经椎弓根截骨螺钉固定修复胸腰椎后凸畸形：脊柱-骨盆参数的相关性分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.03.004

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

退变性胸腰椎后凸畸形：手术治疗的首要目的并非单纯矫形，而是重建脊柱-骨盆矢状面平衡。既往研究表明，退变性脊柱畸形患者的健康相关生活质量与其冠状面畸形关系不大，而与其矢状面畸形密切相关。此外，轻度的矢状面失衡即可引起该类患者生活质量的明显改变，且失衡程度与生活质量的恶化程度呈正相关。

脊柱-骨盆矢状面失平衡：是脊柱退变与机体代偿间相互变化的过程，各影像学参数均在一定的范围内不断变化，如果同时考虑多个参数的变化，往往过于复杂，在临床中的指导意义有限。近来有学者提出用一个单一的角度——T₁骨盆角来反映脊柱-骨盆的平衡状况。从几何学上来说T₁骨盆角能够反映脊柱退变时脊柱-骨盆平衡的整体变化。

摘要

背景：退变性胸腰椎后凸畸形患者因矢状面失平衡导致腰痛，进而严重影响其生活质量，截骨矫形重建此类患者的矢状面尤为重要。

目的：探讨经椎弓根椎体截骨矫形螺钉置入内固定修复退变性胸腰椎后凸畸形患者术后生活质量与脊柱-骨盆参数变化的关系及临床意义。

方法：回顾性分析2010年5月至2014年10月在河北省沧州中西医结合医院行L₂经椎弓根椎体截骨矫形螺钉置入内固定的59例退变性胸腰椎后凸畸形患者的临床资料。所有患者手术前后均摄站立位全脊柱正侧位X射线片。统计测量所有患者术前、术后X射线平片的胸椎后凸角、腰椎前凸角、T₁骨盆角、矢状面平衡、骨盆投射角、骶骨倾斜角和骨盆倾斜角；术前术后运用SF-36量表评估患者的生活质量并进行对比。

结果与结论：①脊柱-骨盆相关参数中，除骨盆投射角外，其余参数手术前后相比差异均有显著性意义(P < 0.01)；就SF-36量表各维度而言，术后评分均高于术前(P < 0.01)；②腰椎前凸角的变化与骨盆倾斜角、骶骨倾斜角、矢状面平衡存在线性相关，骨盆倾斜角的变化与骶骨倾斜角、身体疼痛维度及总体健康状况维度存在线性相关，矢状面平衡的变化与腰椎前凸角、身体疼痛、总体健康状况存在相关性，T₁骨盆角的变化与腰椎前凸角、矢状面平衡、身体疼痛及总体健康状况也存在相关性；③结果表明，经椎弓根椎体截骨螺钉置入内固定能够有效重建退变性胸腰椎后凸畸形患者的脊柱-骨盆矢状面形态，缓解疼痛，显著改善患者的生活质量。

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: 0000-0002-6572-2456(崔青)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 退变性腰椎后凸畸形, 截骨, 脊柱-骨盆参数, 生活质量

Abstract:

BACKGROUND: Thoracolumbar degenerative kyphosis could experience severe lumbar back pain due to sagittal plane imbalance, thereby affecting quality of life. Thus, it is very important to reconstruct spino-pelvic profile in these patients.

OBJECTIVE: To explore the relationships between life quality and spino-pelvic parameters following pedicle subtraction osteotomy for thoracolumbar degenerative kyphosis and the clinical significance.

METHODS: Between May 2010 and October 2014, 59 patients with thoracolumbar degenerative kyphosis undergoing L₂ pedicle subtraction osteotomy in Cangzhou Hospital of Integrated Traditional and Western Medicine were retrospectively reviewed. Anteroposterior and lateral X-ray films of all patients during standing were photographed before and after surgery. The pre-and post-operative thoracic kyphosis, lumbar lordosis, sagittal imbalance, T₁ pelvic angle, pelvic incidence, sacral slope and pelvic tilt were measured in all patients. The patients’ quality of life was evaluated using SF-36 preoperatively and postoperatively.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Significant differences were observed in the improvement of thoracic kyphosis, lumbar lordosis, pelvic tilt, sacral slope and sagittal imbalance (P < 0.01). With respect to SF-36, postoperative SF-36 score was higher than preoperative postoperative SF-36 score (P < 0.01). (2) The alteration of lumbar lordosis showed significant correlation with the change of pelvic tilt, sacral slope and sagittal imbalance. The change of pelvic tilt exhibited cardinal correlation with the change of sacral slope, body pain and general health. The improvement of sagittal imbalance significantly correlated with the improvement of lumbar lordosis, body pain and general health. The improvement of T₁ pelvic angle significantly correlated with the improvement of lumbar lordosis, sagittal imbalance, body pain and general health. (3) Pedicle subtraction osteotomy can effectively restore spino-pelvic sagittal profile, improve the life quality and relieve pain for the patients with thoracolumbar degenerative kyphosis.
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: Lumbar Vertebrae, Thoracic Vertebrae, Kyphosis, Quality of Life, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

李浩然，崔青，董占引，张建华，李海清，赵玲. 经椎弓根截骨螺钉固定修复胸腰椎后凸畸形：脊柱-骨盆参数的相关性分析[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(3): 345-349.

