成人无症状前凸型颈椎矢状面平衡影像学参数的相关性特征

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2428

中国组织工程研究 ›› 2020, Vol. 24 ›› Issue (6): 898-902.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2428

• 骨与关节图像与影像 bone and joint imaging • 上一篇下一篇

成人无症状前凸型颈椎矢状面平衡影像学参数的相关性特征

曹斌¹，左玉强²，李存瑞³，康伟峰⁴，于海泉¹，苏敬阳¹

¹石家庄市第一医院骨三科，河北省石家庄市 050011；²河北医科大学第二医院体检中心，河北省石家庄市 050000；³张家口市第一医院CT室，河北省张家口市 075041；⁴石家庄市行唐县中医院骨伤科，河北省石家庄市 050600

收稿日期:2019-06-21 修回日期:2019-06-22 接受日期:2019-07-31 出版日期:2020-02-28 发布日期:2020-01-17
作者简介:曹斌，男，1981年生，河北省石家庄市人，汉族，2005年河北医科大学毕业，主治医师，主要从事脊柱、骨关节方面疾病研究。

Correlation of parameters of lordosis type cervical spine saggital plane in asymptomatic adults

Cao Bin¹, Zuo Yuqiang², Li Cunrui³, Kang Weifeng⁴, Yu Haiquan¹, Su Jingyang¹

¹Third Department of Orthopedics, First Hospital of Shijiazhuang; ²Department of Health Care Center, Second Hospital of Hebei Medical University; ³Department of CT, First Hospital of Zhangjiakou; ⁴Department of Orthopedics, Xingtang County Hospital of Traditional Chinese Medicine

Received:2019-06-21 Revised:2019-06-22 Accepted:2019-07-31 Online:2020-02-28 Published:2020-01-17
About author:Cao Bin, Attending physician, Third Department of Orthopedics, First Hospital of Shijiazhuang, Shijiazhuang 050011, Hebei Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
脊柱矢状面平衡：人体脊柱在矢状面上有4个生理弯曲，即：颈椎前凸、胸椎后凸、腰椎前凸和骶椎后凸，脊柱在矢状面呈S形。人体脊柱整体的矢状面平衡能保证人在站立及行走时以最小的能量消耗来维持视线水平和相对稳定的姿势，若各种原因导致脊柱某节段出现矢状面序列改变时，脊柱需通过其代偿机制来维持脊柱的矢状面平衡。
颈椎矢状面力线：主要包括颈椎曲度和颈椎矢状面平衡两个方面，其中颈椎曲度的测量又分为上颈椎曲度(C₀-C₂角或C₁-C₂角)和下颈椎曲度(C₂-C₇角)，在X射线片上测量全颈椎曲度或上颈椎曲度多采用Cobb法，测量下颈椎曲度则有多重方法，但Cobb法易用且有良好组内、组间可靠性；颈椎矢状面平衡的测量通常通过C₂-C₇ SVA来评估，其与健康相关生活质量评分相关。

背景：正常的颈椎矢状面平衡是颈椎矫形手术的关键。由于颈椎解剖结构和生理功能的复杂性，故对颈椎矢状面平衡参数的准确测量及参数间相关性成为制定手术方案及评价疗效的重要参考，现有研究集中在有临床症状的颈椎病患者。

目的：探讨成人无症状前凸型颈椎矢状面平衡影像学参数相关性。

方法：回顾性分析120例成人无症状前凸型颈椎正侧位DR影像，根据研究对象年龄将其分为3组，A组(21-40岁)、B组(41-60岁)、C组(61-80岁)，测量其颈椎矢状面平衡影像学参数，包括C₂-C₇矢状面轴向垂直距离(C₂_-C₇ sagittal vertical axis，C₂-C₇ SVA)、头部重心到C₇矢状面轴向垂直距离(central of gravity to C₇ sagittal vertical axis，CG-C₇ SVA)、T₁倾斜角、C₀-C₂Cobb角及C₂-C₇ Cobb角，分析组间影像学参数差异及不同影像学参数与年龄间相关性。研究通过石家庄市第一医院、河北医科大学第二医院伦理委员会批准，纳入者均签署知情同意书。

