脊柱-骨盆矢状面参数与L5峡部裂性滑脱进展的相互作用

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0357

摘要/Abstract

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文题释义：

骨盆入射角：是一个描述股骨头与L₅解剖关系的指标，一般个体发育成熟后具有稳定性，不随体位的变化而改变。骨盆入射角具体测量为在腰椎侧位X射线片上，双侧股骨头中心连线的中点与第1骶骨上终板中点的连线，与第1骶骨上终板垂直线的夹角。骨盆入射角在数值上，等于骶骨倾斜角与骨盆倾斜角相加，较大的骨盆入射角往往对应较大的骶骨倾斜角，而骶骨倾斜角为衡量骶骨平台倾斜程度的指标，遂骨盆入射角较大往往对应更加倾斜的骶骨平台。

改良Pfirrmann椎间盘分级标准：由Pfirrmann椎间盘分级标准演变而来，需在MRI T2加权像上进行评估，具体评估内容包括髓核纤维环信号对比、髓核与骶骨前脂肪、脑脊液信号的对比、椎间高度丢失百分比等。1-5级椎间高度正常，不同的髓核对应不同的分级；6级椎间高度丢失小于30%；7级椎间高度丢失在30%到60%；8级椎间高度丢失大于60%。

摘要

背景：目前从脊柱-骨盆矢状面角参数度解释滑脱进展日益受到重视，但缺乏统一观点，且两者的相互作用尚无归纳总结。

目的：分析L₅峡部裂性滑脱中脊柱-骨盆矢状面参数、L₅/S₁椎间盘退变程度与滑脱率之间的相关性，探讨脊柱-骨盆参数与滑脱进展的相互作用。

方法：选择 2013年9月至2017年9月就诊且资料完整的83例L₅峡部裂性滑脱患者，年龄21-79岁，体质量43-91 kg，其中男30例，女53例。在侧位脊柱X射线片上测量患者腰椎前凸角、骨盆入射角和滑脱率，在矢状面腰椎MRI上利用改良Pfirrmann分级标准评估L₅/S₁椎间盘退变程度；分别按照骨盆入射角值大小、L₅/S₁椎间盘评分及滑脱率进行分组。

结果与结论：①按骨盆入射角大小分组，>60°组L₅/S₁椎间盘退变程度显著大于45°-60°组(正常组)和<45°组，45°-60°组(正常组)显著大于<45°组；骨盆入射角>60°组腰椎前凸角显著大于45°-60°组(正常组)和<45°组，45°-60°组(正常组)显著大于<45°组；骨盆入射角>60°组滑脱率显著大于< 45°组；②按椎间盘退变程度分组，高重度退变组滑脱率显著大于低重度退变组和轻中度退变组，低重度退变组显著大于轻中度退变组；高重度退变组腰椎前凸角显著大于低重度退变组和轻中度退变组，后两者差异无显著性意义；③对于腰椎前凸角，滑脱率为25%-50%的患者与滑脱率<25%的患者之间差异无显著性意义；④提示脊柱-骨盆矢状面参数与L₅峡部裂性滑脱进展可能存在相互作用，骨盆入射角与腰椎形态、L₅/S₁椎间盘退变程度及滑脱进展紧密相关，而L₅/S₁椎间盘退变程度可能影响腰椎形态和L₅滑脱进展。轻中度滑脱可能不会引起腰椎前凸角的改变。临床上应更加重视骨盆入射角较大的L_5/S₁峡部裂性滑脱患者。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0003-3164-0150(龙法余)

关键词: 腰椎, 峡部裂性滑脱, 脊柱-骨盆参数, 骨盆入射角, 椎间盘退变, 相关性

Abstract:

BACKGROUND: Progress of L₅ isthmic spondylolisthesis determined based on the spino-pelvic sagittal parameters has been drawn much attention, but has not been confirmed. Their interactions have not been summarized.

OBJECTIVE: To investigate the correlations of spino-pelvic parameters and degeneration of L₅/S₁ intervertebral disc with spondylolisthesis rate in L₅ isthmic spondylolisthesis, and to explore the interaction between spino-pelvic parameters and progress of spondylolisthesis.

