退行性腰椎滑脱与非滑脱患者脊柱-骨盆矢状位序列的对比研究

刘俊杰，刘泽汉，崔燕明，王立春

(哈尔滨医科大学第二附属医院 骨科，黑龙江 哈尔滨 150086)



·论 著·

退行性腰椎滑脱与非滑脱患者脊柱-骨盆矢状位序列的对比研究

刘俊杰，刘泽汉，崔燕明，王立春

(哈尔滨医科大学第二附属医院 骨科，黑龙江 哈尔滨 150086)

目的:比较退行性腰椎滑脱与非滑脱患者间脊柱-骨盆矢状面序列的差异，并阐明相关因素。方法:随机选取我院行手术治疗、符合纳入标准的50例退行性腰椎滑脱患者(滑脱组)与50例非退行性腰椎滑脱患者(非滑脱组)，测量两组脊柱-骨盆参数，同时比较两组间的矢状面平衡。结果:滑脱组骨盆投射角(PI)、骶骨倾斜角(SS)、L4椎体斜度、L5椎体斜度、胸椎后凸角(TK)、腰椎前凸角(LL)明显大于非滑脱组。且在两组中，不同脊柱-骨盆相关参数间相关性不同。滑脱组中，PI与SS的相关性(r= 0.81，P<0.001)比PI与骨盆倾斜角(PT)的相关性(r=0.39，P<0.01)更密切。非滑脱组中，PI与PT的相关性(r=0.71，P<0.001)高于与SS的相关性(r=0.36，P<0.01)。结论:更大的PI可能导致椎体滑脱的发生和发展。不同的代偿机制有助于腰椎滑脱患者与非腰椎滑脱患者脊柱-骨盆矢状面序列的维持。

脊柱-骨盆矢状位参数； 骨盆投射角； 腰椎滑脱

腰椎滑脱(degenerative spondylolisthesis，DS)属于腰椎退行性疾病之一，其定义是腰椎椎体向前滑脱5%或以上，即滑脱椎体下终板后端距离下一椎体上终板后缘的垂直距离占下一椎体上终板长度的百分比达到或超过5%[1]。研究表明，脊柱矢状位平衡受骨盆形态及其序列的影响[2]。DS作为脊柱失衡再平衡的典型，DS患者脊柱-骨盆矢状位序列及其参数在国外成为研究热点并有较多的文献报道[3- 8]，而DS患者与患有腰椎退行性疾病的非DS患者间脊柱-骨盆矢状位序列的对比性研究在国内文献较少。本研究的目的在于比较DS与非DS患者间脊柱-骨盆矢状位序列间的不同，并阐明相关因素。

1 材料和方法

1.1 一般资料

2013年至2015年间于我院因腰椎退行性疾病接受手术的259例患者被收录在案，其中DS患者83例(男30例，女53例)，非DS患者176例(男51例，女125例)。因为性别是影响DS发生的因素之一，随机用医学图表从DS患者与非DS患者中各抽取50例患者(男25例，女25例)。DS组平均年龄为(64.1±9.2)岁，非DS组为(65.7±8.1)岁。比较两组患者间的不同特征，并按性别分别比较DS与非DS患者间的观察指标。患有其它脊柱疾病例如脊柱创伤、肿瘤、脊柱侧弯、伴或不伴脊柱滑脱的椎弓根峡部裂、严重的下肢骨关节炎的患者被排除在本研究之外。

1.2 观察指标

手术前拍摄站立位脊柱全长侧位X线片。患者双手自然握拳，轻轻贴于双侧锁骨，肘部充分屈曲，髋膝关节充分伸展[9]。所有X线片均使用同一种数字摄影系统和36.4 cm×44.0 cm非等比例纵向胶片。侧位放射线片不可用(比如双侧股骨头不可见)的患者被排除在外。

观察指标及其定义：骨盆入射角(PI)为经S1上终板中点垂直于终板的直线与连接股骨头中心与S1上终板中点连线的夹角；骶骨倾斜角(SS)为S1上终板与水平线间的夹角；骨盆倾斜角(PT)为铅垂线与经S1上终板中点与股骨头中心连线间的夹角；L4椎体倾斜角为L4椎体上终板与水平线间的夹角；L5椎体倾斜角为L5椎体上终板与水平线间的夹角。依据Jackson等[10]的步骤，脊柱参数测量如图1。采用Cobb法测量胸椎后凸角(TK)和腰椎前凸角(LL)，TK为T4上终板和T12下终板的夹角；LL为T12下终板和S1上终板的夹角。为评估整体平衡，同时测量HA(股骨头中点)和C7中点铅垂线间的水平距离(HAC7PL)。如图2。

