AIS患者主侧凸及总体侧凸向量对躯干冠状面平衡的影响

朱伟玮，徐 杰，张百慧

随着特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）矫形理论和器械的不断发展，AIS矫正率可达70%以上[1]，但术后躯干平衡失代偿仍常有发生。Miller等对908例AIS患者矫形术后随访2年后报道，躯干冠状面失平衡发生率高达16.83%[2]。躯干冠状面失平衡在形体方面常表现为躯干歪斜、双肩不等高、站姿异常、剃刀背等情况，严重影响患者的体貌外形。

目前，在AIS冠状面上的研究仅仅涉及脊柱侧凸大小的变化、偏移大小的变化，较少涉及术前术后脊柱侧凸大小与冠状面偏移大小的相关性、术前术后脊柱侧凸方向（左右）与冠状面偏移方向（左右）的相关性。本研究把侧凸的方向和偏移的方向纳入研究，探讨AIS患者冠状面侧凸影像学参数对冠状面平衡的影响。

1 对象与方法

1.1 对象 回顾性分析2011年3月－2013年9月笔者医院采用单纯后路椎弓根钉棒系统矫形治疗的22例AIS患者的资料，男性5例，女性17例，年龄（14.3±1.8）岁（12.2～18.0岁），随访（12.0±5.4）月（6～24月），其中Lenke1型9例，Lenke2型2例，Lenke3型2例，Lenke5型8例，Lenke6型1例。

纳入标准：（1）确诊为AIS，术前摄站立位全脊柱正侧位X片、仰卧位左右侧屈位X片，术后摄脊柱全长正侧位X片。（2）采用一期后路脊柱椎弓根钉棒系统矫形。（3）所有患者术前均行全脊柱MRI检查以排除神经系统异常。

排除标准：（1）先天性脊柱侧凸、退变性脊柱侧凸等其他类型侧凸；（2）脊柱融合手术方式为前路或前后联合入路。（3）神经系统异常的患者。

1.2 手术方法 均由同一组手术人员完成。术中全程使用神经电生理监测。手术方案的制定主要依据患者的Lenke分型。通过单纯后路，均采用徒手技术置入椎弓根螺钉，如没有置棒困难等特殊情况，各融合节段均使用单向螺钉，置钉前用球探探查钉道完整性，术中透视确定螺钉的位置和长度。将6mm钛棒预弯成需要的矢状面度数，先置入凹侧矫形棒，后置入凸侧棒，采用旋棒技术、顶锥去旋转技术进行矫形。将融合范围内的椎体棘突、后椎板进行去皮质操作，咬除的骨质植骨。术中进行自体血回输。

1.3 测量指标与统计分析 侧凸角度大小使用cobb法测量（确定测量节段的上端椎及下端椎，测量上端椎上终板平行线及下端椎下终板平行线之间的夹角）[3]。目前绝大多数学者采用经C7椎体中点的铅垂线（C7plumb line，C7PL）偏离骶骨中垂线（center sacral vertical line，CSVL）距离超过2cm来界定有躯干冠状面失平衡的发生[4]。本研究设定：侧凸方向值（若凸向左，记为：＋cobb角；若凸向右，记为：－cobb角）；所有侧凸方向值之和（脊柱所有侧凸方向值即正负cobb值相加）；侧凸矫正量（术前侧凸冠状面cobb角－术后侧凸冠状面cobb角）；侧凸矫正率（侧凸校正量／术前侧凸冠状面cobb角×100%）；C7PL－CSVL大小（测量C7椎体中心铅垂线到骶骨中垂线的水平距离，单位mm）；C7PLCSVL方向值（若C7铅垂线偏向骶骨中垂线左侧，记为“＋”C7PL－CSVL值；若C7铅垂线偏向骶骨中垂线右侧，记为“－”C7PL－CSVL值）；C7PL－CSVL变化量（术前术后C7PL－CSVL大小之差的绝对值）；C7PL－CSVL变化率（C7PL－CSVL 变化量／术前C7PL－CSVL大小×100%）。采用 C7PL－CSVL的大小和方向值来评价冠状面躯干平衡的情况（图1）。Somoske y等证实，基于向量的角度测量完全可以替代传统的手工二维测量，具有相似的精度和更高的可靠性和可重复性[5]。

1.4 统计学处理 采用SPSS 19.0软件对变量进行正态性检验。若符合正态分布，对相关参数进行配对t检验（P＜0.05为差别具有统计学意义），对各相关参数绘制散点图并进行Pearson相关性分析（P＜0.05为差别具有统计学意义）；若不符合正态分布，采用用秩和检验和秩相关（Spearman）。

