脊柱的矢狀位平衡狀態(tài)對于機體的功能具有重要的意義。本文回顧性分析了多項脊柱骨盆參數在臨床中的運用，探討了脊柱矢狀位曲線(xiàn)的影響因素，并總結了多種矯形度數的估算方法。脊柱外科醫師應當加深對于脊柱骨盆參數的理解，區分功能性失衡與結構性失衡，對于手術(shù)患者應通過(guò)詳細的術(shù)前計劃恢復合適的矢狀位曲線(xiàn)，避免過(guò)度矯形的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】矢狀位曲線(xiàn)；脊柱骨盆參數；骨盆腰椎匹配值；功能性失衡；矯形度數計算方法

直立行走是人類(lèi)進(jìn)化史中具有里程碑意義的事件之一，而人類(lèi)能夠長(cháng)時(shí)間保持站立姿勢得益于獨有的腰椎前凸曲線(xiàn)。在經(jīng)濟圓錐的范圍內背部的肌肉只需要較低的耗能便能維持軀干穩定[1]，可見(jiàn)腰椎前凸對于人體的活動(dòng)功能具有重要的意義。

脊柱退變的主要特點(diǎn)為矢狀位腰椎前凸的顯著(zhù)減少，同時(shí)可伴有冠狀位的側凸畸形。有文獻報道，相比冠狀位，矢狀位失衡對患者的生活質(zhì)量影響更為顯著(zhù)[2]。對于脊柱退行性疾病，部分患者保守治療難以獲得滿(mǎn)意的臨床效果，仍需考慮手術(shù)治療。

手術(shù)治療的目的為解除神經(jīng)壓迫，糾正畸形，恢復和諧的脊柱曲線(xiàn)。然而退變性畸形的患者往往是高齡老年人，存在內科合并癥多、骨質(zhì)疏松等相關(guān)問(wèn)題，矯形手術(shù)仍具有較大的手術(shù)風(fēng)險。

準確的預測成人脊柱畸形術(shù)后的矢狀位平衡狀態(tài)仍是一項棘手的難題，約50%的患者術(shù)后并不能獲得理想的矢狀位曲線(xiàn)[3]。如何選用合適的方法確定具體的矯形度數是十分值得脊柱外科醫生探討的問(wèn)題。

理想的矢狀位曲線(xiàn)

1998年Legaye等[4]提出骨盆投射角(pelvicincidence，PI)的概念，這一概念的提出，使骨盆在維持矢狀位平衡中發(fā)揮的重要作用逐漸受到重視。

近10年來(lái)，脊柱骨盆矢狀位平衡一直是脊柱外科的研究熱點(diǎn)之一，圍繞PI衍生出一系列的脊柱骨盆參數，其中最常用的包括骨盆傾斜度(pelvictilt，PT)和骶骨傾斜角(sacralslope，SS)。骨盆相關(guān)參數與患者的健康相關(guān)生活質(zhì)量(health-relatedqualityoflife,HRQOL)緊密相關(guān)[5]。

通過(guò)對健康人群的大樣本測量分析，Schwab等[6]提出理想的腰椎前凸(lumbarlordosis，LL)與PI近似相等(LL=PI±9°)。而Jackson等[7]此前的研究結果則顯示，正常情況下胸椎后凸(thoracickyphosis，TK)與LL的比值TK/LL為0.15~0.75。

根據我們的經(jīng)驗TK應<LL-10°。矢狀位曲線(xiàn)的完整性不僅僅反應在LL及TK的整體度數上，還與節段性的協(xié)調比例有關(guān)。生理狀態(tài)下，下腰椎（L4～S1）的前凸約占腰椎整體曲線(xiàn)的2/3。[7]以水平線(xiàn)可將LL分為上弧和下弧，下弧曲度與SS的數值相等。若站立位L4椎體水平為L(cháng)L的頂點(diǎn)，則下腰椎的前凸正好與SS相等，此時(shí)SS=2/3×LL。