A.PI； B.SS； C.PT； D.L4椎体倾斜角； E.L5椎体倾斜角

图1 脊柱-骨盆参数测量示意图

为研究腰椎曲度不同对DS发生的影响，按照Roussouly分型将样本人群进行分型并观察结果。Roussouly等[11]将两组中脊柱-骨盆矢状面排列分为4型：Ⅰ型：SS<35°，通常伴有小PI值，L5椎体的中心是LL顶点；Ⅱ型：SS<35°，LL的顶点位于L4椎体的基底；Ⅲ型：35°≤SS≤45°，LL顶点位于L4椎体中心；Ⅳ型：SS>45°，伴有大PI值，且LL的顶点位于L3椎体的基底甚至更高。

1.3 统计学处理

采用统计软件SPSS Statistics 22.0对数据进行统计分析，数据均以均值±标准差表示。DS组与非DS组中每个参数均行t检验。脊柱-骨盆参数间的联系使用皮尔逊相关系数测定，两组间的系数差异测试使用等级测试。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结 果

表1显示了DS组与非DS组脊柱-骨盆参数间的不同。DS组SS、PI、L4椎体倾斜角、L5椎体倾斜角、TK、LL均显著大于非DS组，而PT、HAC7PL两组间无明显差异。分性别比较，不论男性还是女性，DS组SS、PI、L4椎体倾斜角、L5椎体倾斜角、TK、LL均显著大于非DS组，见表2、3。DS组与非DS组L4椎体倾斜角均明显小于L5椎体倾斜角。

F.TK； G.LL； H.HAC7PL

图2 TK、LL、HAC7PL测量示意图

表1 DS组与非DS组脊柱-骨盆参数的比较

观察指标DS组(n=50)非DS组(n=50)P值PI/(°)56．9±10．148．2±9．0<0．001SS/(°)33．5±9．526．1±6．9<0．001PT/(°)23．3±5．921．9±9．10．415TK/(°)37．0±10．929．9±10．20．002LL/(°)47．7±16．135．7±9．1<0．001HAC7PL/mm15．1±32．515．2±29．80．989L5椎体倾斜角/(°)18．1±7．19．6±5．4<0．001L4椎体倾斜角/(°)7．7±5．72．9±5．2<0．001

表2 男性DS组与非DS组间脊柱-骨盆参数的比较

观察指标男性DS组(n=25)男性非DS组(n=25)P值PI/(°)57．1±11．148．1±8．20．002SS/(°)34．0±9．728．1±7．00．019PT/(°)22．3±6．920．9±9．00．102TK/(°)38．1±9．732．9±9．70．019LL/(°)47．9±16．237．1±8．90．005HAC7PL/mm13．1±29．512．2±27．80．816L5椎体倾斜角/(°)17．5±7．49．6±5．1<0．001L4椎体倾斜角/(°)7．7±5．52．7±5．10．002

表3 女性DS组与非DS组间脊柱-骨盆参数的比较

观察指标女性DS组(n=25)女性非DS组(n=25)P值PI/(°)56．9±10．149．1±9．90．009SS/(°)33．2±10．125．1±5．60．001PT/(°)24．3±6．224．9±5．90．612TK/(°)36．1±12．728．9±9．50．029LL/(°)47．1±16．734．1±8．70．001HAC7PL/mm17．1±34．519．2±29．80．852L5椎体倾斜角/(°)18．1±7．49．2±5．1<0．001L4椎体倾斜角/(°)7．5±5．52．6±5．30．002

两组均显示数个脊柱-骨盆参数间呈明显的正相关性(表4),但DS组与非DS组间脊柱-骨盆参数的相关程度不同。在DS组，PI与SS(r=0.81，P<0.001)及LL(r=0.59，P<0.001)的相关性要比与PT(r=0.39，P<0.01)的相关性更加密切。相反，在非DS组，PI与PT的相关性(r=0.71，P<0.01)要比与SS的相关性(r=0.36，P<0.01)更加密切。

