颈椎矢状位序列参数对脊髓型颈椎病临床疗效的影响

李翔宇 孙祥耀 鲁世保 孔超 郭马超 丁浚哲 孙思远

脊髓型颈椎病 ( cervical spondylotic myelopathy，CSM ) 为引起颈部脊髓功能损害的常见退变性疾病[1]，目前手术是 CSM 的主要治疗手段，但部分手术疗效并未达满意的结果，有研究对后路减压手术治疗 CSM 的疗效进行了比较，发现年龄、性别、症状持续时间，术前患者活动情况，都与手术疗效密切相关[2-5]。

对于颈椎平衡状态的评估通常以颈椎矢状位曲度作为参考依据，前凸的颈椎序列被认为是平衡的状态，在直立体位的基础上代偿胸椎后凸并能够以最小的能量输出保持视线水平[6-7]，而后凸的颈椎序列被视为异常状态，对颈椎病术后神经功能恢复有不利影响[8]。但目前研究认为单纯后凸或笔直的颈椎序列已不能作为颈椎病理性的表现，脊柱整体的平衡成为影响颈椎矢状位序列的因素[9]。同时部分研究将颈椎矢状位序列视为脊柱整体序列的一部分，找出颈椎矢状位参数与胸腰椎参数的关系，但并未形成统一意见[9-11]。对于脊柱整体平衡的研究有利于进一步认识颈椎矢状位参数的意义，目前颈椎矢状位参数在颈椎病中的作用尚在探索之中。本研究分析了无症状志愿者及 CSM 患者颈椎矢状位参数，目的在于报告颈椎矢状位参数与临床疗效的相关性。

资料与方法

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 2015 年 11 月至 2017 年 11 月在宣武医院骨科就诊的具有明确脊髓受压的临床表现，并且颈椎核磁等影像学检查证实脊髓受压，明确诊断为 CSM 者；( 2 ) 首次进行接受颈椎减压手术( 包括颈椎前路融合术及颈椎后路融合术 ) 治疗者；( 3 ) 随访资料完整者。

2. 排除标准：( 1 ) 既往有颈椎手术史、颈椎外伤史者；( 2 ) 脊柱结核、脊柱肿瘤、脊髓空洞症、肌萎缩侧所硬化症等引起脊髓信号改变的疾病者；( 3 ) 随访期间再次进行颈椎手术治疗者。

共招募 110 名无症状志愿者并行正侧位脊柱全长X 线片，排除脊柱矢状位失平衡 ( SVA＞±50 mm )[12]及脊柱侧凸 ( 正位 Cobb’s 角＞10° )[13]6 名。

本研究共纳入 104 名无症状成人作为对照样本。107 例 CSM 患者作为有效样本。收集数据包括：性别、年龄、病程时间、手术入路等，并对患者颈椎矢状位参数进行测量。

二、矢状位参数测量

采用无症状志愿者脊柱全长片即患者术前颈椎正侧位 X 线片进行测量。C2～7Cobb’s 角为 C2下终板与 C7下终板的夹角 ( 前凸为负值 )；颈椎矢状面轴向距离 cSVA ( cervical sagittal vertical axis ) 为 C2椎体中点垂线到 C7椎体后上角的距离；T1倾斜角为：T1椎体的上终板切线与水平面之间的夹角。C2～7/ T1为C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角的比值。所有数据由 2 名骨科医生测量并取平均值 ( 图 1 )。

图 1 C2～7 Cobb’s 角、T1 倾斜角、cSVA 测量示意图Fig.1 Visual representation of C2-7 Cobb’s angle, T1 slope and cSVA measurement

三、临床疗效评价

CSM 患者的手术疗效通过改良日本骨科协会评分 ( modified Japanese orthopaedic association，mJOA )以及改善率进行评价，改善率＝( 术后评分－术前评分 ) / ( 18－术前评分 )×100%。

四、统计学处理

采用 SPSS 22 ( SPSS 公司，美国 ) 统计软件对测量结果进行数据统计及分析，连续性变量采用x-±s表示，采用两独立样本T检验 ( Student’sttest ) 分析无症状成人与颈椎病患者颈椎矢状位参数的差异，采用单因素方差 ( one-way ANOVA ) 分析、秩和检验( kruskal-wallis test ) 来比较不同组间变量的差异，P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