而理想的PT值tPT(theoreticalnormalpelvictilt,tPT)=0.37*PI-7°[8]。因此，通過(guò)測量患者術(shù)前的PI值，我們可以推導出相對理想的矢狀位曲線(xiàn)。例如對于一個(gè)PI值為45°的患者，其理想的LL為45°，其中下腰椎LL為30°，TK應<35°，tPT=10°。

根據計算出的矢狀位參數值和實(shí)際測量值進(jìn)行對比，可以幫助判斷患者目前的代償機制，包括鄰近節段過(guò)伸或后滑、TK減小、骨盆后傾等。術(shù)前通過(guò)全脊柱X線(xiàn)側位片測量PI等脊柱骨盆相關(guān)參數能夠精確的評估患者的失衡程度，為術(shù)前計劃提供參考。

矢狀位平衡狀態(tài)的判斷標準

在骨盆參數廣泛應用之前，評估矢狀位整體平衡的主要參數為矢狀垂直軸(sagittalverticalaxis，SVA)，SVA>5cm定義為矢狀位正平衡。隨著(zhù)對矢狀位頸椎-胸椎-腰椎-骨盆曲線(xiàn)認識的深入，現在已很少單獨使用SVA判斷矢狀位平衡狀態(tài)。

SVA受身高影響，測量時(shí)需要對比例尺進(jìn)行標準化。此外，SVA受體位影響，腰背肌的收縮狀態(tài)、骨盆的旋轉情況以及脊柱外的因素例如屈膝、踝背屈等代償姿勢均可造成SVA的顯著(zhù)改變。例如部分患者脊柱呈C型后凸，但由于骨盆極度后傾代償SVA仍可處于正常范圍內。

確定整體平衡后，還應該注意胸椎、腰椎、骨盆局部的情況。Schwab等[6]提出了成人脊柱畸形SRS分型(SRS-schwab)的3項矢狀位修正參數：第1項指標為PI-LL，稱(chēng)為骨盆腰椎匹配值，其中PI-LL<10°為0組，10°≤PI-LL≦20°為+組，PI-LL>20°為++組，這一指標反映腰椎曲線(xiàn)是否與骨盆的形態(tài)相適應;第2項指標為矢狀垂直軸(sagittalverticalaxis，SVA)，其中SVA<4cm為0組，4cm≤PI-LL≦9.5cm為+組，SVA>9.5cm為++組，這一指標反映整體的失衡程度;第3項指標為PT，其中PT<20°為0組，20°≤PT≦30°為+組，PT>30°為++組，這一指標反映骨盆的后傾程度。他們認為術(shù)后理想的矢狀位平衡指標應處于0組，+組為輕度失衡，++組則為重度失衡。

對于TK而言，個(gè)體間存在較大差異。根據計算所得的正常TK范圍也可分為3組。第1組胸椎后凸顯著(zhù)減小，提示背部肌肉力量可，參與姿勢代償。

此類(lèi)患者可能為腰椎管狹窄導致的前傾體位，術(shù)中椎管減壓后適當恢復LL，術(shù)后TK通常恢復正常。

第2組TK處于相對正常范圍內，應結合骨盆代償程度判斷總體平衡情況。若骨盆存在明顯后傾，提示可能存在結構性失衡，應注重對于LL尤其是下腰椎區域的糾正。對于以上兩組患者，通常無(wú)需長(cháng)節段融合至下胸椎。

第3組TK較正常范圍增大，提示患者胸椎代償機制弱，如存在顯著(zhù)矢狀位整體失衡，手術(shù)節段可能需要融合至胸椎。Lafage等[9]等的研究結果顯示，腰椎PSO截骨術(shù)后TK平均增大13°，認為在術(shù)前計劃時(shí)應考慮到術(shù)后TK的變化。恢復LL后，身體重力線(xiàn)后移，TK相應增大，可能造成矯形效果的丟失。

