸與胸椎后凸將進行調(diào)整，從而看到了DS組患者更大脊柱曲度的特征性脊柱-骨盆序列。

Roussouly等[11]利用側(cè)位X線片將160名正常志愿者的脊柱-骨盆矢狀面序列分為4個類型。近期研究中，非DS患者主要被分為Ⅰ型或Ⅱ型(小骶骨傾斜角)，而DS患者則傾向于被分類為Ⅲ型或Ⅳ型(大骶骨傾斜角)，表明DS組的脊柱-骨盆序列與Roussouly分型中的Ⅲ型或Ⅳ型間存在正相關(guān)性，在DS組中，剪切力導(dǎo)致椎體滑脫發(fā)展的可能性要比非滑脫組大。此外，在DS組，患者脊柱前彎而沒有骨盆后傾作為代償，機械應(yīng)力將集中于脊柱關(guān)節(jié)面導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎，關(guān)節(jié)松動，最后導(dǎo)致椎體滑脫。近期研究表明，L4椎體傾斜角明顯小于L5椎體傾斜角，因此L4/5椎體關(guān)節(jié)的壓力可能比L3/4更大。相對而言，L4/5和L5/S1之間存在解剖學(xué)上的不同。L5和骶骨之間包括髂腰韌帶的韌帶結(jié)構(gòu)要強于L4和L5之間的韌帶結(jié)構(gòu)，因此，這暗示著DS通常發(fā)生于L4位置。而本研究中，DS組患者多屬Ⅱ型和Ⅲ型，非DS組患者多屬Ⅰ型或Ⅱ型，機械應(yīng)力多集中于L4/5節(jié)段，腰椎曲度形態(tài)對DS的發(fā)生具有一定影響。而PT和SS隨體位改變而改變，當(dāng)骨盆后傾時，SS、PT增大，而PI不隨之改變。這也間接證明了脊柱-骨盆參數(shù)在DS發(fā)生及進展中起到一定作用。

最近Aono等[19]也報道了PI和DS發(fā)展之間的關(guān)系，Aono等選擇了在側(cè)位X線片中無DS表現(xiàn)的142名女性受試者進行了長期的前瞻性觀察得出了此結(jié)論。這也就暗示著，大的PI不僅可能導(dǎo)致DS的發(fā)展，也有可能導(dǎo)致椎體滑脫的進展。

本研究中，兩組均保持了整體的平衡。研究結(jié)果顯示DS組與非DS組間的PT值并不存在明顯差異(23.5°vs22.2°)。Schuller等[17]研究結(jié)果顯示,DS組PT值較參照組有明顯的增大(25.6°vs21.0°),他們指出高PI值患者的骨盆后傾其實是一種代償機制。然而我們的研究證明，DS組與非DS組間脊柱-骨盆序列參數(shù)間的相關(guān)程度并不相同。在DS組，PI與SS的相關(guān)性要比與PT的相關(guān)性更加密切，這暗示著SS角的增大是代償高PI值的主要因素。相反，在非DS組，PI與PT的相關(guān)性要比與SS的相關(guān)性更加密切，這暗示著PT角的增大是代償高PI值的主要因素。

先前研究中，LL依據(jù)受試者攝像時的位置、被測的腰椎水平和年齡不同而變化。Kalichman等[20]報道，男性LL平均值為46.2°，女性為47.6°。Kanemura等[21]報道160名日本正常志愿者的LL平均值為54.0°。本研究中非DS患者LL的平均值為35.5°，此腰椎前凸相對較低。因此非DS組腰椎前凸的丟失可能與PT補償性增長造成早期椎間盤退變有關(guān)。該機制中，PI值越高PT的代償性增長就越高。因此，不同機制可能會有助于對DS和非DS患者進行骨盆矢狀位平衡分析。

DS組中，與PT相比，PI與SS和LL的關(guān)聯(lián)性更大，說明SS和LL是PI增長的主要原因。非DS組中，PI與PT的關(guān)聯(lián)性比SS更大，說明骨盆后傾是代償PI增長的主要因素。

目前的研究有幾個方面的限制，包括樣品量小、缺少正常人群并且更多的采用回顧性和橫向設(shè)計而不是縱向研究設(shè)計。雖然多數(shù)研究展示了骨盆矢狀位平衡的重要性，但此研究還包括PI對DS患者(與性別無關(guān))所具有的不同病理機制，使人更清楚地理解DS的病理機制。

綜上所述，DS組的PI明顯大于非DS組的PI。大PI值可能導(dǎo)致或加劇椎體滑脫。DS組和非DS組脊柱-骨盆參數(shù)間的相關(guān)程度不同；不同的補償機制可能有利于DS和非DS患者的骨盆矢狀位平衡。

[1] RIOUALLON G，LACHANIETTE C H F，POIGNARD A，et al.Outcomes of anterior lumbar interbody fusion in low- grade isthmic spondylolisthesis in adults: a continuous series of 65 cases with an average follow- up of 6.6 years[J].Orthop Traumatol Surg Res，2013，99(2):155- 161．

[2] 劉敏，桂斌捷.腰椎滑脫患者脊柱矢狀面及骨盆排列變化[J].安徽醫(yī)藥，2013，17(5)：778- 780．

[3] LABELLE H，ROUSSOULY P，BERTHONNAUD E，et al.Spondylolisthesis pelvic incidence，and spinopelvic balance: a correlation study[J].Spine，2004，29(18):2049- 2054．

[4] FUNAO H，TSHJI T，HOSOGAN N，et al.Comparative study of spinopelvic sagittal alignment between patients with and without degenerative spondylolisthesis[J].Spine，2012，21：2181- 2187．

