退变性胸腰椎 / 腰椎后凸的研究进展

李松 陈曦 邱勇 孙旭

退变性胸腰椎 / 腰椎后凸的研究进展

李松 陈曦 邱勇 孙旭

胸椎；腰椎；脊柱后凸；治疗；综述

退变性胸腰椎 / 腰椎后凸畸形 ( thoracolumbar / lumbar degenerative kyphosis，TL / LDK ) 是脊柱因退变性改变所引起的脊柱结构性畸形，主要表现为脊柱矢状面上胸腰椎或腰椎生理性前凸角度的减少或丢失，随后进一步发展为胸腰椎或腰椎后凸畸形[1]。流行病学调查发现，TL / LDK 常见于中老年女性，男女比例约 1∶4.5，平均发病年龄多介于 63.0～70.4 岁之间，与不良的生活方式、长期低头弯腰负重和重体力劳动等有关[1-3]。随着患者年龄的增长，骨质疏松、椎间盘退变和肌肉功能减退等，畸形持续进展，显著影响患者生活质量[4]。笔者对 TL / LDK 的研究现状作一综述。

一、TL / LDK 的发病机制

TL / LDK 的发病是多种因素共同作用的结果，其畸形的发生和进展与椎间盘退变、椎旁肌肉退变、椎体楔形变等密切相关[5]。随着年龄的增长，椎间盘高度随着水分的减少而逐渐丢失，一般表现为椎间盘前缘高度的丢失，随着椎间盘楔形变程度的增加，后凸畸形逐渐加重[6]。Manns 等[7]在侧位 X 线片上评估了 100 名无症状健康女性 ( 39～91 岁 ) 椎体和椎间盘对后凸的相对贡献情况，结果发现脊柱后凸角度与椎间盘前缘高度存在显著负相关性( r＝-0.34 )，即椎间盘前缘高度丢失越多，其脊柱后凸角度越大。Adams 等[8]研究表明，人体在直立状态下，脊柱所承受的轴向负荷与椎间盘退变等级密切相关，轴向负荷从椎体前中柱传递到后部椎弓处，当椎间盘严重退变时，前中柱承受压力更大，继而椎体也会发生相应的楔形变，导致脊柱后凸加重。

肌肉功能的退变是 TL / LDK 发病不可忽略的重要因素。Kang 等[9]对 54 例女性退变性腰椎后凸患者和 54 例女性慢性下腰痛患者椎旁肌形态进行评估，运用 MRI 测量 L4～5椎间盘水平腰大肌、竖脊肌、多裂肌以及椎间盘横断面面积，结果显示退变性腰椎后凸患者多裂肌和竖脊肌横截面积比慢性下腰痛患者显著减小，同时伴有更明显的脂肪组织沉积。Hyun 等[10]对 20 例退变性腰椎后凸的患者和 20 名健康志愿者进行了对比研究，测量了腰椎各个节段水平的椎旁肌截面积和脂肪浸润的情况，结果发现在 L1、L2、L3水平椎旁肌截面积在退变性腰椎后凸患者和对照组没有显著差异，然而在 L4和 L5水平多裂肌面积和竖脊肌面积要比对照组显著减小；另外，多裂肌和竖脊肌脂肪浸润也较对照组明显增加。Shahidi 等[11]的研究也证实了上述结果。以上主要是在影像学方面评估肌肉功能退变，Takemitsu 等[12]从组织学上对 TL / LDK 患者和健康者的两侧椎旁肌肉组织间张力大小和血红蛋白含量的差异分别进行了观察比较。结果表明脊柱后方多组肌肉出现肌肉组织纤维化改变，程度以中到重度多见，多累及多裂肌和骶棘肌。该结果提示 TL / LDK 患者中，由于脊柱在弯曲姿势时，肌肉组织长期过度拉伸，随之出现缺血、纤维化等一系列变化，进而导致肌肉出现明显萎缩。

二、TL / LDK 分型及代偿模式分析

TL / LDK 分型时需综合考虑胸腰椎 / 腰椎的畸形特点。Takemitsu 等[3]对 105 例 TL / LDK 患者进行了临床、影像学以及流行病学研究，将 TL / LDK 分为 4 种类型：I 型为退变性平背综合征，主要表现为腰椎前凸减小同时伴有胸椎后凸的明显丢失；II 型为轻度腰椎后凸同时伴有胸段轻度前凸；III 型为腰椎后凸增加伴有不同程度的胸椎前凸；IV 型为明显增大的胸椎后凸同时延伸到下部腰椎区域。然而，作为胸椎和腰椎连接部分的胸腰椎交界区，其交界区成角是 TL / LDK 畸形严重程度的重要影响因素之一[13]。因此，在对 TL / LDK 进行分类时，将胸椎代偿考虑在内是必要的[14]。