在DS男性患者，按Roussouly分型方法，脊柱-骨盆矢状面序列的分型情况如表5。本研究中DS组患者多属Ⅱ型和Ⅲ型，非DS组患者多属Ⅰ型或Ⅱ型。

3 讨 论

PI于一个独特的个体而言是一个不变的形态学参数。Duval- Beaupere等提出了LL的初步估计公式，为LL=PI+9[12]，并以此知道恢复脊柱矢状位平衡。而孙卓然等[13]对171例正常青年国人的影像学研究表明，此公式并不适用于国人LL的估计。Legaye等[14]证明并完善了如下理论：对正常成人和脊柱侧凸成人受试者而言，PI决定骨盆的形状，并且与PT和SS有密切关联。另有报道称，SS与脊柱-骨盆参数密切相关，尤其是LL，这表明骨盆形状对胸腰椎脊柱的弯曲度有很大的影响。我们的研究结果同样表明脊柱-骨盆参数PI、SS、PT、LL和TK各自之间呈明显的正相关。

表4 DS组与非DS组间脊柱-骨盆参数的相关关系

相关组别DS组(n=50)r值P值非DS组(n=50)r值P值PI⁃SS0．81<0．0010．360．005PI⁃PT0．390．0030．71<0．001PI⁃TK0．240．132-0．170．312PI⁃LL0．59<0．0010．300．035PI⁃HAC7PL-0．040．8320．130．391SS⁃PT-0．190．212-0．310．015SS⁃TK0．260．0890．240．142SS⁃LL0．85<0．0010．78<0．001SS⁃HAC7PL0．170．328-0．170．223PT⁃TK-0．020．889-0．290．041PT⁃LL-0．370．019-0．280．080T⁃HAC7PL-0．300．0310．270．081TK⁃LL0．57<0．0010．62<0．001TK⁃HAC7PL0．100．612-0．090．513LL⁃HAC7PL0．400．0040．080．588

表5 脊柱-骨盆矢状面序列Roussouly分型结果 例

尽管诸多研究报道了DS的病因及发展的诱发因素，但很少有关于脊柱-骨盆矢状面序列，特别是PI对DS发展影响的研究报道。Barry等[15- 16]报道称DS患者的PI值(60°)显著大于正常人群PI值(52°)，并且研究结果暗示了骨盆的形状是DS的主要诱发因素。Schuller等[17]报道称DS组相较对照组(慢性间盘退变性疾病引起的下腰痛者)而言，PI(66.2°vs54.2°)和SS(42.3°vs33.4°)都有显著增大。何守玉等[18]的研究结果得出类似结论称，成人峡部裂性DS患者PI和SS与正常人相比均较大。这些也暗示着具有高PI和SS值的骨盆解剖方向可能是DS的一个诱发因素。而本研究得出类似的结果，PI(56.9°vs48.2°)和SS(33.5°vs26.1°)在DS患者比非DS患者明显增大，同样表明上述结论的可靠性。

以往研究显示，性别是影响DS发生的因素之一，女性DS患者大约是男性的4倍甚至更多。然而我们关于脊柱-骨盆矢状面序列依据性别进行分层抽样的研究表明，男性DS组患者的PI明显大于非DS组，女性DS组患者PI同样明显大于非DS组。本研究结果显示，男性DS患者的PI、SS等脊柱参数间无显著差异。因此，大的PI结合陡峭的SS角可能是男性与女性DS的一个共同诱因。为了代偿SS的增加和保持整体平衡，腰椎前凸与胸椎后凸将进行调整，从而看到了DS组患者更大脊柱曲度的特征性脊柱-骨盆序列。

Roussouly等[11]利用侧位X线片将160名正常志愿者的脊柱-骨盆矢状面序列分为4个类型。近期研究中，非DS患者主要被分为Ⅰ型或Ⅱ型(小骶骨倾斜角)，而DS患者则倾向于被分类为Ⅲ型或Ⅳ型(大骶骨倾斜角)，表明DS组的脊柱-骨盆序列与Roussouly分型中的Ⅲ型或Ⅳ型间存在正相关性，在DS组中，剪切力导致椎体滑脱发展的可能性要比非滑脱组大。此外，在DS组，患者脊柱前弯而没有骨盆后倾作为代偿，机械应力将集中于脊柱关节面导致关节炎，关节松动，最后导致椎体滑脱。近期研究表明，L4椎体倾斜角明显小于L5椎体倾斜角，因此L4/5椎体关节的压力可能比L3/4更大。相对而言，L4/5和L5/S1之间存在解剖学上的不同。L5和骶骨之间包括髂腰韧带的韧带结构要强于L4和L5之间的韧带结构，因此，这暗示着DS通常发生于L4位置。而本研究中，DS组患者多属Ⅱ型和Ⅲ型，非DS组患者多属Ⅰ型或Ⅱ型，机械应力多集中于L4/5节段，腰椎曲度形态对DS的发生具有一定影响。而PT和SS随体位改变而改变，当骨盆后倾时，SS、PT增大，而PI不随之改变。这也间接证明了脊柱-骨盆参数在DS发生及进展中起到一定作用。