METHODS: Eighty-three patients with L₅ isthmic spondylolisthesis from September 2013 to September 2017 were included. All the patients aged from 21 to 79 years, body mass was from 43 to 91 kg, including 30 males and 53 females. The lumbar lordosis (LL), pelvic incidence (PI) and spondylolisthesis rate were measured on the lateral lumbar X-ray, and the patients were then assigned based on these indexes. L₅/S₁ intervertebral disc degeneration was measured on lumbar sagittal MRI using the modified Pfirrmann grading system.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Grouped by PI, the degeneration of disc and LL were the severest in the PI > 60° group, followed by normal (PI: 45°-60°) group, and the lowest in the PI < 45° group. The spondylolisthesis rate in the PI > 60° group was significantly higher than that in the PI < 45° group. (2) Grouped by degeneration of disc, highly severe group had significantly greater spondylolisthesis rate than that in the low severe group and mild-moderate groups, and the low severe group had significantly greater spondylolisthesis rate than that in the mild-moderate group. LL in the highly severe group was significantly greater than that in the low severe and mild-moderate groups, and there was no significant difference between low severe and mild-moderate groups. (3) As for LL, there was no significant difference between group with < 25% spondylolisthesis rate and group with 25%-50% spondylolisthesis rate. (4) Spino-pelvic parameters interact with progress of L₅isthmic spondylolisthesis. PI is closely related to lumbar morphology, degeneration of L₅/S₁disc and progress of spondylolisthesis. Degeneration of L_5/S₁disc probably affects lumbar morphology and progress of spondylolisthesis. Mild and moderate spondylolisthesis cannot change the LL probably. Clinically surgeons should pay more attention on patients with great PI.

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Key words: Lumbar Vertebra, Spondylolysis, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

龙法余，陈耀武，钟招明，吴骞，郑帅，陈建庭. 脊柱-骨盆矢状面参数与L₅峡部裂性滑脱进展的相互作用[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(27): 4400-4404.

Long Fa-yu, Chen Yao-wu, Zhong Zhao-ming, Wu Qian, Zheng Shuai, Chen Jian-ting . Interaction effect of spino-pelvic parameters and progress of L₅ isthmic spondylolisthesis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(27): 4400-4404.

图/表（结果） 3

2.1 参与者数量分析 2013年9月至2017年9月于南方医科大学南方医院就诊的L₅峡部裂性滑脱患者共94例，11例因创伤性L₅峡部裂急诊就诊的患者予以排除，最终纳入83例。试验流程图见图3。

2.2 PI值分组 根据脊柱畸形研究组分类标准，将所有患者按PI大小分为PI < 45°组、PI 45°-60°组(正常组)和PI > 60°组，比较3组间椎间盘退变程度、滑脱率与腰椎前凸角。结果显示，3组体质量、年龄差异无显著性意义(P > 0.05)。PI > 60°组椎间盘退变程度显著重于PI 45°-60°组(P = 0.005)和PI < 45°组(P=0.000)，PI 45°-60°组显著重于PI < 45°组(P=0.005)；PI > 60°组腰椎前凸角显著大于PI 45°-60°组(P=0.002)和PI < 45°组(P=0.000)，PI 45°-60°组腰椎前凸角显著大于PI < 45°组(P=0.020)；PI > 60°组滑脱率显著大于PI < 45°组(P=0.013)，PI 45°-60°组分别与PI < 45°组(P=0.344)、PI > 60°组(P=0.054)相比，差异均无显著性意义，如表1所示。

2.3 椎间盘退变程度分组 此次研究中L₅/S₁椎间盘均已退变。将所有患者分为轻中度退变组(对应改良Pfirrmann评分等级的2，3，4级)、低重度退变组(对应5，6，7级)和高重度退变组(对应8级)，比较3组间滑脱率及腰椎前凸角。结果显示，3组体质量、年龄差异无显著性意义(P > 0.05)。高重度退变组滑脱率显著大于低重度退变组(P=0.003)和轻中度退变组(P=0.000)，低重度退变组显著大于轻中度退变组(P=0.019)；高重度退变组腰椎前凸角显著大于低重度退变组(P=0.017)和轻中度退变组(P=0.008)，后两者差异无显著性意义(P=0.441)，如表2所示。

2.4 滑脱率分组 根据脊柱畸形研究组分型标准，将所有患者分为滑脱率<25%组和滑脱率25%-50%组，比较2组腰椎前凸角。因滑脱率>50%的患者只有4例，遂未纳入此次分组中。结果显示，2组年龄、体质量差异无显著性意义(P > 0.05)。滑脱率25%-50%组腰椎前凸角略大于滑脱率<25%组，但两者差异无显著性意义(P=0.099)，如表3所示。

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引言

材料方法

1.1 设计 回顾性病例分析。

1.2 时间及地点 于2013年9月至2017年9月在南方医科大学南方医院脊柱骨科完成。

1.3 对象 选择2013年9月至2017年9月于南方医科大学南方医院就诊的具有完整影像学资料且明确诊断为L₅峡部裂性滑脱症的患者进行分析。影像学资料包括站立位腰椎X射线片(正侧位、双斜位)、矢状面腰椎MRI。