Li Hao-ran, Cui Qing, Dong Zhan-yin, Zhang Jian-hua, Li Hai-qing, Zhao Ling. Pedicle subtraction osteotomy for repairing thoracolumbar degenerative kyphosis: correlation of spino-pelvic parameters[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(3): 345-349.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析 按意向性处理，纳入行单节段经椎弓根椎体截骨矫形术、有完整临床及影像学资料的退变性胸腰椎后凸畸形患者59例，全部进入结果分析，无脱落。试验流程图见图4。

2.2 围手术期指标及不良事件 手术时间280-420 min，平均338 min；术中出血量1 200-2 600 mL，平均1 900 mL。术中、术后无明显神经并发症，无感染或死亡。1例因术中截骨时对神经根的过度牵拉，术后发生右下肢麻木，1周后自行恢复。术后1例患者发生麻痹性肠梗阻，予禁食、胃肠减压2-4 d后缓解。

2.3 脊柱矢状面参数测量结果 术后患者的胸椎后凸角、腰椎前凸角及矢状面平衡与术前相比，差异均有显著性意义(P < 0.01)，见表1。

2.4 骨盆形态参数测量结果 患者术前术后的骨盆投射角相比差异无显著性意义(P > 0.05)；术后患者的骨盆倾斜角及骶骨倾斜角与术前相比，差异均有显著性意义(P < 0.01)，见表1。

2.5 生活质量评估 与术前相比，患者术后的生活质量SF-36量表中生理功能、生理职能、身体疼痛、总体健康状况、活力、社会功能、精神健康、情感职能得分均显著增加，差异有显著性意义(P < 0.01)，见图5及表2。

2.6 脊柱-骨盆参数变化与生活质量变化的Pearson相关分析 腰椎前凸角的变化与骨盆倾斜角(r=0.69，P=0.006)、骶骨倾斜角(r=0.58，P=0.02)的变化存在线性相关；骨盆倾斜角的变化与骶骨倾斜角(r=0.79，P=0.002)、身体疼痛维度(r=0.82，P=0.028)及总体健康状况维度(r=0.71，P=0.038)的变化存在线性相关；矢状面平衡的变化与腰椎前凸角(r=-0.46，P=0.027)、身体疼痛(r=0.72，P=0.008)、总体健康状况(r=0.76，P=0.036)的变化存在相关性；T₁骨盆角的变化与腰椎前凸角(r=-0.88，P=0.002)、矢状面平衡(r=0.96，P=0.012)、身体疼痛(r=0.92，P=0.008)及总体健康状况(r=0.79，P=0.026)的变化也存在相关性，见表3，4。

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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2010年5月至2014年10月在河北省沧州中西医结合医院脊柱外科完成。

1.3 对象 纳入2010年5月至2014年10月在河北省沧州中西医结合医院脊柱外科行单节段经椎弓根椎体截骨矫形术、有完整临床及影像学资料的退变性胸腰椎后凸畸形患者59例；为避免不同截骨水平对矢状面的影响，入选病例的截骨节段均位于L₂水平。男27例，女32例；年龄63-76岁，平均(68.9±7.1)岁。所有患者术前均行腰椎CT、MRI扫描，以确认是否存在腰椎管狭窄、椎间盘突出及滑脱。术前、术后所有患者均摄自然站立位全脊柱正、侧位X射线片。

纳入标准：①均行L₂经椎弓根椎体截骨；②术前、术后均填写SF-36量表；③对治疗方案知情同意。

排除标准：①合并冠状面畸形；②合并腰椎管狭窄、椎间盘突出及滑脱；③先前存在脊柱手术史。

1.4 方法 在全麻下患者俯卧于弓型托架上，在术前确定的固定节段内置入椎弓根螺钉。切除截骨椎体全椎板和双侧椎弓根，用气动磨钻经椎弓根钻入椎体，产生一个可以使髓核钳进出的隧道，以椎体前壁中点方向为支点，切除椎体内松质骨。用骨刀对双侧椎体侧壁进行截骨至椎体前壁，用反向刮匙将椎体后壁推入截骨后的腔隙，潜行修正上位椎板下缘和下位椎板上缘，最后刮除椎体后壁及椎间孔内后凸骨质，防止矫形复位时对神经根造成机械性压迫^[3]。缓慢调节弓形架进行复位矫形，同时术者轻压截骨平面上下棘突帮助截骨处闭合，此时椎体截骨处“V”形底边缩短、消失，截骨面靠拢闭合，达到期望的矫形，放置预弯固定棒，纵向连接椎弓根螺钉，进行加压使前柱中柱截骨面均闭合，“C”型臂X射线机透视确定矫形椎椎体截骨面对合良好后完成内固定融合。手术在全程体感诱发电位、运动诱发电位联合监护下完成。