术前平均 mJOA 评分为 ( 10.16±1.82 ) 分，末次随访 mJOA 为 ( 15.20±2.26 ) 分，较术前明显改善，差异有统计学意义 (P＜0.001 )，平均 mJOA 改善率为 ( 65.39±24.72 ) %。术前颈椎矢状 C2～7Cobb’s角平均值为 ( -18.80±9.68 ) ° ( -0.5°～-40.3° )，T1倾斜角平均值为 ( 24.25±7.71 ) ° ( 5°～47.4° )，cSVA 平均值为 19.51±13.86 ( -6.4～61.50 ) mm，为减小颈椎前凸角个体差异并评估颈椎矢状位平衡状态，选取 C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角的比值C2～7/ T1进行评估，平均值为 -0.79±0.36 ( -0.04～-1.56 )。对应 104 名无症状成人志愿者样本，平均年龄为 ( 51.16±16.28 ) 岁，C2～7Cobb’s 角平均值为 ( -15.29±8.31 ) ° ( -1.3°～-34.7° )，T1倾斜角平均值为 ( 20.18±5.95 ) ° ( 7.6°～29.5° )，cSVA 平均值为 16.58±7.67 ( 0.10～3.11 ) mm，C2～7/ T1平均值为 -0.73±0.28 ( -0.06～-1.39 )。无症状患者与CSM 患者颈椎矢状位参数对比，结果显示 CSM 患者cSVA、C2～7/ T1比值较无症状成人更大，差异有统计学意义 ( 表 1 )。

对无症状成人的颈椎矢状位参数进行 Pearson 相关性分析，发现 C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角存在线性关系 (r＝0.736，P＜0.001 )，由此可推导 C2～7Cobb’s角与 T1倾斜角的比值在一定范围内波动。选取无症状成人 C2～7/ T1数值中间 80% 作为参考区间，以第10 百分位到第 90 百分位 ( -1.0～-0.35 ) 作为中等比值分组的依据对 CSM 患者进行分组，则 C2～7/ T1＞-0.35 为高比值组 ( high ratio group，HR )，-1.0＜C2～7/ T1≤～-0.35 为中比值组 ( fair ratio group，FR )，C2～7/ T1≤ -0.1 为低比值组 ( low ratio group，LR )。三组不同 C2～7/ T1比值的 CSM 患者的临床特征以及颈椎矢状位参数 ( 表 2 )。

表 1 无症状患者与 CSM 患者颈椎矢状位参数对比Tab.1 Cervical sagittal parameter comparation between patients with cervical spondylotic myelopathy and asymptomatic adults

不同 C2～7/ T1分组中，三组临床特征 ( 年龄、性别、BMI、吸烟史、并发症等 ) 无明显差异，考虑基本排除临床特征的混杂因素；在三组颈椎矢状位特征比较中，T1倾斜角无明显差异，而三组 C2～7Cobb’s 角有明显差异 (F＝76.96，P＜0.0001 )，说明三组 C2～7/ T1比值的差异主要由 C2～7Cobb’s 角不同导致。三组 C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角的比较( 图 2 )。对于患者临床疗效的比较中，高比值组平均 mJOA 改善率为 ( 56.28±23.84 ) %；低比值组平均 mJOA 改善率为 ( 55.85±24.39 ) %；中比值组平均 mJOA 改善率为 ( 73.33±22.66 ) %，中比值组患者术后 mJOA 恢复率最高，远大于其它两组，差异有统计学意义 (F＝7.309，P＝0.001 )，三组 mJOA改善率结果如图 3 所示。对于年龄、术前症状持续时间，中比值组患者的数值较其它两组更小，但差异无统计学意义。

图 2 不同 C2～7 / T1 分组的 C2～7 Cobb’s 角和 T1 倾斜角Fig.2 C2-7 Cobb’s angle and T1 slope in 3 C2-7 / T1 ratio groups

表 2 不同 C2 ～ 7 / T1 比值分组的患者特征及矢状位参数Tab.2 Clinical characteristics and sagittal parameters of cervical spondylotic myelopathy in 3 different C2-7 / T1 ratio groups

图 4 为三个比值分组患者代表的颈椎侧位 X 线片，图 4a 患者术前 mJOA 为 11 分，末次随访 mJOA改善率达 86%，其 C2～7/ T1为 -0.76，属于中比值组；图 4b 患者术前 mJOA 也是 11 分，末次随访mJOA 改善率为 57%，其 C2～7/ T1为 -0.11，属于高比值组；图 4c 患者术前 mJOA 是 13 分，末次随访mJOA 改善率为 60%，其 C2～7/ T1为 -1.48，属于低比值组。

