腰椎骨盆矢状面参数对骨质疏松椎体压缩骨折球囊扩张椎体后凸成形后继发邻椎骨折的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.3805

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (15): 2370-2374.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.3805

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腰椎骨盆矢状面参数对骨质疏松椎体压缩骨折球囊扩张椎体后凸成形后继发邻椎骨折的影响

张乐，潘彬，阮如昕，郭开今

徐州医科大学附属医院骨科，江苏省徐州市 221006

收稿日期:2020-06-20 修回日期:2020-06-23 接受日期:2020-07-09 出版日期:2021-05-28 发布日期:2021-01-05
通讯作者: 郭开今，教授，博士，主任医师，硕士生导师，徐州医科大学附属医院骨科，江苏省徐州市 221006
作者简介:张乐，男，1994年生，江苏省连云港市人，汉族，徐州医科大学在读硕士，主要从事骨科研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(81801213)，项目负责人：潘彬；江苏省卫生计生委面上科研课题(H201528)，项目负责：郭开今；江苏省科技厅社会发展重点项目(BE2015627)，项目负责人：郭开今

Effect of lumbopelvic sagittal parameters on secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fracture

Zhang Le, Pan Bin, Ruan Ruxin, Guo Kaijin

Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221006, Jiangsu Province, China

Received:2020-06-20 Revised:2020-06-23 Accepted:2020-07-09 Online:2021-05-28 Published:2021-01-05
Contact: Guo Kaijin, Professor, MD, Chief physician, Master's supervisor, Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221006, Jiangsu Province, China
About author:Zhang Le, Master candidate, Department of Orthopedics, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University, Xuzhou 221006, Jiangsu Province, China
Supported by:
National Natural Science Foundation of China, No. 81801213 (to PB); the Scientific Research Project of Jiangsu Provincial Health and Family Planning Commission, No. H201528 (to GKJ); the Key Social Development Project of Jiangsu Provincial Science and Technology Department, No. BE2015627 (to GKJ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
矢状面平衡：矢状面上颈椎、胸椎、腰椎及骨盆相互排列，密切连接，使人体在不借助外力的情况下以最小的能耗保持平衡稳定的姿势，减少站立或运动时对脊柱及脊髓的冲击和震荡，从而良好地适应各种应力状态。腰椎作为脊柱和骨盆的连接部位，在维持躯干整体矢状面平衡方面起着核心作用。
经皮球囊扩张椎体后凸成形：是治疗脊柱压缩性骨折的常用方式之一，不仅能够缓解疼痛、有效强化椎体强度、促进患者早日下床活动，并且还能改善压缩椎体的高度，矫正椎体后凸畸形，改善患者的矢状面序列。

背景：近年来，部分学者认为经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折可能与腰椎骨盆序列改变引起的矢状面失衡有关。
目的：探讨腰椎骨盆矢状面参数对骨质疏松性腰椎压缩骨折患者行经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发相邻椎体骨折的影响。
方法：回顾性分析2017年1月至2019年1月徐州医科大学附属医院收治的单节段骨质疏松性腰椎压缩骨折患者67例的病历资料，所有患者均接受经皮球囊扩张椎体后凸成形治疗，其中术后继发邻椎骨折32例，未继发椎体骨折35例。根据术后拍摄的腰椎正、侧位X射线片，对比继发邻椎骨折组与未继发椎体骨折组的腰椎前凸角、骨盆入射角、骨盆倾斜角、骶骨倾斜角、骶骨骨盆角、骶骨骨盆后角，同时分析继发邻椎骨折组腰椎参数与骨盆参数之间的相关性。试验获得徐州医科大学附属医院伦理委员会批准。
结果与结论：①两组均获得1年以上的随访；②继发邻椎骨折组的腰椎前凸角、骨盆入射角、骶骨倾斜角、骶骨骨盆角、骶骨骨盆后角均小于对照组(P < 0.05)，两组的骨盆倾斜角比较差异无显著性意义(P > 0.05)；③Pearson相关分析显示，腰椎前凸角与骨盆入射角、骶骨骨盆角及骶骨骨盆后角有相关性(P < 0.01)，与骨盆倾斜角、骶骨倾斜角无相关性(P > 0.05)；④结果表明，较小的腰椎前凸角、骶骨倾斜角可增加单节段骨质疏松性腰椎压缩骨折患者行经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折的风险，较大的骨盆入射角、骶骨骨盆角和骶骨骨盆后角是单节段骨质疏松性腰椎压缩骨折患者行经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折的保护性因素。

https://orcid.org/0000-0001-7213-3070 (张乐)

