Lenke 1型青少年特發(fā)性脊柱側彎胸主動脈與鄰近椎體相對位置關系的初步研究

張進　　石瑞　　王陽　　張立超　　劉旭　　郭云仙

[摘要] 目的 探討青少年特發(fā)性脊柱側彎胸主動脈與鄰近椎體的相對位置關系。 方法 將患者X線片和CT圖像進行分析，測量Cobb角、主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β及主動脈離原點最小距離OB值，明確Lenke 1型青少年特發(fā)性脊柱側彎胸主動脈與鄰近椎體相對位置關系。 結果 不同性別組間主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；年齡與主動脈-椎體角α、OB值之間無顯著相關性，年齡與椎體旋轉角度β存在輕度相關性；Cobb角與主動脈-椎體角α之間無顯著相關性，與OB值之間存在輕度負相關，與椎體旋轉角度β中度正相關。 結論 在Lenke 1型青少年特發(fā)性脊柱側彎患者中，性別與胸主動脈位置無明顯相關；椎體旋轉角β和OB值可以作為臨床Cobb角測量的有效補充；CT掃描可以清楚顯示胸主動脈與椎體的相對位置關系，可在術前為臨床醫(yī)師提供手術風險評估及手術入路指導。

[關鍵詞] 青少年特發(fā)性脊柱側彎；主動脈；X-線成像；計算機斷層掃描儀；椎體

[中圖分類號] R682.1+3 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2017）27-0113-04

A preliminary study on the relative positional relationship of thoracic aorta and adjacent vertebrae in Lenke type 1 adolescent idiopathic scoliosis

ZHANG Jin1 SHI Rui1 WANG Yang2 ZHANG Lichao2 LIU Xu2 GUO Yunxian2

1.Department of Radiology，the Second Hospital of Shanxi Medical University，Taiyuan 030001，China；2.Medical Imaging Specialty，Shanxi Medical University，Taiyuan 030001，China

[Abstract] Objective To investigate the relative positional relationship between adolescent idiopathic scoliosis thoracic aorta and adjacent vertebrae. Methods The X-ray and CT images of patients were analyzed， andthe Cobb angle， aortic-vertebral angle α， vertebral body rotation angle β and the OB value of the minimum distance from aorta to the origin were measured， to clarify the relative positional relationship of thoracic aorta and adjacent vertebrae in Lenke type 1 adolescent idiopathic scoliosis. Results There was no significant difference in the aorta-vertebral angle α， the rotation angle of the vertebral body β and the OB value between different sex groups（P>0.05）. There was no significant correlation between age and aortic-vertebral angle α， OB value.There was a slight correlation between age and vertebral rotation angle β. There was no significant correlation between Cobb angle and aortic-vertebral angle α， and there was a slight negative correlation between the Cobb angle and OB value. And there was moderately positive correlation between the Cobb angle and vertebral rotation angle β. Conclusion There is no significant correlation between sex and thoracic aorta position inidiopathic scoliosis patients with Lenke type 1. The vertebralrotation angle β and OB value can be used as an effective complement to clinical Cobb angle measurement. CT scan can clearly show the relative positional relationship of chest arterial and vertebral body， can provide surgical risk assessment and surgical approach guidance for clinicians before surgery.endprint

[Keywords] Adolescent idiopathic scoliosis； Aorta； X-ray imaging； Computed tomography； Vertebral body

青少年特發(fā)性脊柱側彎（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）是一種病因不明的、可發(fā)生于健康兒童任何成長階段的脊柱側彎畸形，其中Lenke 1型較常見。脊柱融合固定術是臨床常用的治療方法，其中后路椎弓根螺釘融合固定手術以其在矢狀位、冠狀位、軸位均具有良好的矯正效果被越來越廣泛地用于臨床。同時，椎弓根螺釘引起的主動脈的損傷是后路脊柱融合術中最具有危險性的并發(fā)癥之一[1]。因此，術前了解胸主動脈與鄰近椎體間的相對位置關系顯得尤為重要。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集我院2015年12月～2016年12月期間確診的Lenke 1型青少年特發(fā)性脊柱側彎患者14例，年齡12～21歲，平均（14.64±2.53）歲，其中男4例，女10例。所有入組患者均有較完整的臨床與影像資料。