图 3 不同 C2～7 / T1 分组的 mJOA 改善率Fig.3 mJOA recovery rate in 3 C2-7 / T1 ratio groups

讨 论

本研究评估了颈椎矢状位参数与 CSM 手术疗效的关系，通过对 C2～7/ T1比值分组，发现手术愈后较差的患者有症状时间越长的趋势，此结论与之前的研究结果相同[14-15]，较长时间的颈椎病症状意味着脊髓受压迫时间较长，同时更容易导致神经细胞的不可逆损伤，同时长时间的颈椎病症状可能预示脊柱退变的发生，并进一步出现脊柱矢状位平衡性改变，因此症状时间越长可能预示 CSM 患者愈后越差。对于颈椎矢状位参数，发现 C2～7/ T1比值过大或过小均与手术不良愈后有关。

正常人群中，C2～7矢状位角度受 T1倾斜角等下位椎体矢状序列的影响，Lee 等[10]采用 77 名健康人的 C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角进行线性回归分析发现：C2～7Cobb’s 角＝21.668－1.228×T1倾斜角 (r2＝0.389 )，Núñez-Pereira 等[16]发现 C2～7Cobb’s 角与C7倾斜角的关系：C7倾斜角＝-16.5＋0.44×C2～7Cobb’s 角 (r＝0.53，P＜0.000001 )。Tang 等[6]同样发现 C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角的线性关系 ( Pearson相关系数＝0.38，P＜0.001 )。赵文奎等[17]通过测量132 名无症状成人脊柱参数，认为 C2～7Cobb’s 角与T1倾斜角 (r＝-0.422 ) 相关，这与研究结果一致。基于以上理论依据，笔者提出一个全新的参数 C2～7/T1即 C2～7Cobb’s 角与 T1倾斜角的比值以减小个体化差异，并依据此值大小判断脊柱矢状位平衡情况。

在胸腰椎发生病理性改变时往往会出现脊柱各节段代偿，以此维持视线水平状态，Barrey 等[18]提出了退变脊柱的代偿机制，脊柱退变时伴随着腰椎过伸以及胸椎后凸的减小，颈椎前凸会出现代偿性增大。Diebo 等[11]认为颈椎代偿由下段颈椎( C2～7) 开始，当出现颈椎严重病变 C2～7段无法完全代偿时，C0～2段作为补充参与代偿以保持视线水平。Yu 等[9]通过对比正常人与颈椎病患者，发现两组 C0～2角度存在差异，颈椎病患者 C0～2角度更大，这可能与 C0～2段参与代偿有关。Ames 等[19]认为脊柱退变时发生矢状位失平衡，进一步导致颈椎矢状位序列参数受到影响，并提出如图 5 所示代偿机制，最终颈椎矢状位代偿以维持视线水平，图 5b和图 5c 为脊柱矢状位不平衡的两种状态，图 5b 为脊柱后倾，颈椎前凸代偿性减小或发生后凸，此时 C2～7Cobb’s 角绝对值减小，对应 C2～7/ T1比值增大，图 5c 为脊柱前倾，颈椎前凸代偿性增大，C2～7Cobb’s 角绝对值增大，C2～7/ T1比值减小。所以C2～7/ T1值过大或过小都可能是颈椎序列受到脊柱失平衡影响造成的，本研究中 104 例 CSM 患者 C2～7/T1的平均值为 -0.79±0.36 ( -0.04～-1.56 )，其范围大于无症状成人组，以无症状成人 C2～7/ T1比值作为参考，选取 -1.0～-0.35 作为中比值组，并与高比值组、低比值组进行比较，中比值组患者 mJOA 改善率更高，术后效果更好。所以笔者认为 CSM 患者C2～7/ T1值过大或过小均会造成术后愈后效果较差，并且 C2～7/ T1的变化可能与脊柱矢状位处于非平衡状态而发生颈椎序列代偿有关。脊柱平衡状态改变时，为维持视线水平，颈椎可能发生代偿并改变颈椎矢状位序列，图 5b 和图 5c 两种代偿均提示脊柱退变的发生。

图 4 不同比值分组患者代表的颈椎侧位片 a：患者为中比值组；b：患者为高比值组；c：患者为低比值组Fig.4 Cases of 3 C2-7 /T1 ratio groups a: Fair ratio group; b: High ratio group; c: Low ratio group