2 结 果

2.1 相关参数术前组与术后组配对t检验 主侧凸cobb角、所有侧凸cobb角之和、C7PL－CSVL大小经正态性检验符合正态分布。术前术后主侧凸cobb角的变化、所有侧凸cobb角之和的变化、C7PL－CSVL大小的变化均有统计学意义（P＜0.05，表1）。

图1 测量指标示意图Fig 1 Schematic diagram showing measurement index

表1 术前术后相关参数Tab 1 Related parameters of preoperative and postoperative

2.2 散点图 术前C7PL－CSVL向量随术前主侧凸向量增大而增大，呈直线趋势；术前C7PL－CSVL向量随术前所有侧凸向量之和增大而增大，呈直线趋势（图2）。

图2 术前C7PL－CSVL向量与术前主侧凸向量Fig 2 Vector of C7PL－CSVL and vector of major curve in preoperation

2.3 相关性分析 术前C7PL－CSVL向量与术前主侧凸向量的相关性有统计学意义（r＝0.585，P＝0.004），术前 C7PL－CSVL向量与术前所有侧凸向量之和的相关性有统计学意义（r＝0.576，P＝0.005）；术后 C7PL－CSVL向量与术后主侧凸向量、术后C7PL－CSVL向量与术后所有侧凸向量之和、主侧凸校正量与C7PL－CSVL变化量、主侧凸矫正率与C7PL－CSVL变化率、术前C7PL－CSV大小与术前主侧凸cobb角、术前C7PL－CSV大小与术前所有侧凸cobb角之和、术后C7PL－CSV大小与术后主侧凸cobb角、术后C7PL－CSV大小与术后所有侧凸cobb角之和的相关性无统计学意义（P＞0.05 ，表2，图3）。

表2 变量的相关性分析Tab 2 Correlation analysis of the variables

图3 术前C7PL－CSVL向量与术前所有侧凸向量之和Fig 3 Vector of C7PL－CSVL and overall curves in preoperation

3 讨 论

本组资料中，术前术后主侧凸cobb角的变化、所有侧凸cobb角之和的变化均有统计学意义，并且所有侧凸cobb角之和的变化量大于主侧凸cobb角的变化量；术后主侧凸cobb角平均减小30.75°，术后所有侧凸cobb角之和平均减小52.0°；表明后路椎弓根钉－棒系统可以有效矫正AIS侧凸大小，同时由于脊柱力线重新构建，使得未行固定融合的侧凸也自发的减小了。术前术后C7PL－CSVL大小的变化有统计学意义，表明后路椎弓根钉棒系统可以有效减小冠状面C7铅垂线相对骶骨中垂线的偏移大小。本研究中，术前31.8%（7／22）的患者出现躯干冠 状 面 失 平 衡 （C7PL－CSVL ＞20mm），术 后90.9%（20／22）的 AIS 均获 得 CTB（C7PL－CSVL≤20mm），术后末次随访时平均C7PL－CSVL为9.42mm，表明采用后路椎弓根钉－棒系统可以有效恢复和重建AIS的CTB。

术前C7PL－CSVL向量与术前主侧凸向量的相关性有统计学意义（r＝0.585，P＝0.004），术前C7PL－CSVL向量与术前所有侧凸向量之和的相关性有统计学意义（r＝0.576，P＝0.005）；其中术前主侧弯凸出方向与术前C7PL－CSVL方向同向率达82.0%，术前所有侧弯方向值之和的方向与术前C7PL－CSVL方向同向率达86%，说明大多数情况下AIS术前主侧弯凸出方向与术前冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线偏移的方向是相同的，大多数情况下总体侧弯的凸出方向与术前冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线偏移的方向也是相同的，且AIS总体侧弯的凸出方向与术前冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线偏移方向的同向率略高于术前冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线偏移的方向。所以，无干预的自然情况下AIS患者冠状面上主侧凸和总体侧凸的凸向可用来预测自然情况下冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线的偏移方向，即冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线的偏移方向大多数情况下趋向于主侧凸的凸向和总体侧凸的凸向。因此，干预（如支具、矫形术）AIS患者躯干冠状面失平衡的重点应该是防止、纠正脊柱整体向主侧凸和总体侧凸的凸出方向偏移。术后C7PL－CSVL向量与术后主侧凸向量的相关性无统计学意义、术后C7PLCSVL向量与术后所有侧凸向量之和的相关性无统计学意义，说明术后术后残余侧凸的凸出方向对冠状面上C7铅垂线相对骶骨中垂线偏移的方向无显著影响，这提示术后影响脊柱冠状面平衡力线重构的因素较术前更加复杂，可能是由于植入的人工椎弓根钉－棒系统干扰了本身脊柱自然情况下的平衡与代偿的力线所致，也可能是手术破坏了椎旁的肌肉组织，使得原来维持脊柱平衡的自身肌肉－骨骼系统发生了变化。

