老年人畸形脊柱的活动能力

张文均 王华军 蒋雪生 李建有 李义凯 陈 超

(南方医科大学中医药学院外科教研室，广东 广州 510515)

随着年龄的增加，人体骨量开始逐渐减少，最终发展为骨质疏松。骨质疏松的常见侵害部位为松质骨，脊柱是松质骨集中的结构，随着骨质疏松的进展，脊柱的材料属性变得越来越脆弱，主要表现在椎体的脆性增加和椎间盘退变，从而导致脊柱整体结构上的改变:椎体的压缩性骨折和椎间盘的退变压缩都可以独立或联合造成脊柱的畸形。脊柱宏观结构的改变将会打乱脊柱正常的承重分布，进一步增加脊柱损伤的机会，主要表现在脊柱骨折风险的大幅增加。以往，对老年人脊柱畸形的理解主要在外观改变，对各个椎体的运动能力观察较少。为此，本文对存在脊柱畸形的老年人的脊柱活动度改变情况进行观察。

1 材料与方法

1.1 一般资料 本研究中76例脊柱畸形患者，为广州寿星大厦养老院在院老人，男26例，女50例;平均年龄(78.36±5.97)岁(63～91岁)。

1.2 测量内容 测量设备为Spinalmouse(Idiag，瑞士)，来自广东省体育科学研究所。脊柱畸形的界定采用测量设备内置数据库为标准。该设备利用重力夹角的原理，测量脊柱在空间上的位置和弧度变化，并将这个弧度变化转化为椎体间夹角，并能够获得脊柱的长度，其基本操作类似于鼠标，将滚轮在脊柱轮廓上划过即可获得脊柱的形态参数，此设备的精确性及重复性已经得到了验证〔1～5〕，并在某些疾病的临床研究上得到了应用〔6〕。本次测量包括T1～S1之间各个椎体节段椎间角度变化，体位包括直立位、前屈位和后伸位。按照Spinalmouse操作规程，固定经过专门培训的1名测量操作员对所有被测量者T1～S1进行测量。测量可得到T1～S1之间各个椎体节段之间的椎间角度数、倾角线、T1～T12的总体曲度和活动度以及L1～S1的总体曲度和活动度。倾角线是T1到S1的连线。倾角线和垂直线之间的夹角称为倾斜角或简称倾角，这是一个非常直观的定义。在军用立正姿势下倾角线应该是垂直的，这说明通过T1所作的垂线通过股骨大转子和双脚支持面的中点，在这个例子中倾角是0°。健康的受试者站立时一般会稍向前倾，因此倾斜角一般在5°～10°之间，负的倾角代表身体后仰。对于活动度来说，倾角线的变化反映总体的活动度，包括胸椎、腰椎和腰骶关节的活动度。

在既往的研究〔7〕中，本课题组观察了不同躯体姿势情况下椎体应力集中问题，发现前屈的姿势将会造成椎体应力增加，所以本实验关注了老年人日常生活情况下脊柱的真实状态，故所谓直立位即为老年人正常站立时的脊柱状态，并未强迫老年人做一定姿势改变，前屈、后伸的设定也是以此为初始位置。

1.3 统计学方法 使用SPSS13.0统计软件进行配对样本t检验。

2 结果

2.1 脊柱畸形的宏观情况 从测量的图形上，可以直观地观察到脊柱的形态，主要包括了圆背、腰椎前凸、腰椎曲度变直、胸腰段后凸等畸形。本研究老年人均有不同程度的畸形，但根据文献〔8〕记录，对于脊柱畸形的界定并没有可参考的精确分类数据，本课题组依靠软件内部集成的数据库对是否有脊柱畸形进行确定，只要存在1处畸形，即纳入分析范畴。见图1、图2。

图1 圆背畸形

图2 腰椎曲度变直

2.2 胸椎活动能力 主要通过对直立位到前屈的角度变化程度判断椎体间的相对活动能力。本研究中，前屈时T1～T8没有椎间角度差异，T9以下均有统计学差异(P＜0.05)。见表1。后伸时，T7～T12之间椎间角变化有统计学差异(P＜0.05)，说明上述这些节段产生运动，其他节段活动度很小。与前屈位比较，后身时增加了两个较为明显的活动节段。见表2。

表1 直立位到前屈位的胸椎间角度变化(n=76)

