骨质疏松性椎体压缩骨折：椎体骨折数目和C7矢状位比值的关系

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.22.017

中国组织工程研究 ›› 2016, Vol. 20 ›› Issue (22): 3315-3321.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.22.017

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骨质疏松性椎体压缩骨折：椎体骨折数目和C₇矢状位比值的关系

张义龙，孙志杰，王雅辉，任磊，孙贺

承德医学院附属医院脊柱外科，河北省承德市 067000

修回日期:2016-04-10 出版日期:2016-05-27 发布日期:2016-05-27
通讯作者: 孙贺，主任医师，承德医学院附属医院脊柱外科，河北省承德市 067000
作者简介:张义龙，男，1978年生，河北省深泽县人，汉族，2001年河北医科大学毕业，硕士，副主任医师，主要从事脊柱外科方面的研究。
基金资助:
承德医学院附属医院科研青年基金(201406)“脊柱矢状位影像学参数与椎体骨质疏松性骨折的相关性分析”

Osteoporotic vertebral compression fractures: correlation between number of fractured vertebrae and C₇ plumb line/sacro-femoral distance ratio

Zhang Yi-long, Sun Zhi-jie, Wang Ya-hui, Ren Lei, Sun He

Department of Spine Surgery, the Affiliated Hospital of Chengde Medical College, Chengde 067000, Hebei Province, China

Revised:2016-04-10 Online:2016-05-27 Published:2016-05-27
Contact: Sun He, Chief physician, Department of Spine Surgery, the Affiliated Hospital of Chengde Medical College, Chengde 067000, Hebei Province, China
About author:Zhang Yi-long, Master, Associate chief physician, Department of Spine Surgery, the Affiliated Hospital of Chengde Medical College, Chengde 067000, Hebei Province, China
Supported by:
the Scientific Research Youth Foundation of Affiliated Hospital of Chengde Medical College, No. 201406

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

骨质疏松性椎体压缩骨折：骨质疏松造成骨组织内钙的流失，引起骨密度和骨强度的降低，容易引发椎体压缩性骨折，发生时可以无明显受伤史，发生的具体时间不能确切地认定。一般患者为高龄，骨质疏松存在，女性居多，容易造成慢性背痛，尤其是多个椎体骨折后常造成脊柱形态发生改变，形成长期的慢性背痛，严重影响生活。

矢状位失衡：脊柱有无整体失衡主要取决于骶骨后上角和C₇椎体中心的垂直位置，采用C₇椎体中点铅垂线至骶骨后上角距离与骶股间距的比值来评估有无矢状位失衡，当C₇椎体中点铅垂线位于骶骨后上角后方时该值为负，C₇椎体中点铅垂线位于骶骨后上角前方时该值为正，位于髋关节中心前方时该值> 1。正常情况下，该值范围为-0.9±1，该比值≤ 0为理想的平衡状态，0< 比值≤ 0.5为平衡代偿，比值> 0.5为失衡。

摘要

背景：国内外研究对于椎体骨质疏松性骨折造成的矢状位失衡重视不够。

目的：评估骨质疏松性椎体压缩骨折与脊柱矢状位失衡的相关性。

方法：纳入2013年2月至2015年8月在承德医学院附属医院脊柱外科就诊的陈旧性骨质疏松性椎体压缩骨折患者60例，作为观察组；另外选择体检科同龄老年健康查体人群60例作为对照组。拍摄两组脊柱全长正侧位X射线片记录脊柱椎体骨折数目和位置，测量矢状位参数包括胸椎后凸角、腰椎前凸角、T₁脊柱骨盆倾斜角、C₇矢状位比值，进行组间比较。将观察组中椎体骨折数目按单个椎体、双个椎体、3个及以上椎体分为3个亚组，比较3个亚组间C₇矢状位比值的差别，分析椎体骨折数目和C₇矢状位比值之间的相关关系。