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

关键词: 骨, 骨折, 骨质疏松, 矢状面参数, 椎体后凸成形, 邻椎骨折

Abstract: BACKGROUND: In recent years, some scholars consider that the secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty may be related to the sagittal imbalance caused by changes in lumbopelvic alignment.
OBJECTIVE: To explore the effect of lumbopelvic sagittal parameters on secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty in patients with lumbar osteoporotic vertebral compression fracture.
METHODS: The clinical data of 67 patients with single segmental lumbar osteoporotic vertebral compression fractures who had undergone percutaneous kyphoplasty from January 2017 to January 2019 at the Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University were recruited for retrospectively analysis. Of them, 32 patients suffered from secondary adjacent vertebral fracture, and 35 patients did not suffer from secondary vertebral fracture. The lumbar lordosis, pelvic incidence, pelvic tilt, sacral slope, sacrum pubic incidence and sacrum pubic posterior angle were compared between the secondary group and non-secondarygroup according to the postoperative lumbar posteroanterior and lateral radiographs, and the correlation between lumbar parameter and pelvic parameter in the secondary group was also analyzed. The study was approved by Ethics Committee of the Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Both groups were followed up for more than 1 year. (2) The lumbar lordosis, pelvic incidence, sacral slope, sacrum pubic incidence and sacrum pubic posterior angle in the secondary group were less than those in the non-secondary group (P < 0.05). There was no significant difference in pelvic tilt between the two groups (P > 0.05). (3) Pearson correlation analysis showed that lumbar lordosis was correlated with pelvic incidence, sacrum pubic incidence and sacrum pubic posterior angle (P < 0.01), but was not related to pelvic tilt and sacral slope (P > 0.05). (4) The results showed that smaller lumbar lordosis and sacral slope can increase the risk of secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty in patients with single segmental lumbar osteoporotic vertebral compression fractures. The larger pelvic incidence, sacrum pubic incidence, and sacrum pubic posterior angle are protective factors against secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty in patients with single segmental lumbar osteoporotic vertebral compression fractures.

Key words: bone, fracture, osteoporosis, sagittal parameters, percutaneous kyphoplasty, adjacent vertebral fracture

中图分类号:

张乐, 潘彬, 阮如昕, 郭开今. 腰椎骨盆矢状面参数对骨质疏松椎体压缩骨折球囊扩张椎体后凸成形后继发邻椎骨折的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(15): 2370-2374.

Zhang Le, Pan Bin, Ruan Ruxin, Guo Kaijin. Effect of lumbopelvic sagittal parameters on secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fracture[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(15): 2370-2374.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析共67例骨质疏松性压缩性骨折行经皮球囊扩张椎体后凸成形治疗患者入选试验，且均顺利完成1年以上随访，67患者均进入结果分析。
2.2 试验流程图见图2。

2.3 两组基线资料比较两组性别、年龄、体质量指数和骨密度比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2，具有可比性。

2.4 两组手术相关资料及并发症的比较两组手术入路、手术节段、骨水泥用量、骨水泥分布类型、椎间盘渗漏及椎体术后高度比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表3。

两组手术期间均未发生与骨水泥材料相关的不良反应，术后共发生骨水泥椎间盘渗漏9例，其中继发邻椎骨折组6例、未继发邻椎骨折组3例，由于患者均无明显临床症状，未作处理，嘱其定期复查。
2.5 观察者自身及观察者间的组内相关系数腰椎骨盆参数测量的观察者自身组内相关系数为0.845-0.912，观察者间组内相关系数为0.823-0.896，提示参数的测量可靠性优。
2.6 两组术后腰椎骨盆矢状面参数比较继发邻椎骨折组的腰椎前凸角、骨盆入射角、骶骨倾斜角、骶骨骨盆角、骶骨骨盆后角均小于未继发邻椎骨折组(P < 0.05)，两组间骨盆倾斜角比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表4。