矢狀位曲線(xiàn)的影響因素

1.骨盆投射角：PI值反應骨盆的形態(tài)，個(gè)體成年后PI值相對穩定。

骨盆代償矢狀位失衡的能力受PI值的影響[10]。PI值較小的患者骨盆代償能力弱，容易出現失衡狀態(tài)。Inami等[11]認為術(shù)后理想的PI-LL匹配值與PI有關(guān)，通過(guò)對術(shù)后ODI改善良好的患者進(jìn)行多因素回歸分析得出公式：PI-LL=0.41×PI-11.12。根據該公式，患者PI為50°時(shí)PI-LL為9°，PI為30°時(shí)PI-LL=1°，提示對于PI值較小的患者，宜將LL恢復與PI值相近。患者PI為80°時(shí)PI-LL=22°，對于PI值較大的患者，因為骨盆后傾代償能力強，術(shù)后可以允許一定程度上LL與PI的差值。對于RoussoulyI型[12]的患者，PI值偏小，所需要恢復的LL值小，但由于此類(lèi)患者骨盆代償能力弱，術(shù)中對于矢狀位的糾正要求更嚴格。PI值的正常下限為30°，因此術(shù)后LL應≥30°。

2.年齡:正常生理狀態(tài)下，隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，椎間盤(pán)脫水退變、高度降低，LL逐漸減小，PT逐漸增加。

Hasegawa等[13]測量了126例日本健康志愿者的脊柱全長(cháng)矢狀位參數，得出理想LL的計算公式為L(cháng)L=32.9+0.60×PI-0.23×年齡,證實(shí)年齡對于矢狀位曲線(xiàn)有顯著(zhù)影響。Lafage等[14]認為成人脊柱畸形患者術(shù)后的脊柱骨盆參數應根據年齡情況適當調整。對于<35歲人群，理想的PT為11.0°，PI-LL為-10.5°，SVA為-30.5mm;對于>75歲人群，理想的PT為28.8°，PI-LL為17.0°，SVA為79.3mm。“理想的矢狀位曲線(xiàn)”定義的各項參數樣本來(lái)自相對年輕的健康人群，對于老年患者而言并非合適的矢狀位曲線(xiàn)。高齡患者生理狀態(tài)下矢狀位可處于輕度正平衡狀態(tài)。

3.腰背肌肉狀態(tài)：臨床上在評估矢狀位平衡時(shí)，同時(shí)應該考慮到腰背部肌肉的質(zhì)量。

骨盆前傾時(shí)，通過(guò)肌電圖測量顯示豎脊肌和多裂肌的活動(dòng)度明顯高于其他肌群[15]。Hyun等[16]的研究結果表明，腰椎退變性后凸患者L4～L5水平的多裂肌和豎脊肌的肌容量小，肌肉脂肪化程度高。Yagi等[17]通過(guò)腰椎MRI對成人腰椎退變性后凸患者L5/S1橫截面多裂肌性狀的觀(guān)察結果顯示，當多裂肌橫截面積<300mm2或者脂肪化程度>80%，患者多合并有嚴重的脊柱骨盆失平衡。腰背部肌肉的退變，尤其是多裂肌的退變，使得脊柱的穩定性減退，是引起矢狀位失衡的危險因素之一。對于退變性畸形手術(shù)的患者而言，腰椎MRI已是必需檢查，除了常規觀(guān)察患者腰椎間盤(pán)突出、椎管狹窄、側隱窩等結構的同時(shí)，應注意棘突旁肌肉的性狀。若肌肉萎縮、脂肪化，提示腰背肌無(wú)力，可能需要適當延長(cháng)固定節段防止矯形效果的丟失。對于退變性畸形的患者，術(shù)前應該常規評估患者腰背部肌肉的耐力，并在術(shù)后積極指導腰背部肌肉的康復鍛煉。

區別功能性失衡與結構性失衡

腰椎管狹窄是最常見(jiàn)的腰椎退行性疾病，由于腰椎屈曲位時(shí)，椎管容積比后伸位時(shí)增大，故腰椎管狹窄的患者通過(guò)身體前傾，減少黃韌帶的折疊，緩解神經(jīng)壓迫。