随后，Jang 等[1]依据胸腰椎交界角将 TL / LDK 分为两种类型，一种为胸椎代偿型，另一种为胸椎失代偿型。前者包括下腰段后凸型，即胸腰椎后凸的顶端及结构性弯位于下腰段，代偿弯通常从 L3至上胸段，胸腰段呈前凸；中腰段后凸型，即胸腰椎后凸的顶端及结构性弯处于中腰段，胸腰段呈前凸；腰椎平直型，即腰椎前凸减少或平直，结构弯位于下腰段，代偿弯通常位于胸椎，胸腰段平直。后者则是矢状面胸椎失代偿型，腰椎及胸椎呈后凸畸形。Jang 指出，在 Takemitsu 分型中，I 型、II 型和 III型可被划分至矢状面胸椎代偿型，而 IV 型可被划分至矢状面胸椎失代偿型。在此之前，Schwab 等[15]在对 98 例成人脊柱畸形患者进行长期随访后，提出 Schwab 分型。该分型主要依据腰椎前凸角度和 L3椎体终板在站立位 X 线片上的倾斜程度，将 LDK 分为 3 型。该分型主要是针对LDK 进行分型。由于 Jang 分型在分型时，同时考虑到其与胸椎区域的关系，故能全面、客观地反映 TL / LDK 的特点。

在评估 TL / LDK 患者矢状面形态时，其近端胸椎、远端骨盆和下肢关节的代偿性改变是不可忽略的因素之一。脊柱－骨盆－下肢链式结构[16]的提出表明脊柱、骨盆和下肢平衡密切相关，这种平衡结构一旦被打破，人体就会启动骨盆倾斜、腰椎前凸减小和下肢膝关节屈曲等代偿机制。在退变性后凸畸形患者中，远端骨盆以后倾来代偿腰椎前凸的减小以维持身体重心、保持直立平衡，相应地，骨盆入射角 ( pelvic incidence，PI ) 增加，骶骨倾斜角( sacral slope，SS ) 减小，而远端膝关节主要通过屈曲性改变来纠正躯干前倾。同时，近端胸椎后凸减少或轻度前凸以期纠正矢状面失平衡的趋势，即 Jang 等提出 TL / LDK分型中的胸椎代偿型。这些理论也得到了临床研究的印证，周恒才等[17]将 32 例退变性胸腰椎后凸患者和 30 例健康对照组脊柱骨盆矢状面形态进行对比发现，退变性胸腰椎后凸患者腰椎前凸角 ( lumbar lordosis，LL )、SS [ 分别为 ( 23.1±12.4 ) ° 和 ( 20.4±7.7 ) ° ]，显著小于对照组患者 LL、SS 的 ( 42.1±8.5 ) ° 和 ( 31.1±5.5 ) °。Bae 等[2]对 172 例有症状的 TL / LDK 患者进行了影像学分析，发现在矢状面失代偿过程中，有胸椎后凸减少或轻度前凸、颈椎过伸、髋关节伸展、膝关节屈曲等改变。当后凸畸形进一步加重，超出代偿能力之后，可能会产生脊柱－骨盆矢状面失代偿，即表现为 Takemitsu IV 型 ( 明显增大的胸椎后凸同时延伸到下部腰椎区域 ) 或 Jang 等提出的胸椎失代偿型。

三、TL / LDK 的临床表现

TL / LDK 患者一般临床表现为腰背部疼痛，疼痛主要位于后凸的顶点区，伴深部触痛，腰背伸肌、髂嵴以及骶骨后方也可有疼痛。少数患者由于代偿型胸椎前凸，也会诉胸背部疼痛，退变性脊柱后凸患者矢状面失平衡是诱发患者腰背部疼痛、影响生活质量最主要的原因。此类患者腰背部肌肉组织不同程度的萎缩、脂肪浸润和纤维化，同时还伴有不良的生活方式、长期低头弯腰负重和重体力劳动等。在躯干失平衡、不良的生活方式以及肌肉功能的退变等多种因素作用下，患者直立时椎旁肌群的工作负荷显著增加，长期的腰背部肌肉超负荷导致患者疼痛加重[18]。如伴有椎间盘突出和椎管狭窄，会引起下肢根性疼痛、麻木和间歇性跛行。同时，由于腰椎后凸和椎旁肌的萎缩，腰椎棘突明显突出。

