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1 中国组织工程研究第 20 卷第 4 期 出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research January 22, 2016 Vol.20, No.4 腰椎退变性后凸截骨矫形内固定后矢状面的平衡变化 研究原著 任周梁 1, 朱松青 2, 梁卫东 1, 盛伟斌 1, 盛军 1 ( 1 新疆医科大学第一附属医院脊柱外科, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 ; 2 新疆医科大学第六附属医院脊柱外科, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 ) 引用本文 : 任周梁, 朱松青, 梁卫东, 盛伟斌, 盛军. 腰椎退变性后凸截骨矫形内固定后矢状面的平衡变化 [J]. 中国组织工程研究,2016, 20(4): DOI: /j.issn ORCID: ( 任周梁 ) 文章快速阅读 : 腰椎退变致脊柱后凸畸形截骨矫形后脊柱矢状面平衡的变化 试验目的纳入干预随访时间结局意义 文章以腰椎后凸畸形 截骨矫形为切入点, 观察脊柱邻近区域包 括胸椎和骨盆的变 化, 同时反映了脊柱 - 骨盆整体矢状面平衡 对于畸形矫正效果的 重要性 (1) 确诊为腰椎退变 性后凸畸形的患者 共 35 例 (2) 依据不同手术适 应症接受腰椎后路 截骨矫形内固定 内固定后 1 3,6,12 个 月复查随访, 以后每 1 年 复查 1 次 (1) 针对腰椎退变性后凸畸形患者, 制定个体化手 术方案 恢复腰椎前凸形态以及重建矢状面平衡对 获得良好的临床疗效具有重要意义 (2) 文章阐释了腰椎退变性后凸截骨矫形内固定后 腰椎矢状面形态得到显著改善, 同时邻近的胸椎和 骨盆会发生明显变化, 以适应新的矢状面平衡 (3) 试验为回顾性研究, 病例数相对较少, 随访时 间较短, 有关术后腰椎前凸矫正丢失以及矢状面再 次失衡的问题需长期随访观察 文题释义 : 腰椎退变性后凸 : 是腰椎多个椎间隙变窄 椎体楔形塌陷 腰大肌萎缩等退行性改变引起的脊柱在矢状面上出现腰椎生理性前凸减小 丢失甚至变成腰椎后凸的一种畸形 多见于亚洲的中老年女性, 发病机制主要与患者的生活方式及长期低头弯腰负重劳动姿势有关 矢状面平衡 : 为过 C 7 椎体中心的铅垂线距 S 1 后上角之间的水平距离 正常的 C 7 铅垂线通过 S 1 后上角, 若铅垂线位于骶骨后上角前方记为正值, 后方为负值 C 7 铅垂线作为经典且简易的评价矢状面平衡指标, 常被用于评价脊柱骨盆作为一个整体与矢状面平衡的关系 畸形手术治疗的主要目的在于恢复脊柱 - 骨盆矢状面的平衡, 重建脊柱的稳定性 任周梁, 男,1991 年生, 四川省仪陇县人, 汉族, 新疆医科大学在读硕士, 主要从事脊柱疾患的基础与临床研究 通讯作者 : 盛伟斌, 博士, 主任医师, 教授, 博士生导师, 新疆医科大学第一附属医院脊柱外科, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 中图分类号 :R318 文献标识码 :B 文章编号 : (2016) 稿件接受 : 摘要背景 : 目前, 脊柱 - 骨盆矢状面平衡对患者生活质量的影响越来越受到学者们的重视 而腰椎退变性后凸畸形矫正后脊柱影像学参数的变化未见报道 目的 : 探讨腰椎退变性后凸畸形患者截骨矫形后脊柱矢状面平衡的变化 方法 : 回顾性分析 2012 年 2 月至 2014 年 12 月于新疆医科大学第一附属医院接受截骨矫形内固定的 35 例腰椎退变性后凸畸形患者资料, 测量患者内固定前 内固定后即刻及末次随访时的影像学参数 结果与结论 :1 所有患者内固定后除骨盆入射角外, 其余参数与内固定前相比差异有显著性意义 (P < 0.05) 2 末次随访时除后凸 Cobb 角 骨盆入射角 胸椎后凸角和胸腰段后凸角外, 其余参数分别与内固定后相比差异有显著性意义 (P < 0.05) 3 内固定后骨盆倾斜角的变化值与腰椎前凸角的变化值之间呈负相关 (r=-0.610,p < 0.001), 胸椎后凸角的变化值与腰椎前凸角的变化值呈正相关 (r=0.598,p < 0.001) 4 结果提示腰椎退变性后凸畸形截骨矫形内固定后腰椎矢状面形态得到显著改善, 同时邻近的胸椎和骨盆会发生明显变化, 以适应新的矢状面平衡 关键词 : 骨科植入物 ; 脊柱植入物 ; 腰椎后凸 ; 截骨 ; 矢状面平衡 ; 脊柱后凸 ; 矫形 ; 矢状面平衡 ; 腰椎后凸角 ; 胸椎后凸角 ; 骨盆倾斜角 ; 新疆维吾尔自治区自然科学基金主题词 : 腰椎 ; 骨盆 ; 截骨术 ; 组织工程基金资助新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目 ( C026) Ren Zhou-liang 1, Zhu Song-qing 2, Liang Wei-dong 1, Sheng Wei-bin 1, Sheng Jun 1 ( 1 Department of Spine Surgery, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi , Xinjiang Uygur Autonomous Region, China; 2 Department of Spine Surgery, Six Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi , Xinjiang Uygur Autonomous Region, China) 564 P.O. Box 10002, Shenyang

2 Ren Zhou-liang, Studying for master s degree, Department of Spine Surgery, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi , Xinjiang Uygur Autonomous Region, China Corresponding author: Sheng Wei-bin, M.D., Chief physician, Professor, Doctoral supervisor, Department of Spine Surgery, First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi , Xinjiang Uygur Autonomous Region, China Subject headings: Lumbar Vertebrae; Pelvis; Osteotomy; Tissue Engineering Funding: the Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region, No C026 Changes in sagittal balance following corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis Abstract BACKGROUND: At present, more and more scholars pay attention to the influence of spine and pelvis sagittal balance on the quality of life of patients. Postoperative changes in spine imaging parameters following corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis have not been reported. OBJECTIVE: To evaluate postoperative changes in sagittal balance following corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis. METHODS: We retrospectively analyzed 35 consecutive lumbar degenerative kyphosis patients treated with posterior osteotomy fixation in the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University from February 2012 to December Imaging parameters were measured before fixation, immediately after fixation and during