最近Aono等[19]也报道了PI和DS发展之间的关系，Aono等选择了在侧位X线片中无DS表现的142名女性受试者进行了长期的前瞻性观察得出了此结论。这也就暗示着，大的PI不仅可能导致DS的发展，也有可能导致椎体滑脱的进展。

本研究中，两组均保持了整体的平衡。研究结果显示DS组与非DS组间的PT值并不存在明显差异(23.5°vs22.2°)。Schuller等[17]研究结果显示,DS组PT值较参照组有明显的增大(25.6°vs21.0°),他们指出高PI值患者的骨盆后倾其实是一种代偿机制。然而我们的研究证明，DS组与非DS组间脊柱-骨盆序列参数间的相关程度并不相同。在DS组，PI与SS的相关性要比与PT的相关性更加密切，这暗示着SS角的增大是代偿高PI值的主要因素。相反，在非DS组，PI与PT的相关性要比与SS的相关性更加密切，这暗示着PT角的增大是代偿高PI值的主要因素。

先前研究中，LL依据受试者摄像时的位置、被测的腰椎水平和年龄不同而变化。Kalichman等[20]报道，男性LL平均值为46.2°，女性为47.6°。Kanemura等[21]报道160名日本正常志愿者的LL平均值为54.0°。本研究中非DS患者LL的平均值为35.5°，此腰椎前凸相对较低。因此非DS组腰椎前凸的丢失可能与PT补偿性增长造成早期椎间盘退变有关。该机制中，PI值越高PT的代偿性增长就越高。因此，不同机制可能会有助于对DS和非DS患者进行骨盆矢状位平衡分析。

DS组中，与PT相比，PI与SS和LL的关联性更大，说明SS和LL是PI增长的主要原因。非DS组中，PI与PT的关联性比SS更大，说明骨盆后倾是代偿PI增长的主要因素。

目前的研究有几个方面的限制，包括样品量小、缺少正常人群并且更多的采用回顾性和横向设计而不是纵向研究设计。虽然多数研究展示了骨盆矢状位平衡的重要性，但此研究还包括PI对DS患者(与性别无关)所具有的不同病理机制，使人更清楚地理解DS的病理机制。

综上所述，DS组的PI明显大于非DS组的PI。大PI值可能导致或加剧椎体滑脱。DS组和非DS组脊柱-骨盆参数间的相关程度不同；不同的补偿机制可能有利于DS和非DS患者的骨盆矢状位平衡。

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Comparison of the spinopelvic sagittal alignment between patients with and without degenerative spondylolisthesis

LIU Jun- jie，LIU Ze- han，CUI Yan- ming，WANG Li- chun

(Department of Orthopedics，Second Hospital，Harbin Medical University，Harbin 150086，China)

Objective： To compare the differences in spinopelvic sagittal alignment between patients with and without degenerative spondylolisthesis(DS) and to elucidate the factors related to spinopelvic sagittal alignment. Methods: Fifty patients with degenerative spondylolisthesis(DS group) and 50 patients without degenerative spondylolisthesis(non- DS group) were randomly selected in patients who received surgical treatment in our hospital. Spinopelvic parameters of the two groups were measured and compared. Results: In the DS group， PI， SS， L4slope， L5slope， TK and LL were significantly greater than those in the non- DS group. Degrees of correlations among spinopelvic parameters between the two groups were different. PI was more strongly correlated with SS(r=0.81，P<0.001) than with PT(r=0.39，P<0.01) in the DS group. However， PI was more strongly correlated with PT(r=0.71，P<0.001) than with SS(r=0.36，P<0.01) in the non- DS group. Conclusion: Greater PI may lead to the development and the progression of vertebral slip. Different compensatory mechanisms may contribute to the maintenance of spinopelvic sagittal alignment in DS and non- DS patients．

spinopelvic sagittal alignment； pelvic incidence； degenerative spondylolisthesis

2015- 12- 05

2016- 02- 20

刘俊杰(1989-)，男，山东潍坊人，在读硕士研究生。E- mail：642484722@qq.com

王立春 E- mail：wlcbox@sina.com

刘俊杰，刘泽汉，崔燕明，等.退行性腰椎滑脱与非滑脱患者脊柱-骨盆矢状位序列的对比研究[J].东南大学学报：医学版，2016，35(4)：578- 583.

R681.5

A

1671- 6264(2016)04- 0578- 06

10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.04.024