对于 TL / LDK 患者而言，其往往具有以下特征性的表现：( 1 ) 行走困难、不能长时间站立、不能举重物且行走姿势各异，部分患者有典型的屈身姿势表现，在开始准备走路时可表现为膝关节屈曲等；( 2 ) 开始走路时表现为胸部直立的姿势，但随后逐步变成身体屈曲的姿势，疲惫时该姿势更加明显；( 3 ) 对于部分失代偿的患者，如Takemitsu IV 型 ( 明显增大的胸椎后凸同时延伸到下部腰椎区域 ) 或 Jang 等提出的胸椎失代偿型，为了直立及平视，颈椎长期处于过伸状态。这也得到了 Bae 等[2]的研究验证，其对 172 例 TL / LDK 患者脊柱骨盆矢状面进行分析，发现矢状面失代偿过程中，患者胸椎后凸减少或轻度前凸、颈椎过伸、髋关节伸展、骨盆后旋、膝关节屈曲等。

对于上述特征性的临床表现，Tauchi 等[19]提出了“脊柱－膝关节综合征”( spine-knee syndrome ) 概念，在退变性后凸畸形患者代偿机制中，远端膝关节主要通过屈曲性改变来纠正躯干前倾。值得注意的是与之类似的“膝关节－脊柱综合征”( knee-spine syndrome )，刘飞等[20]对 64 名健康人和 62 例膝关节骨性关节炎 ( knee osteoarthritis，KOA ) 患者的脊柱、骨盆及相关下肢矢状面参数进行分析，发现 KOA 患者呈膝关节明显屈曲、髋关节屈曲，导致其脊柱和骨盆呈前倾的矢状面代偿状态。但“脊柱－膝关节综合征”和“膝关节－脊柱综合征”最明显的鉴别点为是否伴有明显的骨盆后旋，Lee 等[21]通过应用控制膝关节活动度的膝支架模拟膝关节屈曲，发现健康人群在膝关节屈曲时 LL 也减小，躯干前倾，但 SS 和 PT并没有明显改变，表明膝关节屈曲对骨盆矢状面影响较小；而周恒才等[17]发现退变性胸腰椎后凸患者表现为显著的骨盆后旋转，即 PT 增加和 SS 减小。

TL / LDK 的临床表现无疑是多因素作用的结果，后凸畸形加重，伴随着患者年龄的增加、骨质疏松、肌肉功能的减退以及椎间盘退变性疾病等改变，形成一个恶性循环。矢状面代偿型会逐渐演变为矢状面失代偿型，患者腰痛恶化，躯干前倾明显，显著影响生活质量[1]。

四、TL / LDK 的治疗

1. TL / LDK 的保守治疗：保守治疗旨在预防畸形进展、缓解症状，其主要措施包括：( 1 ) 指导患者避免久坐、弯腰、负重等，养成良好生活工作习惯；( 2 ) 积极进行腰背部肌肉锻炼；( 3 ) 按摩、针灸、电疗、热疗等；( 4 ) 腰围或支具治疗；( 5 ) 对于症状明显患者，可予以NSAIDS 类药物、神经营养及促进修复类药物、硬膜外类固醇注射治疗；( 6 ) 积极抗骨质疏松治疗[22]。

2. TL / LDK 的手术治疗：对于保守治疗失败、严重腰背部疼痛、神经源性症状进行性加重、影响生活质量且不能耐受或畸形程度重、严重矢状面失平衡、脊柱畸形进展迅速的患者，需积极的手术治疗。手术目的是缓解疼痛、防止后凸进展、重建躯干平衡、恢复正常的功能[22]。