结果与结论：①不同年龄组的C₂-C₇ SVA(F=11.188，P < 0.001)、CG-C₇ SVA(F=6.132，P=0.003)、T₁倾斜角(F=11.682，P < 0.001)组间比较差异均有统计学意义，C₀-C₂ Cobb角(F=1.178，P=0.311)、C₂-C₇Cobb角(F=0.860，P=0.426)组间比较差异无统计学意义；②A、B、C组的T₁倾斜角分别为(51.63±5.85)°，(54.66±5.58)°，(57.48±4.74)°，线性相关分析显示T₁倾斜角与年龄呈正相关(r=0.533，P < 0.001)；另T₁倾斜角和C₂-C₇ Cobb角间存在正相关(r=0.561，P < 0.001)。提示：在成人无症状前凸型颈椎者中，T₁倾斜角有随着年龄增大而增大的趋势，且T₁倾斜角与年龄呈正相关。

ORCID: 0000-0002-2694-3950(曹斌)

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: 颈椎, 矢状面平衡, 影像学, 相关性

Abstract:

BACKGROUND: Normal sagittal balance of cervical spine is the key to cervical spine orthopedic surgery. As the complexity of the anatomical structure and physiological function of the cervical spine, accurate measurement of sagittal balance parameters and correlation between parameters become an important reference for preoperative planning and postoperative evaluation of curative effect. Current research focuses on patients with clinical symptoms of cervical syondylosis.

OBJECTIVE: To investigate the correlation of parameters of lordosis type cervical spine saggital plane in asymptomatic adults.

METHODS: Cervical anteroposterior and lateral DR images of 120 adult patients with asymptomatic lordosis type cervical spine were retrospectively analyzed. The subjects were divided into three groups according to age: group A (21-40 years), group B (41-60 years), and group C (61-80 years). The sagittal parameters of the cervical spine were measured, including C₂-C₇ sagittal vertical axis (C₂-C₇SVA), central of gravity to C₇ sagittal vertical axis (CG-C₇ SVA), T₁ slope, C₀-C₂ Cobb angle and C₂-C₇ Cobb angle. The correlation between different imaging parameters and age was analyzed. This study was approved by the Ethics Committee, First Hospital of Shijiazhuang and Second Hospital of Hebei Medical University. All subjects signed the informed consent.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) C₂-C₇ SVA (F=11.188, P < 0.001), CG-C₇ SVA (F=6.132, P=0.003) and T₁ slope (F=11.682, P < 0.001) were significantly different among different groups. There was no significant difference in C₀-C₂ Cobb angle (F=1.178, P=0.311) and C₂-C₇ Cobb angle (F=0.860, P=0.426). (2) T₁ slope was (51.63±5.85)°, (54.66±5.58)° and (57.48±4.74)° in groups A, B and C, respectively. Linear correlation analysis showed that T₁ slope was positively correlated with age (r=0.533, P < 0.001). T1 slope was positively correlated with C₂-C₇ Cobb angle (r=0.561, P < 0.001). These results indicated that T₁ slope increased with age in asymptomatic cervical lordosis adults. Moreover, T₁slope was positively correlated with age.

Key words: cervical spine, sagittal balance, imaging, correlation

中图分类号:

曹斌, 左玉强, 李存瑞, 康伟峰, 于海泉, 苏敬阳.

成人无症状前凸型颈椎矢状面平衡影像学参数的相关性特征 [J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(6): 898-902.

Cao Bin, Zuo Yuqiang, Li Cunrui, Kang Weifeng, Yu Haiquan, Su Jingyang. Correlation of parameters of lordosis type cervical spine saggital plane in asymptomatic adults[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2020, 24(6): 898-902.

图/表（结果） 5

参考文献

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引言

材料方法

1.1 设计影像学测量，分组对照分析。

1.2 时间及地点 2017年1月至2018年12月期间在河北医科大学第二医院体检中心进行影像资料收集，收集完成后记录纳入者的基线资料并测量其影像学参数。

1.3 对象随机抽取2017年1月至2018年12月期间在河北医科大学第二医院体检中心行健康体检者120例，其中男、女各60例；年龄23-79岁，平均(50.37±15.53)岁。1名主治医师记录所有纳入者的性别、年龄、身高、体质量，并计算其体质量指数。根据年龄将所有纳入者分为3组，A组：21-40岁，B组：41-60岁，C组61-80岁，每组男、女各20例，每组共40例。