Hikata等[18]報道一組腰椎管狹窄癥患者術(shù)前的矢狀位正平衡狀態(tài)對術(shù)后的健康相關(guān)生活質(zhì)量評分無(wú)顯著(zhù)相關(guān)，減壓術(shù)后矢狀位平衡獲得改善。腰椎管狹窄患者也可表現出矢狀位失衡，但這種失衡是由于功能性體位的自主改變造成的，通過(guò)短節段的減壓手術(shù)便可恢復，在治療決策上與結構性失衡大相徑庭，臨床上需要仔細鑒別。

首先臨床癥狀上腰椎管狹窄的患者表現典型的間歇性跛行癥狀，休息數分鐘下肢癥狀即有緩解，腰痛癥狀較輕，而結構性失衡的患者腰痛癥狀為主，提物時(shí)顯著(zhù)加重，癥狀晨輕暮重，活動(dòng)后疼痛緩解較慢。

影像學(xué)上腰椎管狹窄患者腰椎過(guò)伸過(guò)屈位仍有一定活動(dòng)度，而結構性失衡患者腰椎活動(dòng)度差，小關(guān)節退變及骨質(zhì)增生明顯，腰椎MRI可明確椎管狹窄程度。矢狀位曲線(xiàn)方面，根據我們的經(jīng)驗，腰椎管狹窄患者LL雖減小但一般仍>20°，伴隨TK明顯減小，而骨盆多為輕度代償PT<1/2PI，若出現典型胸腰椎曲線(xiàn)“直線(xiàn)征”通常為功能性代償，重度失衡則較少見(jiàn)。

而結構性失衡多以骨盆代償為主，骨盆后傾顯著(zhù)，胸腰段常為后凸，重度失衡PI-LL>30°多為結構性失衡。在決策長(cháng)節段矯形手術(shù)時(shí)必須慎重除外功能性失衡，必要時(shí)可采用神經(jīng)根封閉等有創(chuàng )方法幫助鑒別。

目前臨床醫師對于矢狀位平衡有足夠的關(guān)注度，但部分認識仍不夠深刻。評估矢狀位平衡切忌通過(guò)單一指標判斷，例如患者SVA>10cm并非一定存在結構性失衡，而應結合脊柱骨盆矢狀位參數綜合考慮，對于功能性失衡，避免行長(cháng)節段融合手術(shù)。

76歲女性，診斷腰椎管狹窄癥(L3-5)，術(shù)前矢狀位參數SVA=12cm，LL=22°，PI=55°，PT=24°，TK=5°，脊柱矢狀位S型曲線(xiàn)消失，近似直線(xiàn)。行L3-5椎管減壓PLF術(shù)，術(shù)后1月復查矢狀位參數SVA=-0.4cm，LL=45°，PI=58°，PT=22°，TK=10°，較術(shù)前明顯改善

矢狀位矯形度數的計算方法

對于結構性失衡患者，手術(shù)治療時(shí)需要恢復協(xié)調的矢狀位曲線(xiàn)。PT等參數受體位影響，手術(shù)時(shí)患者為臥位，且術(shù)中透視不易測量PT值，術(shù)后站立位時(shí)PT值可發(fā)生改變，故運用PT等受體位影響的骨盆參數難以準確預測術(shù)后骨盆的矢狀位狀態(tài)。

而LL可通過(guò)術(shù)中減壓、截骨、彎棒等方法控制，尤其是長(cháng)節段固定的患者術(shù)后LL基本維持不變，因此，術(shù)中可通過(guò)對LL的恢復情況預測矯形效果。按照SRS-schwab的矢狀位修正分型PI-LL<10°，能夠簡(jiǎn)便估算LL減小的患者術(shù)中腰椎需要矯形的度數。例如患者PI為50°，術(shù)后LL應>40°，若實(shí)測LL為20°，則需要矯形的度數至少為20°。

