正常成人脊柱-骨盆矢狀位影像學參數的關系

莊弘宇，萬龍

(1赤峰學院附屬醫院，內蒙古赤峰024005；2 青島市即墨區人民醫院)

人體矢狀位平衡是由骨盆和脊柱共同協調和維持的，但以往大部分研究僅關注脊柱的生理曲度，而忽略了骨盆對矢狀位形態的影響[1]。1992年Duval-Beaupere等[2]首次報道了骨盆入射角，并認為其可代表骨盆矢狀位形態。近年西方學者研究發現，骨盆矢狀位形態不但可維持人體矢狀位平衡，還與青少年特發性脊柱側凸等疾病密切相關，對脊柱畸形矯形手術策略制定具有重要臨床意義[3]。但目前國內關于脊柱-骨盆矢狀位形態的研究較少。為此，本研究探討正常成人脊柱-骨盆矢狀位影像學參數的關系，旨在為今后研究國人矢狀位平衡提供依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2016年1月～2017年1月在赤峰學院附屬醫院體檢的健康志愿者278例，男188例、女90例，年齡18～30(23.5±1.5)歲，BMI(22.0±3.2)kg/m2。納入標準：①年齡18～30歲；②全脊柱正側位X線片無脊柱滑脫表現，冠狀位脊柱側凸Cobb’s角<10°，無矢狀位后凸畸形。排除標準：①既往有脊柱、骨盆或其他可影響脊柱-骨盆參數的手術史者；②有腰椎滑脫、慢性腰腿痛以及骨盆、髓關節、下肢疾病史者；③脊柱或骨盆畸形及下肢不等長者；④有X線檢查禁忌證或X線片顯示不清者；⑤臨床資料不完整者。本研究經赤峰學院附屬醫院醫學倫理委員會批準，所有研究對象知情同意。

1.2 骨盆矢狀位、脊柱解剖學矢狀位、脊柱形態學矢狀位相關參數測量 所有研究對象根據Horton等[4]方法拍攝負重位全脊柱正側位X線片，通過醫院影像歸檔和通訊系統測量骨盆矢狀位、脊柱解剖學矢狀位、脊柱形態學矢狀位相關參數。骨盆矢狀位相關參數：①骨盆入射角：經S1上終板中點作一條垂直于終板的直線，在經過S1上終板的中心點和股骨頭中心點作一條直線，兩條直線之間的夾角；②骨盆傾斜角：經過S1上終板中點及兩側股骨頭中心連線中點的直線與鉛垂線之間的夾角；③骶骨傾斜角：S1終板與水平線之間的夾角。見圖1。脊柱解剖學矢狀位相關參數：①腰椎前凸角：L1上終板與S1上終板之間的夾角；②胸椎后凸角：T4上終板與T12下終板之間的夾角；③頸椎前凸角：C2后壁與C7后壁之間的夾角；④脊柱矢狀位平衡：經C7椎體中心所作的鉛垂線與S1后上緣的水平距離(如鉛垂線在S1后上緣前方，其值為正；如鉛垂線在S1后上緣后方，其值為負)。見圖2。脊柱形態學矢狀位相關參數：①腰彎前凸角：S1上終板與胸彎腰彎拐點椎體(胸彎腰彎交界處較鉛垂線傾斜角度最大的椎體)上終板之間的夾角；②上腰彎前凸角：S1上終板與腰彎前凸頂點之間的夾角；③下腰彎前凸角：S1上終板與腰彎前凸頂點之間的夾角；④胸彎后凸角：胸彎腰彎拐點椎體下終板與頸彎胸彎拐點椎體(頸彎胸彎交界處較鉛垂線傾斜角度最大的椎體)上終板之間的夾角；⑤頸彎前凸角：C2后壁與胸彎頸彎拐點椎體后壁之間的夾角；⑥腰彎傾斜角：胸彎腰彎拐點椎體前上緣至S1前上緣連線與鉛垂線間的角度(拐點位于S1前方，其值為正；拐點位于S1后方，其值為負)。見圖3。

圖1 骨盆矢狀位相關參數測量示意圖

圖2 脊柱解剖學矢狀位相關參數測量示意圖

圖3 脊柱形態學失位相關參數測量示意圖

2 結果

2.1 骨盆矢狀位、脊柱解剖學矢狀位、脊柱形態學矢狀位相關參數測量結果 骨盆矢狀位相關參數：骨盆入射角為45.1°±9.6°，骨盆傾斜角為10.3°±6.7°，骶骨傾斜角為34.8°±7.8°；脊柱解剖學矢狀位相關參數：腰椎前凸角為48.3°±11.1°，胸椎后凸角為24.2°±9.8°，頸椎前凸角為8.6°±8.7°，脊柱矢狀位平衡為(-18.9±29.5)mm；脊柱形態學矢狀位相關參數：腰彎前凸角為49.0°±11.1°，上腰彎前凸角為14.6°±5.9°，下腰彎前凸角為34.5°±7.9°，胸彎后凸角為32.1°±9.7°，頸彎前凸角為8.5°±8.7°，腰彎傾斜角為-5.5°±4.3°。