2.7 继发邻椎骨折组腰椎参数与骨盆各参数相关性的结果 Pearson相关分析显示，腰椎前凸角与骨盆入射角、骶骨骨盆角及骶骨骨盆后角呈正相关(P < 0.01)，腰椎前凸角与骨盆倾斜角及骶骨倾斜角无关(P > 0.05)，见表5。

2.8 典型病例资料见图3。

参考文献

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引言

材料方法

1.1 设计回顾性病例分析。
1.2 时间及地点试验于2017年1月至2019年1月在徐州医科大学附属医院完成。
1.3 对象回顾性分析2017年1月至2019年1月徐州医科大学附属医院脊柱外科因腰椎单节段OVCF行经皮球囊扩张椎体后凸成形治疗患者的病历资料，按照纳入与排除标准共纳入67例患者，术后3，6，12，18，24个月常规门诊复诊，随访期间共32例继发邻椎骨折，节段为T12椎体 5例，L1 椎体7例，L2 椎体8例，L3 椎体3例，L4椎体 6例，L5椎体 3例，记为继发邻椎骨折组；术后未继发椎体骨折35例，记为未继发椎体骨折组。试验获得徐州医科大学附属医院伦理委员会批准。
纳入标准：术前X射线片及磁共振检查确诊为新鲜腰椎单节段OVCF；未继发神经系统症状；可获得详细的围术期病历及相关影像学资料；术后患者的随访时间>1年；患者及家属对治疗均知情同意。
排除标准：患者腰椎OVCF>1个节段；继发神经根或脊髓损伤症状；既往有脊柱压缩骨折史或目前存在脊柱其他疾病如脊柱侧弯、腰椎滑脱等影响矢状面平衡；患者的随访时间不足1年；激素、恶性肿瘤或其他原因导致的腰椎病理性骨折；伴有严重的内科疾病或精神异常无法进行手术的患者。
1.4 材料骨水泥材料介绍见表1。

1.5 手术方法所有患者的手术均由脊柱外科同一组医生完成。患者取俯卧位，C型臂X射线机透视确定病变椎体；常规消毒铺巾后于病变椎体上关节突处用1%利多卡因局部浸润麻醉，作0.5 cm小切口，C臂机透视引导下穿刺针尖抵至病变椎体椎弓根投影外上缘左侧10点钟右侧2点钟处，透视见进针点及角度佳，穿刺针进至椎体后缘前方约1 cm处，插入导针，更换工作套管，钻头钻至椎体中前3/4处，插入球囊扩张器适度扩张，透视见球囊扩张满意，病变椎体高度恢复达预期效果时撤球囊；在C臂机引导下缓缓将调制成牙膏状的骨水泥推入病变椎体，待骨水泥凝固后拔除工作套管，透视见骨水泥未溢出椎体范围，缝合手术切口并无菌包扎。麻醉满意，手术顺利，术后患者安返病房，双下肢感觉运动良好，术后给予钙尔奇、骨化三醇、维生素D抗骨质疏松治疗。
1.6 主要观察指标术后3个月及复诊期间，对患者采用荷兰飞利浦X射线机拍摄自然站立位的腰椎正、侧位X射线片，所有正、侧位片均包含双侧股骨头。所有获得的X射线片均以JPG格式保存后导入Surgimap (V2.3.1，Nemaris Inc，New York，USA)软件，所测量的参数包括(图1)[8-9]：①腰椎前凸角：L1上终板切线与S1上终板切线形成的夹角；②骨盆入射角：S1上终板中点和双侧股骨头中点连线，与S1上终板中点垂线形成的夹角；③骨盆倾斜角：S1上终板中点和双侧股骨头中点连线，与铅直线形成的夹角；④骶骨倾斜角：S1上终板切线与水平线形成的夹角；⑤骶骨骨盆角：S1上终板中点和耻骨联合上缘中点连线，与S1上终板中点垂线形成的夹角；⑥骶骨骨盆后角：S1上终板后缘和耻骨联合上缘中点连线，与S1上终板后缘垂线形成的夹角。上述参数的测量工作由2名脊柱外科医生各自完成，2周之后再次测量，取测量结果的平均值进行统计分析。