纳入标准：①年龄>20岁；②明确诊断为L₅峡部裂性滑脱；③既往无脊柱手术史。

排除标准：①合并其余节段腰椎滑脱、脊柱侧弯等脊柱疾病；②创伤性、先天性或退变性滑脱；③其余资料不全，如体质量不明、侧位腰椎X射线片上无双侧股骨头等患者。

符合上述标准的患者共有83例，年龄21-79岁，平均(51.75±11.05)岁；体质量43-91 kg，平均(62.15±9.97)kg；其中男30例，女53例。

1.4 方法

参数指标测量：均于站立位腰椎X射线片(包括双侧股骨头、正侧位)上测量脊柱矢状面参数^[9]、骨盆矢状面参数^[3]，包括：①腰椎前凸角：L₁椎体上终板垂线与S₁上终板垂线的夹角；②PI：S₁上终板中点与双股骨头中心连线的直线与S₁上终板垂线的夹角，如图1所示。同样于站立位腰椎X射线片上按Taillard法^[10]测量L₅椎体滑脱率，方法为用L₅椎体在S₁上终板滑移的距离与S₁上终板长度之比。利用医学影像信息系统，由2名脊柱骨科医师采用改良Pfirrmann椎间盘退变分级标准^[11](若某一椎间盘分级存在争议，由通讯作者裁定)，根据腰椎MRI T2加权对每例患者L₅/S₁椎间盘进行评估，1级为1分，8级为8分，以此类推，分数越高代表椎间盘退变程度越严重，如图2所示。

1.5 主要观察指标 在侧位脊柱X射线片上测量患者腰椎前凸角、PI和滑脱率；在矢状面腰椎MRI上利用改良Pfirrmann分级标准评估L₅/S₁椎间盘退变程度；分别按照PI值大小、L₅/S₁椎间盘评分及滑脱率进行分组。

1.6 统计学分析 研究数据均应用SPSS 20.0软件进行统计分析。采用单因素方差分析和LSD法或Tamhane法对3组计量资料进行显著性检验和两两比较；2组间比较采用独立样本t 检验，P < 0.05代表差异有显著性意义。

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讨论

PI反映了髋关节位于骶骨下的解剖位置，对维持脊柱-骨盆矢状面平衡方面起着核心作用。李危石等^[12]认为，在正常人群中，PI跟腰椎前凸角密切相关，而PI是相对固定的解剖学参数，PI较大的正常人通常具备较大的腰椎前凸。多项研究表明，腰椎滑脱患者的PI与腰椎前凸角高于无症状健康人群^[7^，^13-14]。PI能在很大程度上衡量骨盆倾斜程度，PI较大时，骶骨更加倾向于水平，这势必引起腰椎前凸角后凸增加，进一步增大了L₅/S₁节段剪切力，而L₅椎弓根是限制L₅椎体前移的重要保障，增大的剪切力使得L₅椎弓根峡部易于断裂，导致峡部裂性滑脱^[4^，^15]，甚至不少学者将PI作为腰椎滑脱的预测因子^[16-17]。此次结果显示，PI > 60°组拥有更大的腰椎前凸角而PI < 45°组其腰椎前凸角更小，且3组间差异有显著性意义，验证了PI与腰椎前凸角之间存在紧密关系。

椎间盘自然退变始于20-30岁^[18-19]，年龄、体质量、特定的基因及关节突关节炎等危险因素可加速退变的进展^[20-22]。Akeda等^[23]认为，在年龄大于65岁的人群中，女性性别是腰椎间盘退变的危险因素，与之相悖的是，在社区人群中，性别并不是椎间盘退变的危险因素^[22]。此文着重考虑生物力学因素对椎间盘退变的影响。椎间盘髓核组织中所富含的蛋白多糖亲水特性维持着椎间盘的膨胀，使髓核能够较好的承载、分散压力，水分充足的髓核可以将压力均匀传到椎体上下终板，从而实现缓冲作用^[24]。近年研究证实，生物力学因素直接或者间接引起椎间盘生物结构紊乱，从而导致其退变加速^[25]。Lotz等^[26]研究发现，随着纵向压力的增大，内层和中策纤维环排列紊乱程度增加，蛋白聚糖表达境地，髓核细胞数量也显著减少。峡部裂性腰椎滑脱发生后，L₅椎体有继续前移的趋势，而对应节段椎间盘成为限制滑脱进展的重要因素，应力增加可能会导致其退变加速。张奎渤等^[5]发现，PI与L₅/S₁椎间盘退变程度密切相关。此次研究结果显示，PI> 60°组L₅/S₁椎间盘退变程度显著重于正常组(PI 45°-60°组)和PI < 45°组，正常组(PI 45°-60°组)椎间盘退变程度显著重于PI < 45°组，验证了两者之间存在不可忽视的相关性，PI可能是此类患者L₅/S₁椎间盘退变的危险因素。这与张奎渤等^[5]研究结论基本一致。