纳入标准；①所有纳入者均无颈椎相关临床症状，且均有标准颈椎DR正、侧位片，能清晰显示胸骨角及硬腭后缘；②根据Ohara分类标准^[6]，将颈椎曲度分为前凸型、笔直型和后凸型，其中前凸型特指经C₂椎体下终板中点与C₇椎体上终板中点相连做一连线，且C₃-C₆椎体中心均位于该连线的前方，且最少其中一个椎体中心与该连线的垂直距离≥2 mm；所有纳入研究者颈椎序列均符合Ohara分类标准的前凸型分类标准。

排除标准：①先天性脊柱畸形者；②既往有颈椎外伤、感染、手术、肿瘤病史者；③伴有强直性脊柱炎、类风湿性关节炎等风湿免疫系统疾病者；④颈椎病、颈椎骨质疏松者；⑤伴有颈部神经、肌肉异常性疾病者。

该研究通过石家庄市第一医院、河北医科大学第二医院伦理委员会批准，收集纳入者的性别、年龄、身高、体质量及颈椎DR影像，签署知情同意书。

1.4 方法影像学参数测量：所有纳入者均行颈椎正、侧位DR摄影，在摄取正、侧位片时分别采取中立位和右侧站立位，双肩自然下垂，听鼻线与地面平行，摄片范围上至鼻根部，下至胸骨角水平，X射线球管中心对准C₄椎体。将符合纳入标准(依据Ohara分类标准为前凸型者^[8])的颈椎侧位DR影像进行测量，需要测量的影像学参数包括：

(1)颈椎矢状面平衡的测量：采用C₂-C₇矢状面轴向垂直距离(C₂-C₇ sagittal vertical axis，C₂-C₇ SVA)、头部重心到C₇矢状面轴向垂直距离(central of gravity to C₇sagittal vertical axis，CG-C₇ SVA)来评估颈椎矢状面平衡。C₂-C₇ SVA是指经过C₂椎体中心铅垂线与经过C₇椎体后上角铅垂线间的垂直距离；CG-C₇ SVA指经外耳道前缘及C₇椎体后上角分别做铅垂线，2条铅垂线间的距离，见图1。

(2)颈椎矢状面参数测量：主要参数包括T₁倾斜角(T₁ Slope，TS)，T₁倾斜角指T₁椎体上终板延长线与水平线夹角，见图2。

(3)颈椎矢状面力线的测量：全颈椎曲度可分为上颈椎曲度(C₀-C₂ Cobb角)和下颈椎曲度(C₂-C₇ Cobb角)，在X射线片上评估全颈椎曲度及上颈椎曲度主要采用Cobb法测量，而下颈椎曲度可采用多种方法测量，但Cobb法具有易用性、且有良好组间、组内可靠性而被广泛应用。C₀-C₂Cobb角指从McGregor线与C₂椎体下终板平行线的夹角(见图2)；C₀-C₂Cobb角指分别做C₂、C₇椎体下终板延长线的夹角(见图2)。

1.5 统计学分析所有计量资料采用x(_)±s表示，所有数据用美国IBM公司SPSS 21.0软件进行统计学分析。对3组体检者进行组间差异性分析，若测量数据若服从正态分布及方差齐性，则采用单因素方差分析；若不符合正态分布或方差齐性，则采用非参数秩和检验；另外利用Pearson法对体检者年龄和颈椎矢状面序列影像学参数间进行相关性分析；所有统计结果以P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

颈椎不仅需要承担头部的质量，并且相对于脊柱其他节段具有更小的体积、更大的灵活性、更高的活动频率和更大的负重，且颈椎解剖结构复杂，易出现生理曲度的改变及功能紊乱，影响颈椎生理曲度的病因很多，如先天性畸形、退变、创伤、炎症、肿瘤和手术等^[9-10]。颈椎前凸、胸椎后凸、腰椎前凸和骨盆结构被认为是相互关联的，颈椎矢状面曲度的改变会引起其他节段脊柱作出相应的改变^[11]。颈椎矢状位序列排列异常会影响患者健康相关生活质量，并对人体的整体功能产生不利影响；相反，纠正病变区域内颈椎异常序列排列会提高患者的生活质量^[12-14]。有研究证明颈椎矢状面失衡可引起的颈部疼痛、头疼等临床症状，因此对于颈椎矢状面平衡的深入研究可有效提高这些临床症状的治疗效果^[15-16]。