结果与结论：①观察组胸椎后凸角显著大于对照组，差异有显著性意义(P < 0.05)；观察组腰椎前凸角显著小于对照组，差异有显著性意义(P < 0.05)；观察组T₁脊柱骨盆倾斜角为(-1.81±1.48)°，对照组为(-3.35±1.22)°，两组相比差异有显著性意义(P < 0.05)；观察组C₇矢状位比值显著大于对照组，差异有显著性意义(P < 0.05)；②观察组中单椎骨折亚组患者4例，双椎骨折25例，3个及以上椎骨折31例，3个亚组间C₇矢状位比值比较，差异有显著性意义(P < 0.05)；而且骨折数目与C₇矢状位比值呈正相关，相关系数为0.747；③结果提示，骨质疏松性椎体压缩骨折可以引起脊柱矢状位序列改变，随骨折椎体数目增多出现整体矢状位序列失衡，脊柱重心前移，骨折数目与重心前移呈正相关。

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: 0000-0001-9026-5050(孙贺)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 胸椎, 腰椎, 骨盆, 骨质疏松, 椎体压缩骨折, 矢状位参数, 矢状位平衡, Cobb角, 放射摄影术

Abstract:

BACKGROUND: Sagittal imbalance induced by vertebral osteoporotic fractures has not been paid enough attention in previous studies.

OBJECTIVE: To assess the correlation of osteoporotic vertebral compression fracture and spinal sagittal imbalance.

METHODS: Sixty patients with old osteoporotic vertebral compression fracture, who were treated in the Department of Spine Surgery, the Affiliated Hospital of Chengde Medical College from February 2013 to August 2015, were enrolled in this study as the observation group. Sixty healthy old people from physical examination center were enrolled as the control group. The whole-spine anteroposterior and lateral X-ray films were taken in both groups. The number and the location of fractured vertebrae were recorded. Sagittal parameters of both groups including thoracic kyphotic angle, lumbar lordotic angle, T₁-spinopelvic inclination angle and the C₇ plumb line/sacro-femoral distance (PL/SFD) ratio were measured and compared among groups. The observation group was divided into three subgroups according to the number of fractured vertebrae, i.e., single-vertebrae fracture subgroup, double-vertebrae fracture subgroup and above triple-vertebrae fracture subgroup. The C₇ PL/SFD ratio of the three subgroups was compared. The correlation between the number of fractured vertebrae and the C₇ PL/SFD ratio was analyzed.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The thoracic kyphotic angle of the observation group was bigger than that of the control group (P < 0.05). The lumbar lordotic angle of the observation group was smaller than that of the control group (P < 0.05). The absolute value of the T₁-spinopelvic inclination angle of the observation group (-1.81±1.48)° was smaller than that of the control group (-3.35±1.22)° (P < 0.05). The C₇ PL/SFD ratio of the observation group was significantly bigger than that of the control group (P < 0.05). (2) In the observation group, there were 4 cases of single-vertebrae fracture, 25 cases of double-vertebrae fracture and 31 cases of above triple-vertebrae fracture. Significant differences in the C₇ PL/SFD ratio were determined among subgroups (P < 0.05). The number of fractured vertebrae was positively correlated with the C₇ PL/SFD ratio; the correlation coefficient was 0.747. (3) Results indicated that osteoporotic vertebral compression fracture can change spinal local sagittal alignment. Multiple compression fractures of vertebrae can cause spinal sagittal imbalance. The gravity center of human body shifts forward. The number of fractured vertebrae was positively correlated with the range of shift forward.

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

Key words: Thoracic Vertebrae, Lumbar Vertebrae, Pelvis, Osteoporotic Fractures, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

张义龙，孙志杰，王雅辉，任磊，孙贺. 骨质疏松性椎体压缩骨折：椎体骨折数目和C₇矢状位比值的关系[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(22): 3315-3321.

Zhang Yi-long, Sun Zhi-jie, Wang Ya-hui, Ren Lei, Sun He . Osteoporotic vertebral compression fractures: correlation between number of fractured vertebrae and C₇ plumb line/sacro-femoral distance ratio[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2016, 20(22): 3315-3321.