1.2 檢查方法

1.2.1 站立位全脊柱X線攝影 利用日本島津公司的數(shù)字化多功能X線透視攝影系統(tǒng)，進行站立位全脊柱正側位攝片。

1.2.2 CT掃描及后處理方法 使用美國GE公司Discovery CD750 CT掃描儀?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍從顱底到骶尾部。掃描參數(shù)：管電壓120 KV，管電流130～400 mAs，層厚3.75 mm，重建間隔0.625 mm，螺距0.75。ADW4.4工作站對圖像進行后處理，應用多平面（MPR）、曲面重建（CPR）、容積再現(xiàn)（VR）等重建技術顯示脊柱畸形全貌，以脊柱側彎頂椎為中心進行軸位及多平面、曲面重建，選定頂椎椎弓根最寬的層面作為研究層面。

1.3研究方法

在站立位全脊柱正位X線影像上測量側彎脊柱的cobb角（圖1），記錄頂椎、上端椎、下端椎位置；利用CT三維重建技術重建頂椎椎弓根最粗的層面，在該層面對椎體與胸主動脈的相對位置關系進行分析。

具體評價指標如下：以頂椎椎弓根最粗的層面為研究平面，過兩側椎弓根軸線各做兩條直線，分別交左、右側橫突于點O、O，鏈接OO，以此為x軸，以O點為原點，作與x軸相垂直的直線為y軸，建立直角坐標系，連接O與主動脈中心A交主動脈后壁與B點，則OB為主動脈離原點O的最小距離，OB與y軸間的夾角即為主動脈-椎體角，記為α（圖2）；在原始圖像上定位頂椎位置，以頂椎層面椎管與椎體中心的連線與重垂線的夾角為椎體旋轉角[2]，記為β（圖3）。每一數(shù)據(jù)均測量三次，由三位醫(yī)師完成。

將病例分為男女兩組，并分別判斷兩組間主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值是否存在差異；分別判斷年齡與主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值之間是否存在相關性；分別判斷主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值與Cobb角之間是否具有相關性。

1.4統(tǒng)計學方法

采用SPSS18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析，不同性別組間判斷主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值之間的差異性分析使用Wilcoxon 秩和檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義；判斷年齡、Cobb角與主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值之間是否存在相關性用Spearman秩相關，相關系數(shù)r取值范圍為[-1，1]，r=1，即兩變量呈完全正相關；r=-1，即兩變量呈完全負相關；當兩變量的秩次順序關聯(lián)性很小時，r接近于0。

2 結果

本組14例患者中女性多于男性，男女比為1∶2.5，與文獻報道（1∶2.1）接近[3]。不同性別組間主動脈-椎體角α、椎體旋轉角β、OB值比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）（表1）。年齡與主動脈-椎體角α和OB值均無相關性，相關系數(shù)為0或接近0；年齡與頂椎層面椎體旋轉角度β相關性較低，r=0.23，可以認為年齡與胸主動脈和椎體相對位置存在輕度相關。Cobb角與主動脈-椎體角α無相關性，Cobb角與OB值呈輕度負相關，相關系數(shù)r=-0.34，Cobb角與椎體旋轉角度β呈中度正相關，相關系數(shù)r=0.71。

3 討論

主動脈是機體內緊鄰椎體的重要的器官，一旦發(fā)生椎弓根螺釘誤置或錯位，主動脈發(fā)生損傷的風險極高[5]。Faro Fran D[6]以?？苿游餅檠芯繉ο蠼⒘俗倒葆敂D壓主動脈的實驗模型，其發(fā)現(xiàn)椎弓根螺釘對主動脈產生的主要影響是會造成急性或者慢性的血管壁組織學改變和生物力學改變。Ahmet Y？覦lmaz S等[7]對147名特發(fā)性脊柱側彎患者椎弓根螺釘植入術后的1797枚螺釘隨訪。研究結果顯示，有19名患者的185枚螺釘被懷疑發(fā)生了內側或外側錯位，包括穿破椎弓根內、外骨皮質，對主動脈、胸膜、氣管構成威脅等。雖然多數(shù)情況下，椎弓根螺釘錯位并沒有造成嚴重的臨床癥狀，但是仍然存在著一定的危險因素，螺釘和主動脈有相對的安全距離是其中之一。因此，術前明確椎弓根螺釘與主動脈的解剖關系是十分必要的。

本研究發(fā)現(xiàn)，Lenke 1型青少年特發(fā)性脊柱側彎，不同性別間頂椎層面主動脈-椎體角α，椎體旋轉角β、OB值之間差異無統(tǒng)計學意義，與相關文獻報道一致[8]，說明男性與女性Lenke 1型AIS患者在脊柱側彎時胸主動脈與椎體的相對位置關系不因性別不同而存在差異?？赡茉蚴侵鲃用}-椎體角α，椎體旋轉角β和OB值與人類脊柱發(fā)育各部分比例有關。