2.2 骨盆矢狀位參數、脊柱解剖學矢狀位參數、脊柱形態學矢狀位參數的關系 骨盆入射角與腰椎前凸角呈正相關關系(r=0.535，P<0.05)，與胸椎后凸角、頸椎前凸角、脊柱矢狀位平衡均無明顯相關性(r分別為0.103、0.165、0.160，P均>0.05)；骨盆傾斜角與腰椎前凸角、胸椎后凸角、頸椎前凸角、脊柱矢狀位平衡均無明顯相關性(r分別為-0.092、-0.105、0.053、0.124，P均>0.05)；骶骨傾斜角與胸椎后凸角、頸椎前凸角呈正相關關系(r分別為0.233、0.189，P均<0.05)，與腰椎前凸角、脊柱矢狀位平衡無明顯相關性(r分別為0.758、0.054，P均>0.05)。骨盆入射角與腰彎前凸角、下腰彎前凸角、腰彎傾斜角呈正相關關系(r分別為0.566、0.665、0.285，P均<0.05)，與上腰彎前凸角、胸彎后凸角、頸彎前凸角無明顯相關性(r分別為0.161、0.088、0.166，P均>0.05)；骨盆傾斜角與腰彎前凸角、上腰彎前凸角、下腰彎前凸角、胸彎后凸角、頸彎前凸角、腰彎傾斜角均無相關性(r分別為-0.042、-0.044、-0.017、-0.110、0.053、0.117，P均>0.05)；骶骨傾斜角與腰彎前凸角、上腰彎前凸角、下腰彎前凸角、胸彎后凸角、頸彎前凸角、腰彎傾斜角均呈正相關關系(r分別為0.753、0.270、0.853、0.224、0.186，P均<0.05)。骨盆入射角與骨盆傾斜角、骶骨傾斜角均呈正相關關系(r分別為0.599、0.734，P均<0.05)，骨盆傾斜角與骶骨傾斜角呈負相關關系(r=-0.081，P<0.05)。

3 討論

骨盆矢狀位形態不但參與脊柱矢狀位平衡的調節，還與脊柱畸形矯形手術策略制定以及患者術后生活質量有關[4～6]。正常成人骨盆主要通過以下兩種途徑調節人體矢狀位平衡：第一，骨盆入射角通過調整骶骨傾斜角的大小，改變腰椎前凸角，從而調整脊柱的序列，影響人體矢狀位平衡；第二，當腰椎曲度失去代償功能時，骨盆直接通過骨盆傾斜角的變化，即骨盆圍繞雙側股骨頭的中心旋轉變化，影響人體矢狀位平衡。

本研究選擇18～30歲正常成人作為研究對象，既可保證脊柱、骨盆發育成熟，又可最大程度地減少由于年齡增長所致的退變因素對脊柱-骨盆矢狀位平衡的影響，從而在無明顯脊柱退變情況下觀察正常成人脊柱-骨盆矢狀位影像學參數的擬合關系。由于骨盆入射角不受骨盆位置變化的影響，可決定骨盆調整腰椎前凸角能力的大小，是骨盆矢狀位形態的核心影像學參數。因此，本研究比較了國內外正常成人骨盆入射角的大小。結果顯示，參與本次研究的正常成人骨盆入射角明顯低于同年齡段美國、英國等西方國家正常成人，亦低于同年齡段韓國正常成人[5～10]，說明不同人種正常成人骨盆形態可能不同，即使是同一人種也會因飲食等因素造成地域差異[11～13]。本次研究對象僅選取在赤峰學院附屬醫院體檢的健康成人，而對國內不同省份或地區是否存在差異，還需進一步研究。

本研究結果還發現，骨盆入射角與腰椎前凸角、腰彎前凸角、下腰彎前凸角、腰彎傾斜角，骶骨傾斜角與胸椎后凸角、腰彎前凸角、上腰彎前凸角、下腰彎前凸角、胸彎后凸角、頸彎前凸角、腰彎傾斜角，以及骨盆入射角、骨盆傾斜角、骶骨傾斜角三者之間，均具有明顯相關性，說明脊柱-骨盆矢狀位影像學參數間存在一定聯系，與Boulay等[6]報道基本一致。其中，骨盆入射角、骶骨傾斜角與頸椎、胸椎及腰椎的相關影像學參數有關，說明在脊柱-骨盆矢狀位形態中，相鄰椎體前凸、后凸相關影像學參數密切相關。因此，骨盆矢狀位形態可能是脊柱矢狀位平衡調節的核心[14，15]。

綜上所述，正常成人脊柱-骨盆矢狀位影像學參數之間存在明顯相關性，骨盆矢狀位形態變化可能與脊柱相關疾病有關。