1.7 统计学分析应用SPSS 20.0统计学软件对数据进行统计分析，计量资料采用x±s表示，两组间计数资料比较采用χ²检验，两组间计量资料比较采用独立样本t检验。采用Pearson相关性检验分析继发邻椎骨折组腰椎参数与骨盆参数之间的相关性。观察者自身及观察者间数据测量的可靠性使用组内相关系数评价：组内相关系数> 0.80表示可靠性优，组内相关系数0.61-0.80表示可靠性中等，组内相关系数0.41-0.60表示可靠性一般，组内相关系数0.11-0.40表示可靠性较低，组内相关系数小于0.10表示无可靠性。以P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

OVCF是老年骨质疏松性患者较为常见的骨折类型[10]，发生率很高，其治疗的主要目的是缓解疼痛、恢复活动功能，让患者更快地适应日常生活。经皮椎体成形及经皮球囊扩张椎体后凸成形是脊柱外科治疗OVCF的两种主流手术方式，并已得到众多患者的接受。许多研究表明，经皮球囊扩张椎体后凸成形较经皮椎体成形能更有效地缓解患者腰背部疼痛，显著减少住院时间，恢复Cobb角及改善患者矢状面序列，治疗OVCF更安全有效，然而术后易出现的邻椎骨折并发症不应忽视[11-12]。继发邻椎骨折的原因有患者自身因素及术中相关因素[13]，但关于术后腰椎骨盆序列改变引起矢状面失衡对继发邻椎骨折影响的报道不多。此次研究中，继发邻椎骨折组和未继发邻椎骨折组骨水泥用量、手术入路、手术节段、骨水泥分布类型、椎间盘渗漏及椎体术后高度比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，排除上述因素后研究腰椎骨盆矢状面参数对经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折的影响。
脊柱骨盆正常的矢状面形态使人体在最经济能耗的前提下保持协调稳定的姿势，其中腰椎作为脊柱和骨盆的连接部位，在维持躯干整体矢状面平衡方面起着至关重要的作用[14-15]。腰椎前凸角的存在是人类区别于脊椎动物的一个重要标志，也是人类能够直立行走的关键结构。正常情况下，随着腰椎的退行性改变，腰椎生理曲度会发生相应变化，此时腰椎前凸角减小，腰椎前凸角的丢失会导致躯干比正常前倾[16-17]。IWATA等[18]研究发现，老年OVCF患者椎体后凸成形术后继发邻椎骨折者较未继发椎体骨折者矢状面参数腰椎前凸角发生明显改变，出现明显的腰椎骨盆矢状面失衡。GLASSMAN等[19]的研究显示，腰椎前凸角被认为是影响患者生活质量最重要的矢状面平衡参数。此次研究中，继发邻椎骨折组腰椎前凸角小于未继发邻椎骨折组(P < 0.05)，这说明椎体后凸成形术后继发邻椎骨折患者自身代偿躯干前倾的能力更差，分析其原因可能是：椎体后凸成形虽然可以恢复或改善术椎高度，在一定程度上纠正脊柱后凸畸形，但老年骨质疏松患者由于腰背部肌肉及韧带长期处于异常姿势和负荷导致过度劳损，椎体和椎间盘的相应磨损进展加快，以及术后并没有彻底恢复的压缩椎体使得胸椎后凸增大，代偿因腰椎前凸角减小导致躯干整体前倾的能力降低，出现矢状面失衡。随着失衡程度的进一步加重，脊柱前柱所受的应力遂渐增加，致使邻近椎体的负载过重，可能引起老年OVCF患者椎体后凸成形术后邻椎骨折的发生。