final follow-up. RESULTS AND CONCLUSION: (1) There were significant differences between preoperative and postoperative parameters except for pelvic incidence angle (P < 0.05). (2) There were significant differences between postoperative and last follow-up parameters except for Cobb angle, pelvic incidence angle, thoracic kyphosis angle and the thoracolumbar kyphosis (P < 0.05). (3) Pelvic tilt angle was negatively correlated with lumbar lordosis after fixation (r=-0.610, P < 0.001). Thoracic kyphosis was positively correlated with lumbar lordosis (r=0.598, P < 0.001). (4) Results suggested that lumbar sagittal contour can be significantly improved by corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis. Simultaneously, reciprocal changes in the adjacent areas such as thoracic spine and pelvis occur to adapt to the new sagittal balance. Cite this article: Ren ZL, Zhu SQ, Liang WD, Sheng WB, Sheng J. Changes in sagittal balance following corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(4): 引言 Introduction 腰椎退变性后凸畸形是指腰椎多个椎间隙变窄 椎 体楔形塌陷 腰大肌萎缩等退行性改变引起的脊柱在矢 状面上出现腰椎生理性前凸减小 丢失甚至变成腰椎后 凸的一种畸形 流行病学调查研究发现腰椎退变性后凸 畸形多见于亚洲的中老年女性, 发病机制主要与患者的 生活方式及长期低头弯腰负重劳动姿势有关 [1] 腰椎前凸 的减小甚至丢失, 作为始动因素, 往往会促使机体产生 一系列代偿性改变, 包括胸椎后凸减小 骨盆后倾 髋 膝关节屈曲等 [2-3] 然而各种代偿机制能力有限, 一旦失 代偿脊柱会表现矢状面不平衡, 且患者会逐渐出现顽固 性腰背痛及躯干前倾感 [4-5] [5] Schwab 等认为矢状面不平衡明显者需行截骨矫 形, 以恢复腰椎前凸和重建矢状面平衡 对于矢状面不 平衡的腰椎退变性后凸畸形患者, 经关节突双侧椎板楔 形截骨和经椎弓根三柱截骨是应用最广泛的 2 种手术方 法 既往关于经椎弓根三柱截骨和经关节突双侧椎板楔 形截骨的研究主要集中于强直性脊柱炎 休门氏病等后 凸畸形的治疗, 近年来适用范围逐渐扩展至退行性脊柱 侧后凸畸形 [6] 经关节突双侧椎板楔形截骨主要适用于矢 状面平衡在 6-8 cm 且脊柱柔韧性较好的后凸畸形, 平均 每个截骨节段可以获得 的矫正 [7] 经椎弓根三 柱截骨可获得更好的脊柱三柱松解, 适应证主要包括矢 状面严重失衡 ( 矢状面平衡 > 12 cm) 及严重僵硬性后凸畸 形, 单节段经椎弓根三柱截骨截骨平均可以获得 的后凸矫正 [8-9] 评价腰椎退变性后凸畸形矫正后脊柱影像学参数的变 化对矢状面平衡重建有重要的指导意义 [10] 迄今为止, 国 内尚缺乏对腰椎退变性后凸畸形截骨矫形后脊柱矢状面参 数变化的研究 因此, 本试验通过对接受截骨矫形内固定的腰椎退变性后凸畸形患者临床及影像学资料的回顾性分析, 探讨腰椎退变性后凸畸形前矢状面平衡的代偿机制以及截骨矫形后矢状面平衡的变化情况 1 对象和方法 Subjects and methods 1.1 设计回顾性分析 1.2 时间及地点试验于 2012 年 2 月至 2014 年 12 月在新疆医科大学第一附属医院脊柱外科完成 