图/表（结果） 3

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引言

材料方法

1.1 设计 病例-对照研究。

1.2 时间及地点 于2013年2月至2015年8月在承德医学院附属医院完成。

1.3 对象 观察组选择2013年2月至2015年8月于承德医学院附属医院脊柱外科就诊的脊柱陈旧性骨质疏松性骨折患者60例，主要症状为自骨折保守治疗以来反复发作的慢性背痛，其中男10例，女50例，年龄(70.38±5.52)岁，所有患者均为单纯骨质疏松椎体压缩性骨折。另外选择承德医学院附属医院体检科同龄老年健康查体人群作为对照组，无明显背痛症状，其中男10例，女50例，年龄(69.5±4.87)岁。两组性别构成、年龄比较差异无显著性意义。

纳入标准：观察组为老年人群，既往有胸腰椎骨质疏松性骨折病史(超过3个月)，自骨折保守治疗以来反复发作的慢性背痛，骨折前背痛不明显，除背痛外无下肢神经受累表现，全脊柱正侧位X射线片、骨密度测定(T值≤-2.5)及就诊时相应节段MRI确定为脊柱陈旧性骨质疏松骨折；对照组为体检科同龄老年健康查体人群，无明显背痛症状，无脊柱骨质疏松性骨折病史。

排除标准：①排除腰椎间盘突出症、脊柱肿瘤、脊柱结核、脊柱骨关节炎、强直性脊柱炎、脊柱侧弯等。②排除脊柱手术史。③髋膝关节活动无受限。

1.4 方法 对两组观察对象拍摄脊柱全长正侧位X射线片，侧位片躯干矢状面与球管相垂直，站立于放松舒适的姿势，双膝尽可能伸展，双侧上肢略前伸上举扶于放松位置^[11]。正位片排除脊柱侧凸。

1.5 主要观察指标 ①记录脊柱椎体骨折数目和位置。②测量矢状位参数(见图1)：胸椎后凸角(T₅-T₁₂ Cobb角)、腰椎前凸角(L₁-L₅Cobb角)、T₁脊柱骨盆倾斜角(经过T₁椎体中点和股骨头的中点做一直线，测量该直线与经T₁中点的垂线之间的夹角，如果垂线位于后方其值为负，垂线位于前方其值为正)、C₇矢状位比值(C₇椎体中点铅垂线至骶骨后上角距离与骶股间距的比值，该比值≤ 0为理想的平衡状态，0 <比值≤ 0.5为平衡代偿，比值> 0.5为失衡)。

1.6 统计学分析 两组患者参数分别由双人记录后计算出平均值，将两组数据采用SPSS 17.0软件进行统计学分析，计量资料行成组设计两样本均数t 检验，以P < 0.05为差异有显著性意义。将观察组中椎体骨折数目按单个椎体、双个椎体、3个及以上椎体分为3个亚组，比较3个亚组间C₇矢状位比值的差别，应用方差分析，如不满足正态分布或方差不齐，则应用Kruskal-Wallis H检验，P < 0.05为差异有显著性意义；并分析椎体骨折数目和C₇矢状位比值之间的相关关系，计算Person相关系数，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