22例AIS术后的主侧凸cobb角平均矫正率为71.2%，所有侧凸cobb角之和的平均矫正率为66.7%，C7PL－CSVL大小的平均矫正率为45.1%；但术后末次随访时有9.1%（2／22）的AIS术后躯干冠状面失平衡（C7PL－CSVL＞20mm）。主侧凸校正量与C7PL－CSVL变化量的相关性无统计学意义，主侧凸校正率与C7PL－CSVL变化率的相关性无统计学意义，说明主侧凸矫正率与躯干冠状面偏移的矫正率并不相关，主侧凸校正量与躯干冠状面偏移的矫正量并不相关；采用后路椎弓根钉－棒系统矫形时并非主侧凸矫正效果越好，对冠状面偏移的矫正的相应效果越好，主侧凸矫正与冠状面偏移的矫正并无直接关系。本次术后末次随访时平均C7PL－CSVL为9.42mm，因此，结合经验在恢复CTB、矫正C7PL－CSVL至9mm以下时，进一步矫正主侧凸不是必要的。术前主侧凸cobb角与术前C7PL－CSVL大小的相关性无统计学意义；术前所有侧凸cobb角之和与术前C7PL－CSVL大小的相关性无统计学意义；术后主侧凸cobb角与术后C7PL－CSVL大小的相关性无统计学意义；术后所有侧凸cobb角之和与术后C7PL－CSVL大小的相关性无统计学意义，说明侧凸cobb角与冠状面C7PL－CSVL大小无直接关系，并非术前侧凸角度越大冠状面C7PL－CSVL偏移越大，并非术后残存侧凸角度越小冠状面C7PL－CSVL偏移越小。临床工作中，确实存在脊柱侧弯的cobb角很大，但躯干冠状面平衡尚好，躯体形态异常不明显；反而脊柱侧弯的cobb角很小，但躯干冠状面失平衡明显，躯体形态异常严重的情况[6]。

本研究成功引入物理中表示大小和方向的向量概念，采用正负来标记脊柱侧弯的凸出方向，采用正负值来标记C7铅垂线相对于骶骨中间垂线的偏离移位方向。把侧凸的方向和C7PL－CSVL的偏离移位方向纳入研究，丰富了传统认识中侧凸cobb角和C7PL－CSVL的临床意义，很好的回答了手术前后侧凸方向与C7PL－CSVL的偏离移位方向的疑问，对AIS的冠状面平衡机制做了进一步的探究。目前影响AIS躯干冠状面平衡的因素还没有达成一个全面的共识，说明AIS冠状面的平衡是一个复杂的多因素问题。本研究探讨了AIS患者冠状面侧凸对冠状面平衡的影响，这只是躯干平衡关系中的一方面，还有矢状面平衡。目前衡量冠状面平衡的指标很多，但尚未建立统一完善的评价体系，除了本研究选用C7PL－CSVL，还有双肩高度差、椎体倾斜度、椎体侧方移位、顶椎偏移、骨盆倾斜度等[4，7]。冠状面侧凸的大小和方向与这些衡量躯干冠状面平衡的参数间的关系还有待进一步研究。

[1]李 明，王传峰.应重视青少年特发性脊柱侧凸患者生存质量的研究[J].脊柱外科杂志，2011，9（6）：31－32.

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[3]郑 欣，邱 勇，刘 臻，等.终板法与椎弓根法对青少年特发性胸椎脊柱侧凸cobb角测量的比较[J].中国脊柱脊髓杂志，2012，22（3）：224－228.

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[5]Somoske y S，Tunyogi－CsapóM，BogyóC，etal.Clinical validation of coronal and sagittal spinal curve measurements based on three－dimensional vertebra vector parameters[J].SpineJ，2012，12（10）：960－968.

[6]邱 勇.脊柱侧凸矫治中的平衡原则与美学理念[J].中国脊柱脊髓杂志，2008，18（9）：645－646.

[7]连纪文，徐 皓.成人脊柱侧凸中冠状面失平衡的影像学评价[J].中华临床医师杂志：电子版，2013，7（5）：2199－2202.