1.5 主要观察指标

1.5.1 术后在站立位全脊柱侧位X射线片上测量下列指标^[4-6] ①胸椎后凸角(图1)：T₄椎体上终板与T₁₂椎体下终板之间的角度；②腰椎前凸角(图1)：T₁₂椎体下终板与S₁椎体上终板之间的角度；③矢状面平衡(图1)：C₇铅垂线(C₇plumbline，C₇PL)与骶骨后上角之间的垂直距离(C₇PL在骶骨后上角前方为正，后方为负)；④T₁骨盆角(图2)：T₁上终板中点与股骨头中点连线和股骨头中点与S₁上终板中点连线所形成的夹角；⑤骨盆投射角(图3)：S₁上缘中点至股骨头中心点连线与S₁上缘中垂线的夹角(双侧股骨头不重合时，取两中心点连线的中点)；⑥骶骨倾斜角(图3)：S₁上缘与水平线的夹角；⑦骨盆倾斜角^[6](图3)：S₁上缘中点至股骨头中心点连线与铅垂线的夹角。

1.5.2 术后生活质量评估采用中文版本的SF-36量表^[7]，评估患者的生活质量，包括10项共36个条目，分8个维度，即生理功能、生理职能、身体疼痛、总体健康状况、活力、社会功能、情感职能和精神健康，前4个维度被定义为生理健康，后4个维度被定义为心理健康；各维度的满分100分，分值越高表示该维度代表的生活质量越好。

1.6 统计学分析 采用SPSS 17.0统计软件(SPSS公司，美国)对数据进行统计学处理，手术前后参数比较采用配对t 检验，对脊柱-骨盆矢状位形态参数的变化进行Pearson相关分析。检验水准为α=0.05。
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讨论

腰椎后凸畸形是平背综合征的一种亚型，主要为脊柱退变引起的脊柱结构在矢状面上出现腰椎生理前凸角度的减少、丢失甚至变成腰椎后凸的一种脊柱畸形^[8]。为维持脊柱矢状位平衡，患者需通过骨盆后旋、髋关节过伸及屈曲膝关节来代偿，引起背部肌肉张力增高、肌肉疲劳、能量过度消耗，致腰背疼痛、身体前倾和步态发生变化等并发症，严重影响患者功能和生活质量，从外形和功能方面都需手术矫正。手术矫形目的在于获得满意的脊柱-骨盆矢状面形态重建，改变患者的身体平衡调节模式。

既往关于经椎弓根椎体截骨的研究主要集中于强直性脊柱炎、胸腰椎骨折陈旧性后凸畸形等单纯矢状面后凸畸形的治疗，近年来该种术式的适用范围逐渐扩展至腰椎后凸畸形^[5-6]。目前，国内关于运用经椎弓根椎体截骨治疗腰椎后凸畸形患者的临床研究鲜见。有研究报道13例行经椎弓根椎体截骨术的成人腰椎后凸畸形患者，腰椎前凸角由术前4.2°增加到术后-37.2°，矢状面平衡由术前15.3 cm矫正至术后4.6 cm。Chang等^[9]采用经椎弓根椎体截骨治疗51例胸腰椎后凸畸形患者，腰椎前凸角由术前-5°增加到术后-33°，矢状面平衡由术前14.6 cm矫正至术后4.7 cm。本研究结果表明，腰椎前凸角和矢状面平衡改善显著，即腰椎前凸角由术前3.2°增加到术后-38.9°，矢状面平衡由术前12.8 cm减少到术后3.1 cm，这与Chang等^[9]的研究一致。