Zhang等[19]對于平均年齡65.1歲的退變性側凸患者長(cháng)節段融合術(shù)后的隨訪(fǎng)分析顯示，術(shù)后PI-LL位于SRS-schwab的矢狀位修正分型+組相比0組和++組，ODI評分及并發(fā)癥的發(fā)生率低。Sun等[20]也得出相似的結論，其研究對象為平均年齡63.7歲的退變性側凸患者，PI-LL位于+組的患者術(shù)后效果更佳。

分析其原因，Zhang[19]和Sun[20]的研究對象為中國老年患者，除與Schwab研究對象的種族不同，高齡也是一項重要因素。按年齡分組統計，PI-LL匹配值小的患者更容易出現近端交界性后凸的現象[14]。

老年患者脊柱退變的病程長(cháng)，身體結構如骨骼、肌肉、韌帶、關(guān)節均出現適應性改變，術(shù)中若過(guò)度追求“理想的LL”，不但會(huì )增加手術(shù)的創(chuàng )傷和時(shí)間,增加感染風(fēng)險，而且矯形角度大也增加了椎弓根釘系統與骨面的接觸應力，增加螺釘松動(dòng)的風(fēng)險，且術(shù)后站立位即刻LL顯著(zhù)改變，使得術(shù)前長(cháng)期胸椎前凸減小、骨盆后傾等代償機制消失，TK增大，矯形遠端應力集中，易造成近端交界性后凸、遠端交界處失敗等內固定相關(guān)并發(fā)癥。

另外對于老年患者，活動(dòng)耐量下降，日常生活中可能坐位的時(shí)間比站立位時(shí)間更長(cháng)。Hey等[21]對青年人進(jìn)行站立位和坐位的脊柱骨盆參數進(jìn)行測量，發(fā)現由站立位變?yōu)樽粫r(shí)，骶骨變得更水平，整體脊柱曲線(xiàn)的弧度減少。

若行長(cháng)節段融合手術(shù)將LL固定于較大值，則患者坐位時(shí)不符合正常生理狀態(tài)，也可能會(huì )影響坐位的舒適性。當然，如果矯形度數嚴重不足，術(shù)后仍存在嚴重的矢狀位失平衡，失衡可繼續進(jìn)展，患者癥狀緩解不明顯，且可能加速鄰近節段退變等[22]。

根據我們的經(jīng)驗，對于老年尤其是>70歲以上患者，術(shù)后LL>30°，SS>20°，存在輕度的矢狀位正平衡，SRS-Schwab分型位于+組，也能取得較好的療效。

77歲女性，術(shù)前PI-LL=52°，SVA=21.7cm，PT=44°，ODI評分64.4，行T6-髂骨后凸矯形術(shù)，術(shù)后1年隨訪(fǎng)PI-LL=18°，SVA=7.8cm，PT=27°，ODI評分35.6

PI-LL的計算方法涉及的部位為腰椎和骨盆，而對于胸椎或胸腰段存在明顯后凸畸形的患者并不適用。

LeHuec等[23]提出了胸腰椎及下肢失衡手術(shù)矯形度數的整體設計方案。該方法主要涉及三個(gè)角:

(1)C7移位角(angleofC7translation，C7TA)：正常人LL的頂點(diǎn)位于L4椎體水平。因此矯形設計的幾何圖形以L(fǎng)4為參考點(diǎn)(c點(diǎn))。良好的平衡時(shí)C7椎體位于骶骨平臺的上方，故需要將當前C7下終板(a點(diǎn))移至過(guò)骶骨后上角的鉛垂線(xiàn)上(b點(diǎn))。由a，b與c點(diǎn)連線(xiàn)構成的角度為C7TA。

(2)股骨傾斜角(angleoffemurobliquity，FOA)：為股骨干與鉛垂線(xiàn)間的角度。正常站立位下股骨應該垂直，屈膝時(shí)會(huì )使得股骨干與鉛垂線(xiàn)間呈角，并與屈膝角相同。膝蓋屈曲代償矢狀位失衡是一種非經(jīng)濟的方式。重建平衡時(shí)應該考慮到該角。