此次研究发现C₂-C₇ SVA、CG-C₇ SVA在不同年龄组间差异有统计学意义，线性相关分析显示该两者与年龄均呈弱相关，但与T₁倾斜角无相关性。导致C₂-C₇ SVA、CG-C₇ SVA在不同年龄组间差异的原因可能是由于T₁倾斜角不同，较大年龄组受试者的T₁倾斜角更大，而当T₁倾斜角更大时，头颅的前倾程度更大，而C₂-C₇ SVA、CG-C₇SVA作为头颅前倾的代偿机制亦需随之增大，进而保持水平视线的存在^[15-17]。WENG等^[9]研究亦发现在症状人群中，C₂-C₇ SVA与C₂-C₇ Cobb角显著相关，而两者在颈椎退变患者中并无明确相关性，说明C₂-C₇ SVA在不同年龄段中发病率不同，这可能是由于颈椎退变时，颈椎前凸减小，而机体通过增加颈椎倾斜角，并减少胸椎后凸等代偿机制，以减少T₁倾斜角，从而维持正常的C₂-C₇ SVA；CG-C₇ SVA的代偿生物力学机制与该机制基本相似。

此次研究结果示T₁倾斜角在不同年龄组差异有统计学意义，且T₁倾斜角与年龄、C₂-C₇ Cobb角均呈正相关，该结果与部分学者研究结果一致^[18-20]。有学者发现胸椎后凸角与年龄呈正相关，而且生理状态下老化退变会引起中老年人群出现驼背畸形从而导致胸椎后凸角增大，而这种生理变化引起T₁倾斜角的增大^[21-22]。AILON等^[23]亦发现，老化退变会引起胸椎后凸角增大，而导致这种现象发生的原因很多，包括老化退变因素、椎体受压骨折、椎旁肌肉无力及脊柱生物力学改变等。GOH等^[24]发现胸椎椎体前缘高度与后缘高度比值与年龄相关，且其随着年龄增大而其比值减小，即椎体楔变程度增大，故随着年龄增大而胸椎椎体楔变程度亦增大，从而导致驼背畸形的发生。以上研究均提示随着年龄增大，胸椎后凸角亦会增大，增大的胸椎后凸角导致胸廓入口区脊柱矢状面平衡的改变，进而导致T₁倾斜角的增大。导致T₁倾斜角与C₂-C₇ Cobb角呈正相关的机制可能为在T₁倾斜角增大时，头颅前移趋势增大，此时颈椎屈肌缩短、颈椎伸肌延长，而枕骨伸肌缩短、枕骨屈肌延长，导致C₂-C₇ Cobb角增大，从而使上颈椎呈过伸状态，而下颈椎呈弯曲状态，头颅重心恢复正常状态，从而维持平视功能^[25-26]；这与PATWARDHAN等^[11]提出的生物力学机制基本一致。此外，此次研究还发现上颈椎曲度C₀-C₂ Cobb角与下颈椎曲度C₂-C₇ Cobb角呈负相关，而下颈椎曲度C₂-C₇ Cobb角与T₁倾斜角呈正相关，该结果与前人研究结果一致^[18^，^26]；提示其机制可能是由于颈椎作为全脊柱序列的一节段，某一节段的序列改变可导致相邻的脊柱序列发生相应的改变，通过相邻脊柱节段的代偿性改变来保持姿势的稳定；例如，当头颅位置前移趋势较明显时，C₂-C₇ Cobb角增大，下颈椎完全，而此时颈椎未见了维持头颅重心的位置和平视功能，则需要上颈椎过伸来代偿，即C₀-C₂ Cobb角减小。

综上所述，此次研究发现，成人无症状前凸型颈椎矢状面参数间存在一定相关性，且T₁倾斜角与年龄呈正相关，了解颈椎矢状面参数间的相关性，有助于制定更好的治疗方案。但此次研究样本量较小，统计结果可能存在偏差，且未评估研究对象的颈部软组织情况纳入研究范围，有待于未来基于多中心、大样本量的前瞻性研究来进一步评估。

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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