在普通人群中，标准的矢状位平衡不是固定存在的，重要的是让脊柱和骨盆间的参数达到和谐一致，即通过节能省力的姿势调节使重力轴线保持在生理位置^[12-13]。在临床实践中，评价脊柱整体平衡，主要借助于全脊柱正侧位X射线片，正位可以观察有无冠状位失衡，侧位主要观察有无矢状位失衡，矢状位上脊柱有无整体失衡主要取决于骶骨后上角和C₇椎体中心的垂直位置，根据距离的大小判定有无失衡^[14-15]，将其值≥5 cm作为判断失衡的标准。由于个体存在差异，按距离的绝对值来进行分析可能会造成准确性变差，为避免这一问题，Barrey等^[16]对测量方法进行了改良，改用C₇矢状位比值，即采用C₇椎体中点铅垂线至骶骨后上角距离与骶股间距(SFD)的比值来评估有无矢状位失衡，当C₇椎体中点铅垂线位于骶骨后上角后方时该值为负，C₇椎体中点铅垂线位于骶骨后上角前方时该值为正，位于髋关节中心前方时该值> 1。正常情况下，该值范围为-0.9±1，该比值≤ 0为理想的平衡状态，0 < 比值≤0.5为平衡代偿，比值> 0.5为失衡。此外还有脊柱-骶骨角，即C₇中点与S₁终板中点的连线与S₁终板切线之间的夹角，反应整个脊柱后凸大小，它不包括骨盆因素。但由于整个脊柱屈伸调节是以髋关节为轴心，因此文章采用另一参数，即T₁脊柱骨盆倾斜角，它是经过T₁椎体中点和股骨头的中点做一直线，测量该直线与经T₁中点的垂线之间的夹角，反应的是整个脊柱-骨盆在髋关节中心轴上的调节。因此，本文中应用C₇矢状位比值和T₁脊柱骨盆倾斜角这两个整体参数来反应脊柱整体是否平衡^[17-18]。文章中，观察组C₇矢状位比值为0.77±0.29，其指标值介于0和1之间，说明已经处于失衡状态；对照组C₇矢状位比值0.41±0.12，指标值介于0和0.5之间，说明处于平衡代偿状态，两组值比较，差异有显著性意义。观察组T₁脊柱骨盆倾斜角平均为-1.81±1.48，对照组为-3.35±1.22，表明椎体骨折导致整个脊柱骨盆系统向前倾斜，重心前移，这与C₇矢状位比值的结果是一致的。一般人群，椎体压缩骨折向后成角发生后往往会启动代偿机制，表现为骨折如相邻节段椎节发生后伸或向后滑移变化，骨盆则表现为以股骨头为中心出现后倾，但在老年人群，由于退变因素的影响，如脊柱活动度下降、伸肌无力等，随年龄增大而逐渐减小的骨盆绕股骨头前后旋转的能力^[19]，造成代偿机制往往不能完全发挥作用，可能出现功能代偿不全。因此老年人出现骨质疏松性椎体压缩骨折，如果不能有效治疗，可能就会出现椎体前柱的高度降低，重心前移，虽然机体有一定程度的代偿机制发挥作用，但由于代偿功能有限，出现相对于对照组而言更为严重的脊柱前向失衡。对照组因为同样为老年人群，虽然无明确的脊柱退行性疾病病史，但终因存在退变因素，表现为脊柱处于矢状位平衡代偿状态。

在脊柱整个序列中，腰椎的退变很容易发生，研究发现，在无脊柱畸形及腰椎间盘疾病的老年人群，随着腰椎出现退变，腰椎的曲度会发生改变^[20]，但究竟是腰椎前凸增大还是减小，各方观点并不一致，Kobayashi等^[21]的研究认为50岁以后腰椎前凸会因为退变出现减小趋势，而Kim等^[22]的研究证实，相对于青年人，老年人的腰椎前凸略有增大，进而提出一种观点，即腰椎前凸变小是退变而不是年龄增大导致椎间盘高度下降的结果，年龄增大并不意味着退变严重。但目前多数的观点仍认为，年龄越大，脊柱退变程度是随之增大的^[23-24]。本研究中两组资料均为老年人群，理论上均应存在脊柱的退变，在入组时只是排除了有明显的脊柱退变疾病症状。观察组腰椎的前凸相对于对照组明显变小，也间接说明了椎体骨折对于腰椎前凸程度的影响明显，尤其是腰椎节段本身存在椎体压缩骨折。Kim等^[22]认为，胸椎后凸在老年人中一般是逐渐增大的，可能是由于胸椎的活动度小，本身形态为后凸，椎间盘受压力较大，营养供应较少，椎间盘容易出现退变，久之出现胸椎整体曲度后凸增大。在整个脊柱序列中，任何一部分的曲度发生改变，其余部分就会做出代偿。但是，如果老年人由于椎体骨质疏松性骨折的发生，可能会导致局部矢状位曲度较大幅度的改变，对姿势代偿机制形成破坏，造成代偿机制不全。老年人脊柱一般比较僵硬，胸椎部分更是如此，原本成年人胸椎仅有8.5°的屈伸活动范围^[25]，老年人脊柱退变使活动度进一步降低，退变明显的胸椎间盘如同失去形变能力的弹簧，成为接近刚性的结构。椎体骨质疏松性骨折一般容易出现在中下胸段和胸腰交界区，如果出现在下胸段，则下胸段后凸会加重，让本来活动度就很小的胸椎靠减小临近节段胸椎后凸来进行代偿一般是不可能的，只能靠腰段前凸的增加和骨盆后倾来代偿；如果骨折出现在上腰段，则代偿主要发生在下腰段前凸的增加和骨盆后倾来代偿，使背部肌肉的张力持续增高。局部的这种后伸代偿作用在老年群体中往往是非常有限的，虽然一定程度上使脊柱上方结构后移，但是脊柱的后侧结构应力增加，加剧了下腰椎小关节的增生退变，继而又降低了腰椎的活动度；另外，代偿机制会造成代偿节段椎间盘退变加剧，椎间盘变薄又会加重腰椎前凸变小，形成一个恶性循环。一旦代偿机制不能满足，尤其是在椎体骨折的程度较重或椎体数目较多情况下，脊柱序列就会出现矢状位失平衡，引起重心前移，又加重了背部肌肉持续紧张，出现背部慢性疼痛症状，甚至矢状位失平衡又会造成新的骨折^[26-27]。