[5] RPUSSOULY P，LUIZ J.Biomechanical analysis of the spino- pelvic organization and adaptation in pathology[J].Eur Spine J，2011，20(Suppl 5):609- 618．

[6] VRTOVEC T，JANSSEN M M A，LIKAR B，et al.A review of methods for evaluating the quantitative parameters of sagittal pelvic alignment[J].Spine J，2012，12(5)：433- 446．

[7] PARK S J，LEE C S，CHUNG S S，et al.Postoperative changes in pelvic parameters and sagittal balance in adult isthmic spondylolisthesis[J].Neurosurgery，2011，68(Suppl 2):355- 363．

[8] LAMARTINA C，BERJANO P，PETRUZZI M，et al.Criteria to restore the sagittal balance in deformity and degenerative spondylolisthesis[J].Eur Spine J，2012，21(Suppl 1):27- 31．

[9] FARO F D，MARKS M C，PAWELEK J，et al.Evaluation of a functional position for lateral radiograph acquisition in adolescent idiopathic scoliosis[J].Spine(Phila Pa 1976),2004,29(20):2284- 2289.

[10] JACKSON R P，PETERSON M D，MCMANUS A C，et al.Compensatory spinopelvic balance over the hip axis and better reliability in measuring lordosis to the pelvic radius on standing lateral radiographs of adult volunteers and patients[J].Spine，1998，23:1750- 1767．

[11] ROUSSOULY P，GOLLOGLY S，BERTHONNAUD E，et al.Classification of the normal variation in the sagittal alignment of the human lumbar spine and pelvis in the standing position[J].Spine，2005，30：346- 353．

[12] SCHWAB F，LAFAGE V，PALEL A，et al.Sagittal plane considerations and the pelvis in the adult patient[J].Spine，2009，34：1828- 1833．

[13] 孫卓然，李危石，陳仲強，等.正常國人脊柱-骨盆矢狀位序列擬合關(guān)系研究[J].中國脊柱脊髓雜志，2015，25(1)：1- 5．

[14] LEGAYE J，DUVAL- BEAUPE｀RE G，HECQUET J，et al.Pelvic incidence:a fundamental pelvic parameter for three- dimensional regulation of spinal sagittal curves[J].Eur Spine J，1998，7(2):99- 103．

[15] BARRY C，JUND J，NOSEDA O，et al.Sagittal balance of the pelvis- spine complex and lumbar degenerative diseases.A comparative study about 85 cases[J].Eur Spine J，2007，16：1459- 1467．

[16] BARRY C，JUND J，PERRIN G，et al.Spinopelvic alignment of patients with degenerative spondylolisthesis[J].Neurosurg，2007，61：981- 986．

[17] SCHULLER S，CHARLES Y P，STEIB J P.Sagittal spinopelvic alignment and body mass index in patients with degenerative spondylolisthesis[J].Eur Spine J，2011，20：713- 719．

[18] 何守玉，朱鋒，邱勇，等.成人峽部裂性腰椎滑脫患者脊柱-骨盆矢狀面參數(shù)變化及其臨床意義[J].中國脊柱脊髓雜志，2015，24(2)：109- 115．

[19] AONO K，KOBAYASHI T，JIMBO S，et al.Radiographic analysis of newly developed degenerative spondylolisthesis in a mean twelve- year prospective study[J].Spine，2010，35：887- 891．

[20] KALICHMAN L，LI L，HUNTER D J，et al.Association between computed tomography- evaluated lumbar lordosis and features of spinal degeneration，evaluated in supine position[J].Spine J，2011，11(4):308- 315．

[21] KANEMURA T，KAWAKAMI N，MATSUBARA Y，et al.Sagittal spinopelvic alignment in adult Japanese[J].Japanese Scoliosis Soc(Spinal Deformity)，2003，18：150- 155．

Comparison of the spinopelvic sagittal alignment between patients with and without degenerative spondylolisthesis

LIU Jun- jie，LIU Ze- han，CUI Yan- ming，WANG Li- chun

(Department of Orthopedics，Second Hospital，Harbin Medical University，Harbin 150086，China)

Objective： To compare the differences in spinopelvic sagittal alignment between patients with and without degenerative spondylolisthesis(DS) and to elucidate the factors related to spinopelvic sagittal alignment. Methods: Fifty patients with degenerative spondylolisthesis(DS group) and 50 patients without degenerative spondylolisthesis(non- DS group) were randomly selected in patients who received surgical treatment in our hospital. Spinopelvic parameters of the two groups were measured and compared. Results: In the DS group， PI， SS， L4slope， L5slope， TK and LL were significantly greater than those in the non- DS group. Degrees of correlations among spinopelvic parameters between the two groups were different. PI was more strongly correlated with SS(r=0.81，P<0.001) than with PT(r=0.39，P<0.01) in the DS group. However， PI was more strongly correlated with PT(r=0.71，P<0.001) than with SS(r=0.36，P<0.01) in the non- DS group. Conclusion: Greater PI may lead to the development and the progression of vertebral slip. Different compensatory mechanisms may contribute to the maintenance of spinopelvic sagittal alignment in DS and non- DS patients．

spinopelvic sagittal alignment； pelvic incidence； degenerative spondylolisthesis

2015- 12- 05

2016- 02- 20

劉俊杰(1989-)，男，山東濰坊人，在讀碩士研究生。E- mail：642484722@qq.com

王立春 E- mail：wlcbox@sina.com

劉俊杰，劉澤漢，崔燕明，等.退行性腰椎滑脫與非滑脫患者脊柱-骨盆矢狀位序列的對比研究[J].東南大學(xué)學(xué)報：醫(yī)學(xué)版，2016，35(4)：578- 583.

R681.5

A

1671- 6264(2016)04- 0578- 06

10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.04.024