骨盆在躯体矢状面平衡中同样发挥着重要作用，当患者出现矢状面失衡时骨盆参数随之发生改变[20]。骨盆入射角作为骨盆的解剖学参数，具有特异性，不随姿势变化而相应改变，骨骼生长结束后保持恒定不变[21]。骨盆倾斜角和骶骨倾斜角随着躯体姿势的变化而相应改变，能够描述骨盆的空间方位，是骨盆的体位参数。WANG等[9]的研究为了避免测量过程中可能存在的股骨头塌陷和骶骨上终板弯曲带来的数据误差，用耻骨联合上缘代替双侧股骨头中点，创新性地提出了骶骨骨盆角和骶骨骨盆后角。此次研究中，继发邻椎骨折组骨盆入射角、骶骨倾斜角、骶骨骨盆角、骶骨骨盆后角均小于未继发邻椎骨折组(P < 0.05)，这说明椎体后凸成形术后继发邻椎骨折患者较未继发者骨盆代偿矢状面失衡的能力更差。骨盆后旋是OVCF患者骨盆代偿矢状面失衡的有效方式，此过程中髋关节处于过伸状态，带动躯体整体后仰，以代偿腰椎前凸角丢失导致的躯干前倾。骨盆入射角决定着骶骨板相对于股骨头的位置，同时反映矢状面内腰椎骨盆平衡的适应性[22]。基于骨盆入射角为骨盆倾斜角与骶骨倾斜角之和的几何关系[23]，当骨盆倾斜角相同时，骶骨倾斜角随骨盆入射角的增大而增大，又因骶骨与腰椎紧密连接，患者的骶骨倾斜角越大，其骨盆后旋所带动躯干后倾的幅度也越大，代偿能力越强。因此，骨盆入射角能够反映骨盆代偿矢状面失衡的能力，而骶骨骨盆角与骶骨骨盆后角作为描述矢状面腰椎与骨盆活动解剖关系更为精确的参数，反映骨盆代偿能力的同时，也作为手术决策和计划制订的重要参考指标。此外，此次研究还发现继发邻椎骨折组的腰椎前凸角与骨盆入射角、骶骨骨盆角及骶骨骨盆后角相关(P < 0.01)，而与骨盆倾斜角及骶骨倾斜角无关(P > 0.05)，较大的骨盆入射角、骶骨骨盆角和骶骨骨盆后角是老年OVCF患者行椎体后凸成形术后继发邻椎骨折的保护性因素。FECHTENBAUM等[24]的研究显示，相对于未发生骨折的老年患者，OVCF患者的矢状面形态更差，且具有较小骨盆入射角的患者其矢状面矢衡越严重。因此老年OVCF患者骨盆入射角、骶骨骨盆角及骶骨骨盆后角越小，其代偿矢状面失衡的能力就越差，椎体后凸成形术后出现邻椎骨折的可能越大。
此次研究的不足：纳入病例相对较少，有待扩大样本进一步研究；考虑放射剂量对患者的影响，仅仅对患者腰椎骨盆矢状面参数进行研究，并未拍摄全脊柱正、侧位片；缺少对两组患者的长期随访，因此对腰椎骨盆相关参数进行性变化的研究较为欠缺。
综上所述，OVCF患者经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折与腰椎骨盆矢状面平衡的关系十分紧密，较小的腰椎前凸角、骶骨倾斜角可增加单节段腰椎OVCF患者经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折的风险，较大的骨盆入射角、骶骨骨盆角和骶骨骨盆后角是单节段腰椎OVCF患者经皮球囊扩张椎体后凸成形术后继发邻椎骨折的保护性因素。因此脊柱外科医生应结合患者矢状面失衡的特点，术中积极纠正压缩椎体的高度，术后倡导患者进行有针对性的功能锻炼如腰背肌强化训练、软组织牵张等，更好地恢复腰椎骨盆矢状面参数，从而减少邻椎骨折的发生。
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

腰椎骨盆矢状面参数对骨质疏松椎体压缩骨折球囊扩张椎体后凸成形后继发邻椎骨折的影响

Effect of lumbopelvic sagittal parameters on secondary adjacent vertebral fracture after percutaneous kyphoplasty for osteoporotic vertebral compression fracture

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