近年来，骨盆矢状面形态的重要性被广泛关注。骨盆参数包括骨盆投射角、骨盆倾斜角和骶骨倾斜角，他们之间的几何关系为骨盆投射角=骨盆倾斜角+骶骨倾斜角。Wafa等^[6]描述了骨盆投射角是骨盆的基础解剖参数，它决定了骨盆、骶骨与腰椎的关系。骨盆投射角是控制和调节脊柱矢状位形态的主要轴心，骨盆投射角、骨盆倾斜角及骶骨倾斜角相互作用对脊柱的矢状位形态产生影响。Lafage等^[10]对70例胸椎/胸腰椎后凸畸形患者行经椎弓根椎体截骨矫形术，结果表明除骨盆投射角外，骨盆倾斜角、骶骨倾斜角均获显著改善，即骨盆倾斜角由术前31°减小到术后23°、骶骨倾斜角由术前24°增加到术后32°。本文中，除骨盆投射角(术前45.8°、术后45.1°)外，骨盆倾斜角和骶骨倾斜角均获显著的改善，即骨盆倾斜角由术前33.5°减小到术后16.4°、骶骨倾斜角由术前12.3°增加到术后28.7°，与Lafage等^[10]的研究一致。这表明腰椎后凸畸形患者由原先骨盆后旋状态变为接近生理状态，术后患者保持站立时无需通过骨盆和膝关节的过度代偿，使得肌肉能量消耗最低，缓解腰椎后凸畸形患者不科学的身体平衡调节模式引起的疼痛、疲劳感以及改善患者的生理功能，符合生物力学上的姿势调节模式，显著改善了患者的生活质量。本研究中的SF-36量表评分结果提示，患者术后的SF-36评分较术前显著提高(P < 0.000 1)，尤其在疼痛维度和整体健康维度两个方面改善最为显著。这进一步证明了改善患者脊柱-骨盆矢状面的失平衡状态可以改善患者的生活质量。

值得关注的是，本研究表明，腰椎前凸角变化与骨盆倾斜角、骶骨倾斜角及矢状面平衡变化存在正相关。原因为：位于L₂的截骨矫形，使腰椎前凸角得以恢复生理状态，人体通过改善骨盆后旋状态即通过骨盆倾斜角减小和骨盆后旋状态(骶骨倾斜角增大)、C₇前移状态改善引起矢状面平衡减小来适应新的矢状面重建。此外，骨盆参数(骨盆投射角、骨盆倾斜角、骶骨倾斜角)对退变性脊柱畸形患者生活质量的影响是近年来国内外学者研究的热点。最近Lafage等^[11]分析了125例成人脊柱畸形患者的生活质量，发现骨盆倾斜角是仅次于矢状面平衡以外与生活质量高度相关的影响学因素之一(0.28 < r < 0.42)。甚至有研究认为骨盆倾斜角与生活质量的相关性高于矢状面平衡。本研究结果也表明，骨盆倾斜角的改变与生活质量改变的相关性高于矢状面平衡，这提示对腰椎后凸畸形患者进行截骨矫形时，应尽可能获得满意的脊柱-骨盆矢状面形态重建，尤其是骨盆倾斜角，以改善患者的生活质量。

脊柱-骨盆矢状面失平衡是脊柱退变与机体代偿间相互变化的过程，各影像学参数均在一定的范围内不断变化，孤立地考虑单个参数的变化，往往不够全面，不能获得良好的治疗效果；如果同时考虑多个参数的变化，往往过于复杂，在临床中的指导意义有限，甚至会导致治疗策略发生矛盾。近来有学者提出用一个单一的角度——T₁骨盆角来反映脊柱-骨盆的平衡状况。T₁骨盆角是指T₁上终板中点与股骨头中点连线和股骨头中点与S₁上终板中点连线所形成的夹角。从几何学上来说T₁骨盆角能够反映脊柱退变时脊柱-骨盆平衡的整体变化。本研究发现，T₁骨盆角与脊柱整体平衡参数如矢状面平衡具有较高的相关性(r=0.96)，可以很好的反映脊柱整体平衡。除了整体平衡外，局部矢状面平衡参数也是影响生活质量的重要因素。腰椎前凸角是影响退变性脊柱侧凸患者生活质量最重要的局部平衡参数，退变性脊柱侧凸主要发生在腰椎，而截骨矫形术也大多在腰椎进行，因此恢复腰椎前凸角是恢复矢状面平衡最为重要的手段。矢状面平衡与局部平衡参数的相关性较差，一些局部平衡较差的患者反而拥有较低的矢状面平衡。本研究发现，T₁骨盆角与局部矢状面平衡参数相关性非常高，与腰椎前凸角的相关系数达到-0.88，而矢状面平衡与腰椎前凸角的相关系数仅为-0.46，比较而言，T₁骨盆角可以更好地反映脊柱局部矢状面平衡。

综上所述，经椎弓根椎体截骨能够有效的重建退变性胸腰椎后凸畸形患者的矢状面畸形，缓解疼痛、显著改善此类患者的生活质量。此外，T₁骨盆角整合了整体和局部脊柱-骨盆矢状面平衡的信息，能够反映退变性脊柱侧凸患者脊柱-骨盆矢状面的整体及局部平衡，且与退变性脊柱侧凸患者的生活质量密切相关，对于退变性脊柱侧凸重建手术有着重要的指导意义。

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