1.3 对象收集 2012 年 2 月至 2014 年 12 月于新疆医科大学第一附属医院接受后路截骨矫形内固定的腰椎退变性后凸畸形患者资料 纳入标准 :1 内固定前矢状面平衡 5 cm 或矢状面平衡 < 5 cm 伴有胸椎后凸减小 骨盆后倾等代偿性改变 2 固定节段 > 5 个 3 有完整临床及影像学资料 4 所有患者内固定前后及末次随访时均摄有全脊柱正侧位 X 射线片 排除标准 : 由脊柱外伤 脊柱肿瘤 强直性脊柱炎 脊柱结核 医源性因素引起的以及未进行截骨的腰椎后凸畸形 剔除标准 : 1 不符合纳入标准或符合排除标准者 2 无完整随访资料或失访者 脱落标准 :1 受试者依从性差, 不能按时随访 2 受试者不愿意继续进行此临床试验, 向主管医生提出退出者 共 35 例患者入选, 其中男 1 例, 女 34 例 所有患者对治疗及试验方案知情同意, 且得到医院伦理委员会批准 1.4 材料 1 美敦力进口或威高国产脊柱后路螺钉及连接棒, 其材质为钛合金, 具有良好的抗氧化性及抗腐蚀性 ; 经前期大量试验证明具有较好的临床效果及生物相容性 ISSN CN /R CODEN: ZLKHAH 565

3 2CAGE 融合器由强生公司提供, 主要为聚醚醚酮 3 同种异体骨购自山西奥瑞公司 1.5 方法 后路截骨矫形内固定所有患者均采用后路手术, 依据患者身体耐受性及内固定前脊柱矢状面平衡情况选择截骨方式 经关节突双侧椎板楔形截骨或双侧关节突切除的适应证 :1 矢状面平衡 < 8 cm 后凸 Cobb 角 < 20 2 椎间隙无明显变窄, 椎体前方无明显骨桥形成 3 腰椎动力位 X 射线片示后凸柔韧性较好 4 截骨节段位于 T 12 -L 4, 固定范围均行融合 [6-7] 经椎弓根三柱截骨的适应证 :1 矢状面平衡 > 8 cm 后凸 Cobb 角 > 20 2 椎间隙明显变窄, 椎体前方有骨桥形成 3 腰椎动力位 X 射线片示后凸较为僵硬 4 截骨节段位于 L 1 -L 3, 固定范围均行融合 [8-9] 若患者存在严重椎管狭窄和 / 或椎间盘突出, 则另行相应节段减压植骨融合 所有患者手术均全程体感诱发电位 运动诱发电位联合监护下完成 影像学评价在内固定前 内固定后 2 周及末次随访时的患者站立位全脊柱侧位 X 射线片上测量下列参数 ( 图 1) A B T 4-12 T 11-L 12 L 1-S 1 C 7PL 图 1 脊柱矢状面影像学参数测量 Figure 1 Measurement of spinal sagittal parameters 图注 :T 4-12 指胸椎后凸角 ;T 11-L 2 指胸腰段后凸角 ;L 1-S 1 指腰椎前凸角 ;C 7PL 指经 C 7 椎体中心的铅垂线 ;SSA 指脊柱骶骨角 ;PT 指骨盆倾斜角 ;PI 指骨盆入射角 ;SS 指骶骨倾斜角 矢状面平衡 : 经 C 7 椎体中心的铅垂线 (C 7 PL) 距 S 1 后上角之间的水平距离 (C 7 PL 在骶骨后上角前方记为正值, 后方为负值 ) 脊柱骶骨角 :C 7 椎体中心至骶骨终板中心的连线与骶骨终板沿线之间的夹角 胸椎后凸角 :T 4 椎体上终板切线与 T 12 椎体下终板切线之间的夹角 胸腰段后凸角 :T 11 椎体上终板切线与 L 2 椎体下终板切线之间的夹角 腰椎前凸角 :L 1 椎体上终板切线与 S 1 终板切线之间的夹角 骨盆入射角 :S 1 上缘中点至股骨头中心点连线与 S 1 上缘中垂线之间的夹角 骨盆倾斜角 :S 1 上缘中点至股骨头中心点连线与铅垂线之间的夹角 骶骨倾斜角 :S 1 终板切线与水平线之间的夹角 PI-LL(PI minus LL): 骨盆入射角减腰椎前凸角的绝对值 属于脊柱侧弯研究协会 (Scoliosis Research Society, SRS) 提出的 Schwab 分类 [3], 强调腰椎前凸和骨盆形态的一致性, 正常 PI-LL 功能评价内固定前 内固定后 2 周及末次随访时进行评价 腰痛目测类比评分 : 用于评价患者疼痛程度, 使用一条长约 10 cm 的游动标尺, 标有 10 个刻度, 两端分别标识为 0 和 10, 0 分表示无痛,10 分表示难以忍受的最剧烈的疼痛 [11] 腰椎 JOA 功能评分 : 总评分 0-29 分, 分数越低表示功能障碍越显著 改善指数 = 治疗后评分 - 治疗前评分, 治疗后评分改善率 =[( 治疗后评分 - 治疗前评分 )/( 治疗前评分 )] 100% 75% 为优,50%-74% 为良,25%-49% 为中,0-24% 为差 改善指数可反映患者治疗前后腰椎功能的改善程度 