PI不仅与L₅峡部裂性滑脱的发生相关，也可能影响滑脱进展。Hanson等^[27]发现轻度峡部裂性滑脱患者PI显著小于重度峡部裂性滑脱患者，且PI与滑脱程度之间存在明显正相关关系。这一结论得到Barrey等^[28]学者的支持。这些学者推测，峡部裂性滑脱发生后，陡峭的骶骨平台依然存在，使得L₅椎体前移趋势加大，导致了滑脱的进展。此次研究中，PI > 60°组滑脱率显著高于PI<45°组，验证了PI与滑脱进展之间确实存在相关关系，PI可能会加速滑脱的进展。

已有不少研究证实，峡部裂性椎体滑脱中椎间盘退变与滑脱程度呈正相关关系^[29-30]。吴华荣等^[6]认为椎间盘退变是腰椎滑脱进展的主要原因之一，原理在于滑脱发生后，椎间盘退变，髓核水分丢失，椎间高度逐渐降低，椎间盘抵抗前剪切力作用逐渐减弱，导致椎体前移加速。值得注意的是，有研究表明，腰椎滑脱Ⅰ、Ⅱ度患者其椎间盘退变程度差异无显著性意义^[31]。此次研究结果显示，高重度退变组滑脱率明显大于低重度退变组和轻中度退变组，低重度退变组滑脱率明显大于轻中度退变组，这验证了两者之间存在紧密联系，可能也证明L₅/S₁椎间盘退变会加速滑脱进展，而椎间盘退变是受到PI影响的。

相反地，滑脱进展似乎也会对脊柱-骨盆矢状面参数产生影响，但具体机制尚未统一。腰骶部处于脊柱与骨盆的连接处，一旦发生L₅椎体滑脱，脊柱与骨盆的平衡关系势必被打破，随之将可能出现一些列矢状面代偿性改变。马泓等^[32]认为，峡部裂性腰椎滑脱发生后，S₁上终板所有垂直力依旧存在，骨盆后旋，腰椎前凸角随之代偿性增大以维持脊柱重力平衡。张忠民等^[33]认为，随着滑脱的进展，骨盆会后旋，使得骨盆与骶骨垂直化，髋关节向前移位超过腰骶关节，此时腰椎前凸必须增大才能时重力线落在髋关节。但杜长志等^[8]认为，峡部裂性腰椎滑脱后，为了防止其进展，骶骨平台会逐渐水平化，腰椎前凸会随之而变小。此次研究结果中，轻度滑脱组与中度滑脱组在腰椎前凸角上差异并无显著性意义，说明在滑脱率<50%的人群中，滑脱程度对腰椎前凸角的影响可能是不显著的。作者发现，L₅/S₁椎间盘退变程度与腰椎前凸有一定相关性，轻中度退变组与低重度退变组的腰椎形态差异无显著性意义，但两者均明显小于高重度退变组，这或许是因为在高重度退变时，椎间隙严重狭窄，小于正常高度的30%，同时高重度退变往往合并较大PI。

吕国华等^[34]发现，腰椎前凸角与术后患者症状改善率关系最紧密，认为术中应尽量矫正腰椎前凸角来提升手术效果，同时发现滑脱率也与患者临床症状紧密相关^[35]。李亮等^[36]认为PI、腰椎前凸角等脊柱-骨盆矢状面参数与矢状面平衡存在线性相关，而矢状面平衡与临床症状密切相关。所以作者认为，PI对L₅峡部裂性滑脱进展有重要作用，且对脊柱-骨盆矢状面平衡有重要意义，临床上应更加重视PI较大的患者，定期随访、密切观察、及时手术治疗是最佳的预防、治疗措施。

患者多于发病后就医，遂无法获得发病前脊柱-骨盆矢状面参数加以对比；因影像学资料有限，此次研究未能纳入胸椎后凸角、矢状面垂直轴偏移等脊柱矢状面参数，遂无法从全脊柱的角度探讨腰椎滑脱后各系列变化。上述不足均需作者下一步完善。

结论：综上所述，脊柱-骨盆参数与L₅峡部裂性滑脱进展可能存在相互作用。PI与腰椎形态、L_5/S₁椎间盘退变程度及滑脱进展紧密相关，而L₅/S₁椎间盘退变程度可能影响腰椎形态和L₅滑脱进展。轻中度滑脱可能不会引起腰椎前凸角的改变。临床上应更加重视PI较大的L_5/S₁峡部裂性滑脱患者。

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脊柱-骨盆矢状面参数与L₅峡部裂性滑脱进展的相互作用

Interaction effect of spino-pelvic parameters and progress of L₅ isthmic spondylolisthesis

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