同時，本研究還發(fā)現(xiàn)AIS患者年齡與主動脈椎體角α、OB值無相關性，與有關文獻中研究結論不符，分析原因可能為入組病例均為青少年，患者年齡較為接近且研究椎體均為下胸椎有關。但患者年齡與椎體旋轉角存在輕度相關，可能與入組病例數(shù)較少，且患者患病年限長短不一、病情輕重不同有關。endprint

對于Cobb角度較小患者，一般建議采取保守治療，包括定期觀察或佩戴支具等。對于進展期的AIS，Cobb角介于25°～45°之間時，手術治療方案已經得到了越來越多的骨科醫(yī)師的認可。據(jù)近期文獻報道，在Lenke 1型AIS患者進行外科手術時頂椎層面?zhèn)爸鲃用}的潛在風險較其他節(jié)段高，因此本研究僅選擇頂椎層面對胸主動脈與椎體相對位置進行初步研究[9]。

本組病例發(fā)現(xiàn)頂椎層面主動脈-椎體角α與Cobb角無相關性，OB值與Cobb角程輕度負相關，說明脊柱側彎時隨著Cobb角增大，OB值越小，手術安全距離越小，主動脈越靠近椎體，手術危險性越大。椎體旋轉角β與Cobb角呈中度正相關，說明Cobb角的變化情況一定程度上可以反映椎體旋轉角β的大小，即側彎脊柱Cobb角越大，椎體旋轉角越大，主動脈越貼近椎體，手術難度與危險系數(shù)增加。因此椎體旋轉角β和OB值可作為Cobb角測量的有效補充。

CT通過斷層成像判斷椎體與主動脈旋轉情況，并測量相關角度與距離，可以為骨科醫(yī)師提供更精確的手術入路指導與手術安全性評估，同時CT多平面重建與曲面重組，可以多角度多方位清晰顯示椎體與鄰近解剖結構關系，還可以發(fā)現(xiàn)X線平片不易被發(fā)現(xiàn)的椎管內病變，例如脊髓縱裂、椎管內腫瘤等。

目前青少年特發(fā)性脊柱側彎的治療以保守治療和外科手術為主[10-13]，Lonstein JE等[14]13727名Cobb角5°～29°之間的特發(fā)性脊柱側彎的青少年患者進行跟蹤隨訪發(fā)現(xiàn)，截止患者發(fā)育成熟或發(fā)生脊柱側彎進展約有23.25%患者側彎脊柱發(fā)生進展，約10%需要考慮進一步外科手術治療。外科手術的目的是阻止側彎進展，在三維空間達到永久的矯正畸形，改善外觀、平衡軀干，最大程度降低短期和長期并發(fā)癥的發(fā)生。任何年齡階段的脊柱側彎Cobb角大于45°～50°均應接受脊柱融合外科手術，進行支具治療的兒童發(fā)生側彎曲度進展也應該考慮進行外科手術[14，15]。外科醫(yī)生在植入椎弓根螺釘時須要結合影像資料，高度警惕主動脈和椎體的位置，尤其是左側椎弓根螺釘植入時，一旦發(fā)生穿破骨質，重新植入也可能是有必要的。

本研究的不足之處在于樣本量較少，所納入的病例的Lenke分類單一，不能代表所有類型青少年特發(fā)性脊柱側彎的主動脈與椎體的相對位置關系，也僅分析年齡、性別、Cobb角分別與頂椎層面主動脈-椎體角α、椎體旋轉角度β、OB值的關系，并未研究其他椎體層面。且本研究中所有入組病例均為術前評估，并無術后對照，希望在今后的研究中可以針對以上不足進一步完善與補充。

綜上所述，我們認為在Lenke 1型青少年特發(fā)性脊柱側彎患者中，年齡、性別與胸主動脈位置無明顯相關；椎體旋轉角β和OB值二者可以作為臨床Cobb角測量的有效補充；通過CT掃描可以清楚顯示胸主動脈與椎體的相對位置關系，可在術前為臨床醫(yī)師提供手術入路信息與手術安全性評估。

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[15] Zhu Zezhang，Xu Leilei，Jiang Long，et al. Is Brace Treatment Appropriate for Adolescent Idiopathic Scoliosis Patients Refusing Surgery With Cobb Angle Between 40 and 50 Degrees[J]. Clin Spine Surg，2017，30（2）：85-89.

（收稿日期：2017-07-03）endprint