JOA 评分项目包括腰背痛程度 腰腿痛兼或麻木感 步态行走能力 日常活动限制情况 直腿抬高试验 感觉障碍 运动障碍 排尿功能 [12] Oswestry 功能障碍指数 : 障碍指数 = 实际得分 /50 100%, 越高表示功能障碍越严重 此问卷表由 10 个问题组成, 包括疼痛的强度 生活自理 提物 步行 坐位 站立 干扰睡眠 性生活 社会生活 旅游情况 [13] 简体中文版 SRS-22 量表 : 共由 22 个问题组成, 每个问题得分均为 1-5 分,1 分表示较差,5 分表示较好, 总得分越高表示患者对治疗的满意度及其生活质量越高 内容涉及功能状况 疼痛 自我形象 心理状况及对治疗的满意度 5 个领域 [14] 1.6 主要观察指标患者的一般资料 手术相关资料以及临床功能等指标 1.7 统计学分析采用 SPSS 19.0 统计软件对数据进行统计学处理 采用独立 t 检验比较术前与术后即刻 术后即刻与末次随访时的影像学参数差异 Pearson 相关性检验分析术后各影像学参数变化值之间的相关性 检验水准 α 值取双侧 结果 Results 2.1 参与者数量分析 35 例患者均进入结果分析, 随访时间 个月, 患者临床资料见表 临床评价结果内固定前所有患者合并不同程度腰背痛, 内固定后均得到明显缓解 ( 表 2) 566 P.O. Box 10002, Shenyang

4 表 1 腰椎退变性后凸畸形患者的临床资料 Table 1 Clinical data of patients with lumbar degenerative kyphosis 项目 数据 性别 ( 男 / 女,n) 1/34 年龄 ( 岁 ) 59.82±13.53(47-66) 腰椎退变性后凸畸形 Takemitsu 分类 [1] (n) Ⅰ 型 3 Ⅱ 型 9 Ⅲ 例 21 Ⅳ 型 2 接受经关节突双侧椎板楔形截骨或双侧关节突切除 [n(%)] 14(40) 截骨节段 ( 个 ) 4.56±3.35(3-5) 接受经椎弓根三柱截骨 [n(%)] 21(60) 截骨椎位 (n) L 1 6 L 2 6 L 3 9 内固定节段 ( 个 ) 8.35±1.23(7-11) 上固定椎位 (n) T 9 10 T T 11 8 下固定椎位 (n) L 5 14 S 1 21 髂骨 3 手术时间 (x _ ±s,min) ±33.51 失血量 (x _ ±s,ml) ±90.37 随访时间 ( 月 ) 16.62±8.45(12-22) 表 2 腰椎退变性后凸畸形患者凸截骨矫形内固定前后临床评分的变 化 (x _ ±s,n=35) Table 2 Changes in difference scores before and after fixation following corrective osteotomy for lumbar degenerative kyphosis 项目 内固定前 内固定后 2 周 改善率 (%) 腰痛目测类比评分 7.6± ±1.6 a 72.4 腰椎 JOA 评分 12.6± ±1.5 a 76.9 Oswestry 功能障碍指数 60.1± ±15.6 a 62.7 简体中文版 SRS-22 量表 55.5± ±23.1 a 60.9 表注 : 与内固定前相比, a P < 0.05 表 3 腰椎退变性后凸截骨矫形患者脊柱矢状面参数的变化 (x _ ±s,n=35) Table 3 Changes in sagittal parameters among patients with lumbar degenerative kyphosis 项目 内固定前 内固定后 2 周 末次随访 后凸 Cobb 角 ( ) 28.51± ±5.87 a ±4.73 矢状面平衡 (mm) 87.35± ±16.92 a 10.01±38.31 b 脊柱骶骨角 ( ) 90.15± ±10.32 a ±9.18 b 胸椎后凸角 ( ) 1.82± ±6.37 a 23.45±11.27 胸腰段后凸角 ( ) 11.56± ±4.16 a 6.58±5.33 腰椎前凸角 ( ) 14.95± ±9.67 a ±10.47 b 骨盆入射角 ( ) 44.52± ± ±11.75 骨盆倾斜角 ( ) 30.83± ±5.83 a 18.35±7.19 b 骶骨倾斜角 ( ) 13.69± ±11.18 a 25.96±9.65 b PI-LL( ) 29.57± ±8.56 a 5.46±5.58 b 表注 : 与内固定前相比, a