骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折對脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)影響的研究

唐沖，劉正，吳四軍

(北京大學首鋼醫(yī)院骨科，北京 100144)

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)是老齡化社會最常見的一種全身性骨代謝疾病，以骨量減少、骨微結構破壞、骨脆性增加為特點，其中骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF)是最常見的并發(fā)癥，多由低能量損傷所致，可出現(xiàn)胸腰椎局部劇烈疼痛，活動嚴重受限，進一步可導致胃腸道功能減退、鄰近椎體再骨折、生活自理能力下降、增加住院率及病死率等，嚴重增加社會醫(yī)療成本，已成為全球關注的公共健康問題[1-6]。而脊柱-骨盆矢狀位形態(tài)序列對于全脊柱矢狀位序列的調(diào)節(jié)作用已得到廣泛證實，其對于人類的直立行走及平衡運動發(fā)揮著重要作用，目前對于脊柱側彎、腰椎退變等疾病的脊柱矢狀位平衡的研究已很成熟[7-12]，但對于OVCF的脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)研究相對較少。本研究通過對比骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折患者與無癥狀老年人群的脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)，探究骨質(zhì)疏松性壓縮骨折對全脊柱矢狀位平衡的影響以及OVCF后脊柱-骨盆參數(shù)間的代償機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取北京大學首鋼醫(yī)院骨科在2017年1月至2017年8月收治的胸腰椎骨質(zhì)疏松性壓縮骨折患者。入選標準：a)年齡≥60歲；b)輕微外傷后出現(xiàn)胸腰部疼痛，查體提示胸腰椎棘突壓痛、叩擊痛；c)MRI提示為胸腰椎新鮮骨折；d)術前可站立位完成脊柱全長X線片檢查的患者。排除標準：a)年齡<60歲；b)高能量椎體骨折；c)MRI提示為陳舊性椎體骨折；d)不能完成站立位脊柱全長X線片檢查的患者；e)因惡性腫瘤、多發(fā)性骨髓瘤、化膿性脊柱炎、胸腰椎結核、原發(fā)性或繼發(fā)性甲狀腺功能亢進癥等所致病理性椎體骨折的患者；f)既往脊柱手術史。滿足標準共納入64例胸腰椎骨質(zhì)疏松性壓縮骨折患者(OVCF組)，共累及87個椎體，T103例、T118例、T1221例、L122例、L218例、L310例、L45例；其中男32例，女42例，年齡62～87歲，平均(76.14±6.6)歲。

同期，門診招募無癥狀老年人群，入選標準：a)年齡≥60歲；b)近3個月內(nèi)無明顯頸肩背部疼痛、腰腿痛；c)全脊柱正側位X線片上無脊柱側彎(冠狀位Cobb角<10°)、脊柱后凸畸形、椎體滑脫，無嚴重退行性病變，無結核、腫瘤等病變。排除標準：a)年齡<60歲；b)CT或MRI提示存在陳舊或新鮮椎體壓縮骨折者；c)既往脊柱手術史、骨盆及髖關節(jié)手術史、嚴重髖膝關節(jié)疾病、慢性肺部疾病、神經(jīng)肌肉疾病者。滿足標準共納入60例無癥狀老年人(對照組)，其中男20例，女40例，年齡60～88歲，平均(73.85±7.16)歲。兩組間年齡、性別比例、體重指數(shù)(body mass index，BMI)及骨密度(bone mineral density，BMD)差異無統(tǒng)計學意義(見表1)。

1.2 影像學測量 所有研究對象均拍攝站立位全脊柱正側位X線片：投照源固定，連續(xù)曝光后自動拼接成像，攝片時體位取直立位，充分伸展膝關節(jié)、髖關節(jié)，肘關節(jié)完全屈曲，雙拳置于同側鎖骨上。運用醫(yī)院PACS系統(tǒng)測量脊柱-骨盆矢狀位各參數(shù)(見圖1～2)。a)骨盆入射角(pelvic incidence，PI)：經(jīng)S1上終板中點的垂線與S1上終板中點和雙側股骨頭中點連線之間的夾角；b)骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)：S1上終板中點和雙側股骨頭中點連線與鉛垂線之間的夾角；c)骶骨傾斜角(sacral slope，SS)，S1上終板與水平線之間的夾角；d)腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)，L1上終板切線與S1上終板切線的夾角；e)胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)，T4上終板切線與T12下終板切線的夾角；f)脊柱骶骨角(spinosacral angle，SSA)，C7中點和S1上終板中點的連線與S1上終板切線的夾角；g)脊柱矢狀位平衡(sagittal vertical axis，SVA)，經(jīng)C7椎體中心所作的鉛垂線與S1后上緣的水平距離，若鉛垂線位于S1后上緣前方，則為正值，反之為負值，當SVA絕對值≤5 cm時，判定為脊柱矢狀位平衡，否則為失平衡；h)C7矢狀位比值(C7/SFD)：C7椎體中點鉛垂線至骶骨后上角距離與骶股間距(sacrofemoral distance，SFD)的比值(SVA/SFD)，該比值≤0為理想的平衡狀態(tài)，在0～0.5之間為平衡代償，比值>0.5為矢狀位失平衡。