手术方式的选择：TL / LDK 患者往往伴有脊柱矢状面的失平衡，因此手术时首要考虑因素是矢状面平衡的重建[23]。多节段经关节突 V 形截骨 ( Smith-Petersen osteotomy，SPO ) 和经椎弓根椎体截骨 ( pedicle subtraction osteotomy，PSO ) 是广泛应用于胸腰椎后凸畸形的两种截骨矫形术式。在其适应证方面，SPO 术主要适用于 SVA 在 6～8 cm 的后凸畸形，平均每个截骨节段可以获得约 10° 的矫正[24]。而 PSO 术可以获得比 SPO 术更好的脊柱三柱松解，适应证主要包括矢状面严重失平衡 ( SVA＞12 cm )、严重僵硬的后凸畸形以及合并严重冠状面失平衡者[24]，单节段 PSO 截骨平均可以获得 30°～40° 的后凸矫正[25]。Bao等[23]比较 PSO 与 SPO 对退变性侧后凸畸形冠矢状面平衡重建的影响，结果发现虽然两种术式的适应证不相同，但均能有效重建矢状面形态。

最上端融合椎 ( upper instrumented vertebra，UIV ) 的选择：融合节段的正确选择是保证手术取得良好效果不可忽略的因素之一。近端融合椎选择不当会引起术后矫正效果不佳、畸形加重或矫正角度的丢失，甚至可能需要再次手术[26]。其总体原则是选择冠状面和矢状面上稳定、中立和水平的椎体，同时兼顾相邻节段无明显退变和后凸[27]。Silva 和 Lenke[28]根据退变性脊柱侧凸患者腰椎前凸及脊柱整体平衡等各方面提出 Lenke-Silva 治疗分级系统，其中 V 级和 IV 级患者伴有明显的腰椎后凸，作者建议胸椎固定广范围融合联合特定畸形节段的截骨术。随后，Kim等[29]进一步提出对于 TL / LDK 患者，应基于 Takemitsu 分型和截骨位置选择 UIV，在 Takemitsu 分型 1～3 型的 LDK患者中，当后凸顶点位于 L3时，其上端融合椎建议为L1～T10，当后凸顶点位于 L3以下时，其上端融合椎建议为 L1～2，而对于 Takemitsu 分型 4 型的 LDK 患者，其上端融合椎建议为 T10或更高。

目前，关于 UIV 的选择存在较大争议，Cho 等[26]对59 例进行回顾性分析，其中远端均融合至 L5或 S1，近端融合至 L1～2( 21 例 )、T11～12( 16 例 )、T9～10( 14 例 )，平均随访 5.9 年，结果前一组 ( 近端融合至 L1～2) 患者发生邻近节段退变的比例高达 47%，远高于后两组 ( 近端融合至T11～12和 T9～10) 的 20% 和 9%，此结果或提示 UIV 位于 L1或 L2处于应力集中区，容易发生邻近节段问题。但郑召民等[30]认为融合至 T10或以上同样有不足之处，如：( 1 ) 手术风险增加，因为需要固定的节段多，暴露范围广，增加了术中出血量和手术时间；( 2 ) 假关节发生率增高；( 3 )更高昂的器械费用；( 4 ) 需要牺牲更多节段的运动。同时Kim 等[31]的一项荟萃分析发现，近端融合至 T9～10、T11～12或 L1～2三者之间在术后临床症状、影像学效果、翻修率上差异均无统计学意义。

远端融合椎的选择：对于 TL / LDK 患者远端融合椎的选择，Kim 等[29]提出其原则上应该跨越截骨顶点 3 个节段。对于 Takemitsu 分型 1～3 型的患者，当后凸顶点位于 L3以下时，其远端应融合至 S1；而对于 Takemitsu 分型4 型的患者，基于 Lenke-Silva 方案其最上端应固定至 T10或更高节段手术，最远端应固定至 S1或髂骨[28]。目前，关于远端融合椎的选择主要争论点是 L5还是 S1，一般认为伴以下情况建议融合至 S1：L5～S1椎间盘严重退变；L5～S1滑脱，合并或不合并峡部裂；L5～S1椎板切除手术史，后方结构不完整；L5～S1椎管或椎间孔狭窄，需行椎管减压等。

但对于部分下腰椎截骨、骨盆倾斜、骨质疏松、存在远端固定失败或假关节风险等情况的患者，固定至 S1有时并未取得理想的效果，术后中远期随访可见远端固定失败或假关节等风险。Kim 等[27]对 144 例成人脊柱畸形远端融合至 S1的患者经行回顾性分析并随访 2 年，结果高达 15 例 ( 10.4% ) 在 L5～S1水平发生假关节，提示单纯骶骨固定强度有限。虽然远端延长融合至 S2有利于获得更好的稳定性和降低假关节发生率，但 S2螺钉固定进钉点和进钉方向差异较大，钉道较短，牢固性仍然达不到预期目标。为了预防上述问题，Zhu 等[32]提出了经 S2骶髂螺钉固定技术 ( second sacral ala-iliac，S2AI )，此钉道穿过骶骨侧块和骶髂关节，穿行于髂骨内，不仅钉道长，而且通过穿透 3 层骨皮质，远端固定作用显著增强。

