骨質疏松性椎體壓縮骨折對脊柱-骨盆矢狀位參數影響的研究

唐沖，劉正，吳四軍

(北京大學首鋼醫院骨科，北京 100144)

骨質疏松癥(osteoporosis，OP)是老齡化社會最常見的一種全身性骨代謝疾病，以骨量減少、骨微結構破壞、骨脆性增加為特點，其中骨質疏松性椎體壓縮骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF)是最常見的并發癥，多由低能量損傷所致，可出現胸腰椎局部劇烈疼痛，活動嚴重受限，進一步可導致胃腸道功能減退、鄰近椎體再骨折、生活自理能力下降、增加住院率及病死率等，嚴重增加社會醫療成本，已成為全球關注的公共健康問題[1-6]。而脊柱-骨盆矢狀位形態序列對于全脊柱矢狀位序列的調節作用已得到廣泛證實，其對于人類的直立行走及平衡運動發揮著重要作用，目前對于脊柱側彎、腰椎退變等疾病的脊柱矢狀位平衡的研究已很成熟[7-12]，但對于OVCF的脊柱-骨盆矢狀位參數研究相對較少。本研究通過對比骨質疏松性椎體壓縮骨折患者與無癥狀老年人群的脊柱-骨盆矢狀位參數，探究骨質疏松性壓縮骨折對全脊柱矢狀位平衡的影響以及OVCF后脊柱-骨盆參數間的代償機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取北京大學首鋼醫院骨科在2017年1月至2017年8月收治的胸腰椎骨質疏松性壓縮骨折患者。入選標準：a)年齡≥60歲；b)輕微外傷后出現胸腰部疼痛，查體提示胸腰椎棘突壓痛、叩擊痛；c)MRI提示為胸腰椎新鮮骨折；d)術前可站立位完成脊柱全長X線片檢查的患者。排除標準：a)年齡<60歲；b)高能量椎體骨折；c)MRI提示為陳舊性椎體骨折；d)不能完成站立位脊柱全長X線片檢查的患者；e)因惡性腫瘤、多發性骨髓瘤、化膿性脊柱炎、胸腰椎結核、原發性或繼發性甲狀腺功能亢進癥等所致病理性椎體骨折的患者；f)既往脊柱手術史。滿足標準共納入64例胸腰椎骨質疏松性壓縮骨折患者(OVCF組)，共累及87個椎體，T103例、T118例、T1221例、L122例、L218例、L310例、L45例；其中男32例，女42例，年齡62～87歲，平均(76.14±6.6)歲。

同期，門診招募無癥狀老年人群，入選標準：a)年齡≥60歲；b)近3個月內無明顯頸肩背部疼痛、腰腿痛；c)全脊柱正側位X線片上無脊柱側彎(冠狀位Cobb角<10°)、脊柱后凸畸形、椎體滑脫，無嚴重退行性病變，無結核、腫瘤等病變。排除標準：a)年齡<60歲；b)CT或MRI提示存在陳舊或新鮮椎體壓縮骨折者；c)既往脊柱手術史、骨盆及髖關節手術史、嚴重髖膝關節疾病、慢性肺部疾病、神經肌肉疾病者。滿足標準共納入60例無癥狀老年人(對照組)，其中男20例，女40例，年齡60～88歲，平均(73.85±7.16)歲。兩組間年齡、性別比例、體重指數(body mass index，BMI)及骨密度(bone mineral density，BMD)差異無統計學意義(見表1)。

1.2 影像學測量 所有研究對象均拍攝站立位全脊柱正側位X線片：投照源固定，連續曝光后自動拼接成像，攝片時體位取直立位，充分伸展膝關節、髖關節，肘關節完全屈曲，雙拳置于同側鎖骨上。運用醫院PACS系統測量脊柱-骨盆矢狀位各參數(見圖1～2)。a)骨盆入射角(pelvic incidence，PI)：經S1上終板中點的垂線與S1上終板中點和雙側股骨頭中點連線之間的夾角；b)骨盆傾斜角(pelvic tilt，PT)：S1上終板中點和雙側股骨頭中點連線與鉛垂線之間的夾角；c)骶骨傾斜角(sacral slope，SS)，S1上終板與水平線之間的夾角；d)腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)，L1上終板切線與S1上終板切線的夾角；e)胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)，T4上終板切線與T12下終板切線的夾角；f)脊柱骶骨角(spinosacral angle，SSA)，C7中點和S1上終板中點的連線與S1上終板切線的夾角；g)脊柱矢狀位平衡(sagittal vertical axis，SVA)，經C7椎體中心所作的鉛垂線與S1后上緣的水平距離，若鉛垂線位于S1后上緣前方，則為正值，反之為負值，當SVA絕對值≤5 cm時，判定為脊柱矢狀位平衡，否則為失平衡；h)C7矢狀位比值(C7/SFD)：C7椎體中點鉛垂線至骶骨后上角距離與骶股間距(sacrofemoral distance，SFD)的比值(SVA/SFD)，該比值≤0為理想的平衡狀態，在0～0.5之間為平衡代償，比值>0.5為矢狀位失平衡。