(3)骨盆傾斜代償角(angleoftiltcompensation，PTCA)：PT較理論值明顯增大，提示骨盆存在后傾代償。術(shù)前設計時(shí)也應該考慮到對骨盆代償角度的糾正。LeHuec等[23]對上述參數的界定為：PT值<25°時(shí)PTCA為5°，PT值>25°時(shí)PTCA為10°。整體平衡矯正角(fullbalanceintegrated，FBI)=C7TA+FOA+PTCA。

FBI方法的主要不足之處是對骨盆傾斜代償角度的估算過(guò)于籠統，另外對于胸椎存在活動(dòng)度的患者，失衡時(shí)TK減小，矯形術(shù)后TK有增加的趨勢。為了彌補以上缺陷，Lamartina等[24]提出了另外一種方法。首先確定主要截骨節段水平線(xiàn)與經(jīng)骶骨后上角鉛垂線(xiàn)的交點(diǎn)(a)。定義a點(diǎn)與C7椎體連線(xiàn)和股骨軸線(xiàn)相交所成的角為脊柱股骨角(spinofemoralangle,SFA)。SFA可近似等于FOA與C7TA之和。

Lamartina等[24]認為患者首先通過(guò)髖關(guān)節過(guò)伸(最大限度約10°)，若不足以代償才會(huì )屈膝進(jìn)一步后傾骨盆。因此在測量股骨傾斜角時(shí)就已經(jīng)估測了骨盆的后傾代償，其值為股骨傾斜角與髖關(guān)節后伸度數之和。

最后對于胸椎存在活動(dòng)度、TK減小的患者，矯形應包含術(shù)后TK可能增加的度數。Lamaritina等[24]假設術(shù)后最終的胸椎角與患者胸椎過(guò)屈位的值相等。TK增加角(increaseinthoracickyphosis,ITK)為過(guò)屈位(acriveflexionthoracickyphosis,ATK)與站立位TK之差。故最終需要矯形的角度為：SFA+10°+ITK，其中ITK=ATK-TK。

建議臨床上對于成人脊柱畸形患者常規完善脊柱全長(cháng)過(guò)伸過(guò)屈位檢查，測量胸椎、腰椎活動(dòng)度，預判融合術(shù)后未固定節段的曲線(xiàn)變化幅度，對于融合節段的選擇提供參考。

以上兩種矯形度數的計算方法操作起來(lái)相對復雜，雖沒(méi)有PI-LL在臨床上運用廣泛，但依然可以體會(huì )到作者設計時(shí)的精妙之處，補充了對于存在胸段后凸畸形及有下肢屈曲代償患者PI-LL方法的不足，值得學(xué)習思考和借鑒。

目前也有電腦測量軟件例如Surgimap影像分析軟件(NemarisInc,NewYork)供臨床醫師使用，導入圖像后可方便地測量脊柱骨盆參數，并且能夠在圖像上模擬PSO截骨，用于術(shù)前制訂手術(shù)計劃時(shí)直觀(guān)地估算截骨度數。

綜上所述，對于脊柱外科醫師而言，退變性脊柱畸形的手術(shù)治療仍然充滿(mǎn)了挑戰。術(shù)前測量脊柱骨盆矢狀位參數進(jìn)行詳細的術(shù)前評估是必不可少的步驟。針對不同的個(gè)體，應結合年齡、骨盆參數、代償機制、肌肉情況、合并癥等多種因素綜合考慮，首先臨床判斷患者的失衡性質(zhì)，若為功能性失衡應避免選擇長(cháng)節段融合手術(shù)。對于結構性失衡，充分評估后設計具體的矯形度數，選擇合適的矯形節段。對于高齡患者，術(shù)后矢狀位處于輕度正平衡狀態(tài)也可獲得較好的療效。