P < 0.05; 与内固定后 2 周相比, b P < 影像学结果所有患者术后除骨盆入射角外, 其余参数与术前相比差异有显著性意义 (P < 0.05) 末次随访时除后凸 Cobb 角 骨盆入射角 胸椎后凸角 胸腰段后凸角外, 其余参数分别与术后 2 周相比差异有显著性意义 (P < 0.05) 其中, 矢状面后凸 Cobb 角平均矫正 42.53, 矢状面平衡术后降为负值, 说明 C 7 PL 落在骶骨后上缘之后, 而在末次随访中又恢复为正值 (10.01±38.31) mm( 表 3) 2.4 影像学参数变化值的相关性骨盆倾斜角 矢状面平衡 PI-LL 胸腰段后凸角的变化值与腰椎前凸角的变化值呈负相关 ( 分别为 r=-0.610,p < 0.001;r=-0.671,P < 0.001;r=-0.742,P < 0.001;r=-0.453,P < 0.001), 脊柱骶骨角 胸椎后凸角的变化值与腰椎前凸角的变化值呈正相关 ( 分别为 r=0.502,p < 0.001;r=0.598,P < 0.001), 骨盆倾斜角的变化值与骶骨倾斜角的变化值呈负相关 (r=-0.712,p < 0.001; 图 2) 2.5 典型病例患者 1, 女,49 岁, 腰椎退变性后凸畸形 (Takemitsu Ⅱ 型 ), 腰椎后凸畸形, 后凸 Cobb 角为 26,C 7 PL 位于股骨头中心与骶骨后上角之间 ( 矢状面平衡 =34 mm), 行 T 12 -L 4 经关节突双侧椎板楔形截骨截骨, 术后即刻腰椎前凸明显增大, 但 C 7 PL 位于骶骨后上角之后, 内固定后 12 个月侧位 X 射线片示矢状面形态维持良好, 矢状面平衡恢复为正值 ( 图 3A-C) 患者 2, 女,58 岁, 腰椎退变性后凸畸形 (Takemitsu Ⅲ 型 ), 严重矢状面后凸畸形, 后凸角为 32, 躯干明显前倾, C 7 PL 位于股骨头中心之前 ( 矢状面平衡 =152 mm), 行 L 3 经椎弓根三柱截骨截骨, 术后即刻侧位 X 射线片示腰椎后凸得到明显矫正, 矢状面形态重建良好, 但矢状面平衡为负值, 内固定后 18 个月侧位 X 射线片示矢状面形态保持良好, 矢状面平衡恢复为正值 ( 图 3D-F) 2.6 不良反应内固定后患者切口均 Ⅰ 期愈合 3 例出现迟发性脑脊液漏, 给予对症支持治疗 1 周后拔除引流管, 患者可正常下地进行功能锻炼 ;2 例患者出现双下肢短暂麻木, 给予营养神经等对症支持治疗 2 周后逐渐缓解 其余患者随访期间均未发现螺钉松动 固定棒断裂 交界性后凸畸形等并发症, 并且矢状面平衡维持良好 3 讨论 Discussion 腰椎退变性后凸畸形患者出现矢状面不平衡的最主要原因是腰椎前凸的丢失 了解腰椎退变性后凸畸形患者内固定前矢状面平衡的代偿机制以及畸形矫正内固定后矢状面平衡的变化, 对于内固定前计划的制定及内固定后疗效的评估具有指导意义 [10] 3.1 腰椎退变性后凸畸形患者矢状面平衡的代偿机制对于腰椎退变性后凸畸形患者, 腰椎前凸的丢失作为始动因素, 通常会引起脊柱其它区域出现一系列代偿性改变, 主要涉及胸椎 骨盆以及下肢 ISSN CN /R CODEN: ZLKHAH 567

5 胸椎后凸角的变化值 ( ) 骨盆倾斜角的变化值 ( ) 骨盆倾斜角的变化值 ( ) 任周梁, 等. 腰椎退变性后凸截骨矫形内固定后矢状面的平衡变化 A 35 B -6 C 腰椎前凸角的变化值 ( ) 腰椎前凸角的变化值 ( ) 骶骨倾斜角的变化值 ( ) -20 图 2 腰椎退变性后凸截骨矫形患者主要影像学参数变化值的相关性分析 Figure 2 Correlation analysis between changes in major parameters in patients with lumbar degenerative kyphosis 图注 : 图中 A 为胸椎后凸角的变化值与腰椎前凸角的变化值呈正相关 (r=0.598,p < 0.001);B 为骨盆倾斜角的变化值与腰椎前凸角的变化值呈负相关 (r=-0.610,p < 0.001);C 为骨盆倾斜角的变化值与骶骨倾斜角的变化值呈负相关 (r=-0.712,p < 0.001) A B C D E F 图 3 腰椎退变性后凸截骨矫形的典型病例 Figure 3 Typical cases of lumbar degenerative kyphosis following osteotomy and correction 图注 : 图中 A-C 为患者 1, 女,49 