表1 OVCF組和對照組的基本資料比較

圖1 骨盆參數的測量方法圖2 脊柱-骨盆矢狀位參數的測量方法

2 結果

兩組病例的PI分別為(50.98±12.09)°、(52.05±9.25)°，差異無統計學意義；OVCF組的SS、LL、SSA均顯著小于對照組(P<0.01)；而OVCF組的PT、TK、SVA以及C7/SFD均顯著大于對照組(P<0.05)。OVCF組中SVA、C7/SFD的矢狀位失衡例數分別為22例(34.4%)、38例(59.4%)，而對照組中兩者的矢狀位失衡例數分別為7例(11.7%)、20例(33.3%)，兩組間差異有統計學意義(P<0.01)，見表2。

表2 OVCF組和對照組的脊柱-骨盆矢狀位參數及失衡率的比較

3 討論

骨質疏松性椎體壓縮骨折是老年人罹患骨質疏松癥后，骨密度及骨強度明顯降低，受到輕微暴力甚至在日常活動中即可發生的骨折，是骨質疏松癥最嚴重的后果，全球每22秒就有1例新發OVCF，椎體骨折的發生率隨年齡增長而增加，尤其是絕經后女性，已成為影響老年人群生活質量、增加死亡率的常見原因之一[4-6]。脊柱-骨盆矢狀位序列不僅參與調節脊柱矢狀位平衡，且與脊柱矯形手術策略的制定、患者術后的生活質量密切相關。Roussouly及Vialle等[9，13]研究發現脊柱-骨盆矢狀位參數之間的密切關系，相互作用，共同維持脊柱矢狀位序列及脊柱-骨盆矢狀位平衡。而目前對于OVCF患者的脊柱-骨盆矢狀位參數的研究相對較少[14-16]，故本文將探究骨質疏松性椎體壓縮骨折對脊柱矢狀位平衡的影響以及脊柱OVCF后脊柱-骨盆參數間的代償機制。

PI作為脊柱和骨盆參數之間的橋梁，是評估脊柱矢狀位序列的基礎參數，反映了骨盆矢狀面的形態，決定了骨盆方向和腰椎前凸大小[17-18]。Dai等[15]的研究提示較小的PI、SS、LL是OVCF的危險因子，而本次研究中，OVCF組與對照組之間PI值無明顯差異，考慮到PI為一個相對恒定的解剖參數，我們認為PI與是否發生骨質疏松性椎體壓縮骨折無明顯相關性，與Dai的結論相悖。然而OVCF組的腰椎前凸角明顯小于對照組、胸椎后凸角明顯大于對照組，與OVCF后椎體前柱高度降低、胸椎后凸增加和腰椎前凸減小相符，導致骨折椎體以上脊柱前傾、整體脊柱重心前移，此時以骶髂關節為支點的重心力臂增加，而通過股骨頭的地面反作用力距未變，為糾正這種失衡狀態，此時骨盆就會圍繞雙側股骨頭向后傾斜，出現髖關節后伸、膝關節屈曲、踝關節背曲等一系列代償動作，使重心后移，減小重心力臂，維持人體所需要的直立狀態。這個過程中PT逐漸增大而SS相應減小，這種代償機制與OVCF組中PT增加、SS減小相符，同時本研究中OVCF組SS與LL均明顯小于對照組，亦與較小的SS、LL是發生OVCF的危險因子相符。

Blondel等[19]研究提出脊柱-骨盆矢狀位平衡與患者的生活質量密切相關，而體位參數SVA及解剖參數SSA均可作為描述OVCF患者全脊柱矢狀位形態學參數，同時C7矢狀位比值(C7/SFD)亦可作為評價脊柱矢狀位失衡客觀依據。本研究中我們發現，OVCF組中SVA、C7/SFD明顯大于對照組，而SSA則顯著小于對照組，這是由于發生OVCF后脊柱重心前移，使SVA明顯增大，同時骨盆代償后旋，骶骨上終板水平化(即SS減小)、骶股間距變小，故出現SSA減小及C7/SFD明顯增大的表現；并且OVCF組的矢狀位失衡率為對照組的2～3倍，提示OVCF患者存在嚴重的脊柱矢狀位失衡，可導致較嚴重的臨床癥狀。同時，OVCF患者常因新鮮椎體骨折或外傷所致的腰背部疼痛處于駝背、身體前傾狀態，進一步加重胸椎后凸和矢狀位失衡，與TK、SVA增加相符；故對于脊柱-骨盆矢狀位失衡明顯、臨床癥狀嚴重者，建議盡早行手術治療，包括經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty，PVP)、經皮椎體后凸成形術(percutaneous kyphoplasty，PKP)或者行椎弓根螺釘固定術等，改善患者后凸畸形、恢復矢狀位平衡，減少鄰近椎體再骨折風險[20]。

綜上所述，骨質疏松性壓縮椎體骨折可導致脊柱-骨盆矢狀位參數LL、SS、SSA減小，TK、PT、SVA、C7/SFD增加，易發生脊柱-骨盆矢狀位失衡，應積極手術矯正、恢復矢狀位平衡。