表2 直立位到后伸位的胸椎间角度变化(n=76)

2.3 腰椎活动能力 直立位到前屈位的腰椎间角度变化均有显著差异(P＜0.05)。见表3，后伸时L2～L5间有显著差异(P＜0.05)，见表4，其他椎间没有显著变化。与前屈位相比，后伸位减少了3个活动度较大的节段。

表3 直立位到前屈位的腰椎间角度变化(n=76)

表4 直立位到后伸位的腰椎间角度变化(n=76)

2.4 躯干倾斜状态及脊柱长度变化 躯干的倾斜角在各个体位中均有明显的变化。脊柱的长度也发生了明显的变化，立位到前屈时增加(9.447±32.831)mm，立位到后伸时减少(10.553±21.737)mm。

表5 躯干倾斜角与脊柱长度的变化(n=76)

3 讨论

正常成人胸椎的活动能力与腰椎有较大差别，其活动能力随节段的增加而增加，上胸椎活动能力最小，腰椎则是脊柱实现大范围活动的中心区，其椎体的活动能力较大，单一椎体的活动，将会导致临近椎体的联动〔9〕，这也就意味着当某些椎体出现了异常的活动，不论是增大或减小，都将造成整体脊柱的异常活动和结构的改变，这种整体的改变主要源于脊柱的代偿功能〔10〕。这种形式的改变会造成不同的应力分布状态，可能是造成脊柱损伤的一个原因〔7〕。随着年龄的增加，椎体的活动能力大幅下降，有研究者〔11〕测量了405例年龄为16～90岁正常人的脊柱腰段活动度的正常测量值。其中前屈活动度为72°～40°，随年龄的增加减小了40%;后伸活动度为29°～6°，减小了76%。中年人与老年人的脊柱活动能力还与情绪、生活质量有良好的相关性〔12〕。

在本研究中，上胸段稳定性好，前屈时下胸段产生相对较大的运动。Th4/5.立位-Th4/5.前屈的角度变化均值为0，这可能是由于Th4/5夹角存在着正负两种状态造成的，这与国内的其他研究者〔4〕的结果有所不同，说明Th4/5可能是胸椎畸形的一个主要部位，这种畸形究竟是由于椎间隙压缩造成的，还是由于骨折造成的，或是肌力减退〔13，14〕造成，在本研究中无法体现。但在其他文献〔15〕中，骨质疏松行椎体压缩性骨折的好发部位为胸腰联合处，笔者猜测本研究所测得的这种变化除了骨折，还可能源于椎间盘退变造成的椎体间夹角改变，这将在未来的研究中进一步测量。与其他研究者〔4〕的结果比较，椎间夹角的变化尽管存在着上胸段小、随着节段的增加而增大的趋势，但其变化范围相对较小，说明脊柱的基本运动能力随着增龄或畸形的发生出现了较大的活动能力受限。

腰2～4后伸时出现了比较明显的椎间夹角变化，而在其他研究者〔4〕的结果中，腰椎在后伸时，椎间夹角并未出现较为显著的变化;结合胸椎出现的后伸活动椎体明显增多，猜测可能是由于上位胸椎出现了活动能力的下降，造成了部分胸椎和腰椎出现了代偿性反应。这种代偿性的反应有可能会增加局部椎体的损伤机会，也可能会增加对脏器功能的影响〔16〕，以及跌倒风险的增加〔17〕。

脊柱在前屈和后伸的过程中，会出现不同程度的长度改变，改变的量对评估脊柱活动功能也有较好的敏感度，如Schober实验。张智海〔4〕等对脊柱的长度变化作了一个小规模测量，发现T1～S1在前屈时增加(36.91±32.01)mm，后伸时减少(21.09±24.92)mm。本研究的测量结果是立位到前屈时增加(9.447±32.831)mm，立位到后伸时减少(10.553±21.737)mm。两者相比是相反的，这可能是由于本研究主要观测了脊柱畸形的患者，而脊柱畸形的患者通常存在比较明显的脊柱前倾;并且测量时并未强迫患者采用直立位，所以出现了后伸反而比前倾的增减幅度要少的情况，这也从另一个角度说明脊柱畸形的患者较正常患者存在比较明显的脊柱前倾。但根据前屈至后伸的角度倾角变化情况，总体倾角变化范围并未发生明显变化，说明尽管存在脊柱畸形，上胸段的运动能力减弱，脊柱在总体上的倾斜角度能够由胸腰段更多椎体的活动形成代偿活动。