岁, 腰椎退变性后凸畸形 (Takemitsu Ⅱ 型 ),A 为术前侧位 X 射线片示腰椎后凸畸形 ( 后凸 Cobb 角为 26 ), C 7PL 位于股骨头中心与骶骨后上角之间 ( 矢状面平衡 =34 mm);b 为行 T 12-L 4 经关节突双侧椎板楔形截骨后 2 周侧位 X 射线片示腰椎前凸明显增大, 但 C 7PL 位于骶骨后上角之后 ;C 为术后 12 个月侧位 X 射线片示矢状面形态维持良好, 矢状面平衡恢复为正值 D-F 为患者 2, 女,58 岁, 腰椎退变性后凸畸形 (Takemitsu Ⅲ 型 ),D 为术前侧位 X 射线片示严重矢状面后凸畸形 ( 后凸角为 32 ), 躯干明显前倾,C 7PL 位于股骨头中心之前 ( 矢状面平衡 =152 mm);e 为行 L 3 经椎弓根三柱截骨后 2 周侧位 X 射线片示腰椎后凸得到明显矫正, 矢状面形态重建良好, 但矢状面平衡为负值 ;F 为术后 18 个月侧位 X 射线片示矢状面形态保持良好, 矢状面平衡恢复为正值 胸椎的代偿机制多数研究已证实胸椎后凸和腰 椎前凸在正常成人中存在一定联系, 腰椎后凸过大的患者 其胸椎后凸会代偿性减小, 该现象意味着胸椎区域存在一 定的平衡代偿能力 [15] [15] Jang 等回顾了 28 例腰椎退变性后 凸畸形患者的影像学资料后发现, 脊柱矢状面不平衡时胸 椎后凸会代偿性减小甚至前凸 此次试验结果显示内固定 前矢状面平衡平均为 mm, 腰椎前凸角平均为 14.95, 胸椎后凸角平均为 1.82, 此时脊柱矢状面形态表 现为腰椎后凸畸形且躯干严重前倾, 而胸椎后凸明显减小 ( 相比正常成人胸椎后凸角 =27.8 ), 这也证实了胸椎区域具 有一定的代偿能力 骨盆的代偿机制骨盆入射角是一个重要的骨盆 形态学参数 骨盆入射角反映骨盆旋转代偿能力, 较高的 骨盆入射角值将为骨盆旋转提供更大的活动范围以调节脊 柱矢状序列 而较低的骨盆入射角值反映骨盆倾斜角的可 568 变范围较小, 对脊柱矢状序列的调节能力也有所降低 [16] 骨盆倾斜角和骶骨倾斜角是骨盆代偿性变化的重要参数, 其代数和反映骨盆入射角的大小 ( 即骨盆入射角 = 骨盆倾斜 角 + 骶骨倾斜角 ), 在成年后骨盆入射角基本保持不变的情 况下, 二者此消彼长 [17] [18] Bae 等通过 172 例有症状的腰椎 退变性后凸畸形患者与 39 例正常志愿者的对比研究后发 现, 较低骨盆入射角的患者易出现腰椎后凸或胸腰段后凸 畸形, 且骶骨处于更加水平的位置, 而较高骨盆入射角的 患者其腰椎前凸有所保留, 骶骨倾斜度也较高 本试验中 患者内固定前骨盆入射角值平均 44.52, 脊柱矢状面上表 现为明显的腰椎后凸畸形, 且骨盆发生明显后倾, 同时骶 骨倾斜度变小 下肢的代偿机制虽然本试验中患者摄片时未完 整包含下肢, 且无法观察其在平衡代偿过程中起到的确切 作用, 但大量研究证实对于脊柱严重退变性疾病患者, 下 P.O. Box 10002, Shenyang

6 肢的代偿性改变主要为膝关节屈曲 踝关节背伸, 而腰椎 [18] 退变性后凸畸形患者也不例外 Bae 等报道腰椎退变性 后凸畸形患者出现严重矢状面不平衡时, 除了胸椎和骨盆 的代偿以外, 其它代偿机制还包括髋膝关节屈曲及踝关节 背伸等 因此, 全面完整地分析矢状面平衡及代偿机制可 能逐渐成为研究的趋势 3.2 腰椎前凸的恢复与矢状面平衡的重建腰椎退变性 后凸畸形患者矢状面的不平衡, 主要通过胸椎 骨盆以及 下肢来代偿 站立 行走以及长期处于矢状面不平衡会使 患者产生明显的腰背痛 手术的主要目的在于恢复正常的 腰椎前凸和重建矢状面平衡 Schwab [3] 等分析了 125 例成 人脊柱畸形患者的临床及影像学资料, 并提出重建矢状面 平衡的目标包括矢状面平衡 < 5 cm 骨盆倾斜角 < 25 以及 腰椎前凸角与骨盆入射角匹配 ( 腰椎前凸角 = 骨盆入射角 ± [19] 9 ) Kim 等也报道腰椎退变性后凸畸形患者术后腰椎前 凸角与骨盆入射角匹配值 < 9 可获得较好的矢状面平衡, 所以他们建议手术需恢复足够大的腰椎前凸以预防矫正丢 失, 尤其在高骨盆入射角的患者中 故本试验中患者均按 [3,20-21] 照 Schwab 等的标准个体化制定术前计划, 并结合术 中具体的透视情况, 作者采用预定的截骨方式进行截骨, 若伴有椎管狭窄或神经根受压, 充分松解后经后路植入椎 间融合器, 且位置尽量靠近椎体前缘以增加前方支撑 ; 将 固定棒预弯至适宜弧度, 且节段间加压, 以尽量缩短后柱 最大限度地恢复腰椎前凸 