文章中的观察组相对于对照组，脊柱胸椎后凸增大，腰椎前凸变小，除了退变的因素和代偿能力不足之外，椎体骨折本身造成局部曲度改变成为主要因素。从观察组内骨折亚组的数据来看，椎体骨折数目越多，脊柱整体的重心越是前移，表现为随骨折椎体数目增加C₇矢状位比值的增加，骨折数目与C₇矢状位比值呈正相关。因此，对于骨质疏松压缩骨折患者，无论采取何种治疗手段，在改善患者疼痛症状的同时，尽可能改善脊柱整体力线是有着积极意义的，否则将会严重影响患者生活质量，个别患者将不得不接受创伤更大、难度更高的手术来治疗^[28-30]。

鉴于老年人骨质疏松性椎体压缩骨折可以引起脊柱矢状位序列改变，尤其是骨折数目增多情况下容易造成整体矢状位序列失代偿，引起临床症状出现。因此，除了传统的保守治疗方法以外，随着椎体成形术的问世^[31]，更加灵活的治疗策略出现了^[32]，近年来椎体后凸成形术逐渐增多，在缓解患者疼痛及改善生活方面发挥了巨大作用^[33-37]，而且在脊柱局部及整体在矢状位影像上表现均得到改善，这也为临床上椎体后凸成形术的应用提供了理论依据。

文章由于样本含量较小，未在脊柱矢状位分型基础上进一步比较，即将Roussouly分型中骨盆指数、骶骨倾斜度等因素纳入进一步综合分析^[38-40]，其结果难免在可信度方面存在一定缺陷，今后增加样本量和按脊柱骨盆矢状位分型后再进一步比较会更有说服力。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

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[2]	姜勇, 罗翼, 丁永利, 周勇, 闵理, 唐凡, 张闻力, 段宏, 屠重棋. 骶骨精准切除影响骨盆稳定性的冯米斯应力特征及临床验证[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1318-1323.
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[4]	姚汝斌, 王仕永, 杨开舜. 微创经椎间孔椎间融合治疗单节段腰椎管狭窄症对腰椎-骨盆平衡的改善作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1387-1392.
[5]	王海莹, 吕冰, 李辉, 王顺义. 减压植骨融合内固定治疗退变性腰椎滑脱：基于脊柱骨盆参数预测患者的功能预后[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1393-1397.
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[7]	梁彦, 赵永飞, 徐帅, 朱震奇, 王凯丰, 刘海鹰, 毛克亚. 影像学评估高选择性神经根封闭辅助退行性脊柱侧凸短节段固定融合的效果[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1423-1427.
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