表1 OVCF組和對照組的基本資料比較

圖1 骨盆參數(shù)的測量方法圖2 脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)的測量方法

2 結果

兩組病例的PI分別為(50.98±12.09)°、(52.05±9.25)°，差異無統(tǒng)計學意義；OVCF組的SS、LL、SSA均顯著小于對照組(P<0.01)；而OVCF組的PT、TK、SVA以及C7/SFD均顯著大于對照組(P<0.05)。OVCF組中SVA、C7/SFD的矢狀位失衡例數(shù)分別為22例(34.4%)、38例(59.4%)，而對照組中兩者的矢狀位失衡例數(shù)分別為7例(11.7%)、20例(33.3%)，兩組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，見表2。

表2 OVCF組和對照組的脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)及失衡率的比較

3 討論

骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折是老年人罹患骨質(zhì)疏松癥后，骨密度及骨強度明顯降低，受到輕微暴力甚至在日?；顒又屑纯砂l(fā)生的骨折，是骨質(zhì)疏松癥最嚴重的后果，全球每22秒就有1例新發(fā)OVCF，椎體骨折的發(fā)生率隨年齡增長而增加，尤其是絕經(jīng)后女性，已成為影響老年人群生活質(zhì)量、增加死亡率的常見原因之一[4-6]。脊柱-骨盆矢狀位序列不僅參與調(diào)節(jié)脊柱矢狀位平衡，且與脊柱矯形手術策略的制定、患者術后的生活質(zhì)量密切相關。Roussouly及Vialle等[9，13]研究發(fā)現(xiàn)脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)之間的密切關系，相互作用，共同維持脊柱矢狀位序列及脊柱-骨盆矢狀位平衡。而目前對于OVCF患者的脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)的研究相對較少[14-16]，故本文將探究骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折對脊柱矢狀位平衡的影響以及脊柱OVCF后脊柱-骨盆參數(shù)間的代償機制。

PI作為脊柱和骨盆參數(shù)之間的橋梁，是評估脊柱矢狀位序列的基礎參數(shù)，反映了骨盆矢狀面的形態(tài)，決定了骨盆方向和腰椎前凸大小[17-18]。Dai等[15]的研究提示較小的PI、SS、LL是OVCF的危險因子，而本次研究中，OVCF組與對照組之間PI值無明顯差異，考慮到PI為一個相對恒定的解剖參數(shù)，我們認為PI與是否發(fā)生骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折無明顯相關性，與Dai的結論相悖。然而OVCF組的腰椎前凸角明顯小于對照組、胸椎后凸角明顯大于對照組，與OVCF后椎體前柱高度降低、胸椎后凸增加和腰椎前凸減小相符，導致骨折椎體以上脊柱前傾、整體脊柱重心前移，此時以骶髂關節(jié)為支點的重心力臂增加，而通過股骨頭的地面反作用力距未變，為糾正這種失衡狀態(tài)，此時骨盆就會圍繞雙側股骨頭向后傾斜，出現(xiàn)髖關節(jié)后伸、膝關節(jié)屈曲、踝關節(jié)背曲等一系列代償動作，使重心后移，減小重心力臂，維持人體所需要的直立狀態(tài)。這個過程中PT逐漸增大而SS相應減小，這種代償機制與OVCF組中PT增加、SS減小相符，同時本研究中OVCF組SS與LL均明顯小于對照組，亦與較小的SS、LL是發(fā)生OVCF的危險因子相符。

Blondel等[19]研究提出脊柱-骨盆矢狀位平衡與患者的生活質(zhì)量密切相關，而體位參數(shù)SVA及解剖參數(shù)SSA均可作為描述OVCF患者全脊柱矢狀位形態(tài)學參數(shù)，同時C7矢狀位比值(C7/SFD)亦可作為評價脊柱矢狀位失衡客觀依據(jù)。本研究中我們發(fā)現(xiàn)，OVCF組中SVA、C7/SFD明顯大于對照組，而SSA則顯著小于對照組，這是由于發(fā)生OVCF后脊柱重心前移，使SVA明顯增大，同時骨盆代償后旋，骶骨上終板水平化(即SS減小)、骶股間距變小，故出現(xiàn)SSA減小及C7/SFD明顯增大的表現(xiàn)；并且OVCF組的矢狀位失衡率為對照組的2～3倍，提示OVCF患者存在嚴重的脊柱矢狀位失衡，可導致較嚴重的臨床癥狀。同時，OVCF患者常因新鮮椎體骨折或外傷所致的腰背部疼痛處于駝背、身體前傾狀態(tài)，進一步加重胸椎后凸和矢狀位失衡，與TK、SVA增加相符；故對于脊柱-骨盆矢狀位失衡明顯、臨床癥狀嚴重者，建議盡早行手術治療，包括經(jīng)皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)、經(jīng)皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty，PKP)或者行椎弓根螺釘固定術等，改善患者后凸畸形、恢復矢狀位平衡，減少鄰近椎體再骨折風險[20]。

綜上所述，骨質(zhì)疏松性壓縮椎體骨折可導致脊柱-骨盆矢狀位參數(shù)LL、SS、SSA減小，TK、PT、SVA、C7/SFD增加，易發(fā)生脊柱-骨盆矢狀位失衡，應積極手術矯正、恢復矢狀位平衡。