五、术后并发症

TL / LDK 患者一般年龄较大，全身条件较差，往往合并其它系统性疾病如高血压、糖尿病、冠心病等，手术耐受力差，围术期风险大，术后常发生心肌梗死、肺炎、肠梗阻、泌尿系统感染、深静脉血栓形成等严重并发症，因此术前严格评估、术中严密监护以及术后密切观察必不可少，尽量减少围术期并发症[27,33-34]。术后中远期并发症主要包括：( 1 ) 近端交界区并发症，主要包括近端交界性后凸 ( proximal junctional kyphosis，PJK ) 和近端交界性失败 ( proximal junctional failure，PJF )，其发生率高达8.1%～46%，主要的危险因素包括过度矢状面和后凸矫正、近端交界区骨折、高龄和高体质量指数、远端固定至骶骨等[35]；( 2 ) 内固定棒断裂，术后断棒发生率可达7.1%～15.8%，断裂水平多与截骨水平一致或位于腰骶部移行区，而其危险因素包括残留后凸畸形、前柱缺损、单棒内固定、外伤、摇摆步态等[36-37]；( 3 ) 远端固定失败，包括螺钉松动、拔出和断裂等，以及假关节发生。腰骶部交界区作为活动度较大的腰椎与活动度极小的骨盆之间的移行区，承受了极大的应力负荷，且骶骨的骨质疏松亦较其它椎体更为明显，因此在一定程度上提升了螺钉拔出、断棒或假关节形成的发生率[38]。因而术前应合理评估患者病情和患者状态、采取恰当的手术策略和内固定方式、有效重建脊柱平衡等，以期降低术后并发症。

综上所述，TL / LDK 是因退变性改变所引起的脊柱矢状面畸形，主要表现为脊柱矢状面上胸腰椎或腰椎生理性前凸角度丢失，随后进一步发展为腰椎或胸腰椎后凸畸形，显著影响患者生活质量；治疗时须综合考虑患者情况，以选择合适的治疗方案，同时应采取恰当的手术策略和技术来降低术后并发症。

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( 本文编辑：王萌 )

Research progress on thoracolumbar / lumbar degenerative kyphosis

LI Song, CHEN Xi, QIU Yong, SUN Xu. Department of Spine Surgery, Drum Tower Hospital, Nanjing University Medical School, Nanjing, Jiangsu, 210008, China Corresponding author: SUN Xu, Email: drsunxu@163.com

Thoracolumbar / lumbar degenerative kyphosis ( TL / LDK ) is a sagittal spinal deformity resulting from spinal degeneration with a manifestation of the loss of normal thoracolumbar / lumbar lordosis. TL / LDK is one of the reasons that account for low back pain and trunk deformity with a prevalence in female geriatric patients. Various factors such as gender, age, unhealthy lifestyle, disc and paraspinal muscle degeneration and so on are closely related to the development of its pathogenesis. Thoracolumbar / lumbar region is always involved during its development and then postures like pelvic retroversion, hip fexion, knee hyperextension, cervical hyperextension and so on will emerge for its compensatory changes. Patients with TL / LDK are accompanied by old age, osteoporosis, muscle degeneration and other comorbidities. So it is of importance to evaluate comprehensively according to clinical symptoms and radiographic results of the patients, so as to choose an appropriate conservative or surgical method. To realign sagittal balance and prevent complications are the primary considerations in surgery. Thus, it is considered crucial to decide the surgical approach, osteotomy level, upper instrumented vertebra ( UIV ) and lowest instrumented vertebra ( LIV ). In this review, we focus on the research progress on TL / LDK to get a better understanding of its pathogenesis, classifcation, compensatory mechanism, management and complications.

Thoracic vertebrae; Lumbar vertebrae; Kyphosis; Therapy; Review

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.01.010

R682

210008 南京大学医学院附属鼓楼医院骨科

孙旭，Email: drsunxu@163.com

2016-10-10 )