由于没有精确的分类方法，本研究暂时未能将脊柱畸形明确分类并进行分别分析，未来将增加测量样本，进一步探讨畸形分类的方法，并进行分类分析，以便了解各种畸形活动度上的内在关系。本研究的结果显示，脊柱畸形老年人整体脊柱的椎间活动明显减小，但患者躯干的整体倾角范围并未发生非常明显的变化，这可能由于上胸段的活动能力减弱，引起了部分胸腰段椎体的代偿活动，这种非常规的运动可能会引起局部损伤机会增加。根据脊柱长度变化，日常老年人脊柱倾角处于较明显的前倾状态。

1 Guermazi M，Ghroubi S，Kassis M，et al.Validity and reliability of Spinal Mouse to assess lumbar flexion〔J〕.Ann Readapt Med Phys，2006;49:172-7.

2 Mannion AF Knecht K，Balaban G，et al.A new skin-surface device for measuring the curvature and global and segmental ranges of motion of the spine:reliability of measurements and comparison with data reviewed from the literature〔J〕.Eur Spine J，2004;13:122-36.

3 Post RB，Leferink VJ.Spinal mobility:sagittal range of motion measured with the Spinal mouse，a new non-invasive device〔J〕.Arch Orthop Trauma Surg，2004;124:187-92.

4 张智海，李茂廷，于智勇，等.脊柱形态测量仪(Spinalmouse)测评腰痛患者全脊柱运动能力〔J〕.脊柱外科杂志，2009;7:346-9.

5 Ko T，Han G，Cho B，et al.Intrarater reliability and interrater reliability in spinal motion assessments〔J〕.J Phys Ther Sci，2010;22:301-6.

6 Lepoutre AC，Devos D，Blanchard-Dauphin A，et al.A specific clinical pattern of camptocormia in Parkinson's disease〔J〕.J Neurol Neurosurg Psychiatry，2006;77:1229-34.

7 陈 超，赵卫东.骨质疏松性椎体骨折后不同躯体姿势对椎体局部应力的影响〔J〕.山东医药，2008;48:67-8.

8 Miyakoshi N，Itoi E，Kobayashi M，et al.Impact of postural deformities and spinal mobility on quality of life in postmenopausal osteoporosis〔J〕.Osteoporos Int，2003;14:1007-12.

9 Powers C M，Kulig K，Harrison J，et al.Segmental mobility of the lumbar spine during a posterior to anterior mobilization:assessment using dynamic MRI〔J〕.Clin Biomech，2003;18:80-3.

10 Forster R，Penka G，Bosl T，et al.Climber's back-form and mobility of the thoracolumbar spine leading to postural adaptations in male high ability rock climbers〔J〕.Int J Sports Med，2009;30:53-9.

11 唐 勇，范振华.脊柱腰段活动度正常值的测量〔J〕.国外医学·物理医学与康复学分册，2002;22:67-8.

12 Imagama S，Matsuyama Y，Hasegawa Y，et al.Back muscle strength and spinal mobility are predictors of quality of life in middle-aged and elderly males〔J〕.Eur Spine J，2010，DOI:10.1007/S00586-010-1606-4.

13 Mika A，Unnithan VB，Mika P.Differences in thoracic kyphosis and in back muscle strength in women with bone loss due to osteoporosis〔J〕.Spine，2005;30:241-6.

14 Miyakoshi N，Hongo M，Maekawa S，et al.Factors related to spinal mobility in patients with postmenopausal osteoporosis〔J〕.Osteoporos Int，2005;16:1871-4.

15 侯玉亭，李 健，黄范利.老年人骨质疏松性骨折特点分析〔J〕.现代医用影像学，2008;17:270-2.

16 Horie J，Murata S，Inoue Y，et al.A Study of the influence of the pulmonary function on the angles of thoracic kyphosis and lumbar lordosis in community-dwelling elderly women〔J〕.J Phy Ther Sci，2009;21:169-72.

17 Ishikawa Y，Miyakoshi N，Kasukawa Y，et al.Spinal curvature and postural balance in patients with osteoporosis〔J〕.Osteoporos Int，2009;20:2049-53.