内固定后矢状面平衡恢复良好, 腰椎前凸明显改善, 骨盆发生明显前倾,PI-LL 值也明显下 降 末次随访时腰椎前凸角矫正丢失率为 15.06%, 且矢状 面平衡尚维持良好 [22] 但 Lee 等对 23 例腰椎退变性后凸畸形患者随访观察 近 4 年后发现, 截骨矫形后矢状面再次失衡的发生率为 38.3%, 并且指出这一现象可能与矫形前胸椎后凸较大以 及椎旁肌萎缩有关 而本试验患者内固定前胸椎后凸平均 为 1.82, 且随访时间较短平均为 16.6 个月, 目前暂未出现 矢状面再次失衡的情况, 需进一步随访观察 3.3 内固定后矢状面平衡的适应性变化腰椎退变性后 凸畸形患者矢状面平衡适应性变化主要在胸椎和骨盆 [23] Jang 等对 28 例接受前后路联合矫正的腰椎退变性后凸 畸形患者进行了研究, 并发现其恢复腰椎前凸的同时, 胸 [24] 椎后凸也会适应性地增大 Klineberg 等也证实成人脊柱 畸形患者行腰椎经椎弓根三柱截骨后未固定融合的胸椎后 凸会代偿性增大, 同时骨盆也会发生前旋, 使骨盆倾斜角 [25] 恢复至正常范围 Rousseau 等对 385 例接受腰椎经椎弓 根三柱截骨的成人脊柱畸形患者随访后发现, 胸椎和骨盆 会产生自发矫正以适应新的矢状面平衡 在本试验中, 所 有患者末次随访时的腰椎前凸角和胸椎后凸角比内固定前 均有显著改善, 而骨盆倾斜角值较内固定前明显减小, 并 且术后胸椎后凸角 骨盆倾斜角 矢状面平衡 脊柱骶骨 角的变化与腰椎前凸角的变化存在显著相关性, 这些结果 均表明截骨矫形长节段固定能较好地重建腰椎的矢状面形 态, 同时术后机体可通过胸椎后凸的增加和骨盆前旋转来 适应新的矢状面平衡 此外, 本试验还发现腰椎退变性后凸畸形患者截骨矫形 后矢状面平衡为负值, 表明内固定后 C7PL 落在骶骨后上缘 [26] 之后, 但末次随访时矢状面平衡均趋于正常 Bondel 等 也曾报道过成人脊柱畸形截骨矫形后矢状面平衡为负值这 一现象, 并指出内固定后矢状面平衡负值患者胸椎后凸角 平均矫正值为 5, 而内固定后矢状面平衡正值的患者胸椎 后凸角平均矫正值为 12, 差异有显著性意义 因此, [26] Blondel 等推断胸椎后凸角矫正度较小可能会导致术后 矢状面平衡为负值 而本试验中患者内固定后矢状面平衡 虽然为负值, 但胸椎后凸角矫正值并不比所报道的结果小 ( 平均 ) 故作者认为, 胸椎后凸角矫正度过小不一定 是内固定后矢状面平衡为负值的原因, 且矢状面平衡的自 发矫正可能与腰椎前凸角的矫正丢失有关, 这些结果尚需 进一步研究, 并寻找其他可能的原因 综上所述, 截骨矫形长节段内固定可有效重建腰椎退 变性后凸畸形患者腰椎的矢状面形态 ; 同时术后临近的胸 椎后凸和骨盆也会产生适应性变化, 表现为胸椎后凸增大 骨盆前倾使骨盆倾斜角处于正常范围 此外, 注意到截骨 矫形后易出现矢状面平衡的过度矫正, 但在随访过程中均 可得到自发纠正 本试验为回顾性研究, 病例数相对较少, 随访时间较短, 关于术后腰椎前凸矫正丢失以及矢状面再 次失衡的问题需长期随访观察 致谢 : 感谢新疆医科大学第一附属医院脊柱外科医护人员提 供的帮助 作者贡献 : 盛伟斌主任医师提出构思和实验设计, 任周梁负 责资料收集 分析并解析数据 任周梁成文, 盛伟斌审校 利益冲突 : 所有作者共同认可文章无相关利益冲突 伦理问题 : 试验方案经新疆医科大学第一附属医院伦理委员 会批准, 试验方案已经患者 / 家属知情同意 文章查重 : 文章出版前已经过 CNKI 反剽窃文献检测系统进 行 3 次查重 文章外审 : 本刊实行双盲外审制度, 文章经国内小同行外审 专家审核, 符合本刊发稿宗旨 作者声明 : 文章的第一作者对研究和撰写的论文中出现的 不端行为承担责任 论文中涉及的原始图片 数据 ( 包括计算机 数据库 ) 记录及样本已按照有关规定保存 分享和销毁, 可接受 核查 文章版权 : 文章出版前杂志已与全体作者授权人签署了版权 相关协议 4 参考文献 References [1] Takemitsu Y, Harada Y, Iwahara T, et al. Lumbar degenerative kyphosis. Clinical, radiological and epidemiological studies. Spine (Phila Pa 1976). 1988;13(11): ISSN CN /R CODEN: ZLKHAH 569

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