在 C2～7/ T1比值分组中，各组 T1倾斜角的平均值无显著差异，C2～7/ T1的差异主要由 C2～7Cobb’s角度改变导致，Knott 等[20]认为 T1倾斜角度是评估脊柱矢状位平衡的重要参数，当 T1倾斜角＞25°或＜13° 时可能预示脊柱矢状位的不平衡，所以在脊柱矢状位平衡状态下，相较于 C2～7角度范围，T1倾斜角的变化范围较小，这与此研究的数据结果一致，但本研究中颈椎病患者 T1倾斜角较无症状成人相比更大，虽然没有统计学差异，但可能与患者的高龄特征以及脊柱退变产生的差异性相关。

许多研究均提出 cSVA 值与其它颈椎矢状参数相关，赵文奎等[17]提出 cSVA 与 C0～2角度存在相关性，而与 C2～7角度无关，但 Tang 等[6]认为 cSVA 与C2～7角度存在线性关系，Diebo 等[11]认为脊柱 SVA越大、胸椎后凸角越大，对应 cSVA 也会越大，并提出 cSVA＞41 mm，患者较难维持脊柱平衡及视线水平，有研究指出正常人群中 cSVA 值的波动范围较小，一般在 20 mm 之内[21]，所以过大的 cSVA 可能是颈椎矢状位序列的病理性表现。本研究中愈后差组 cSVA 平均值大于其它两组，虽未有显著性差异，仍能反映颈椎矢状位退变的趋势，这与 Mohanty等[22]研究结果一致，多数颈椎病患者能保持颈椎矢状位平衡。无论发生颈椎曲度增大代偿或是颈椎曲度减少代偿，患者 cSVA 均有增大趋势，这与 Tang等[6]通过评估患者术后颈椎 X 线片认为 cSVA＞40 mm，患者健康生命质量评分较低的结论一致，说明颈椎矢状位平衡失代偿时会产生较大的 cSVA。本研究中术前 cSVA＞40 mm 的患者共 4 例，平均mJOA 改善率为 57.75%，较总体 mJOA 改善率低，但样本量较小，仍需进一步研究完善并验证 cSVA与颈椎病手术疗效的关系。

图 5 a～c：合适的矢状位序列有利于维持正常姿态，当矢状位序列发生异常时，颈椎序列会发生代偿以维持正常视线水平，从而发生颈椎矢状位参数的改变Fig.5 a - c: Proper sagittal alignment facilitated posture maintenance,and poor alignment may lead to compensatory mechanisms that alter alignment parameters of the cervical spine to maintain horizontal gaze

目前对于成人脊柱畸形常用 Schwab-SRS 分类法[23]，但此方法未考虑颈椎矢状位序列情况。Lamartina 等[24]提出了退变脊柱矢状面平衡变化的三个阶段：矢状位平衡阶段、矢状位平衡代偿阶段、矢状位失平衡阶段，其中代偿阶段尚可通过增加肌肉力量来维持重心平衡与视线水平，同时该研究提出脊柱矢状位畸形及代偿机制存在 8 种类型，在颈椎序列后凸畸形类型中会引发腰椎前凸增大或胸椎后凸代偿；而胸椎后凸畸形会造成颈椎及腰椎前凸增大来进行代偿。这两种代偿机制的结果可能与 Ames 等[19]提出的代偿机制类似，但尚不能确定颈椎序列异常是畸形的原因还是失平衡后代偿的结果。

本研究尚存在一些不足，由于是回顾性研究，不能保证患者基本情况的一致性，同时对于患者颈椎矢状位代偿情况基于之前的研究进行分析，没有通过队列性研究进行检验，对于颈椎矢状位失平衡的发展有待进一步研究，并且应纳入更多的患者以增加结果的可靠性。但本研究创新性地提出了颈椎矢状位 Cobb’s 角度与 T1倾斜角比值即 C2～7/ T1来评估患者颈椎矢状位代偿情况，并通过检验认为C2～7/ T1比值与 CSM 患者手术愈后存在一定关系，说明严重的脊柱退变造成颈椎矢状位代偿以及失平衡均可能影响 CSM 患者的愈后。

综上所述，颈椎矢状位 Cobb’s 角与 T1倾斜角比值过大或过小是脊柱矢状位失平衡引起颈椎序列发生代偿的结果，颈椎矢状位序列参数变化与手术疗效存在相关性。本研究结果显示，在 C2～7/ T1比值进行分组中，中比值组的患者术后疗效更好，考虑中比值组患者颈椎矢状位平衡良好，尚未发生矢状位序列改变。但本研究样本量较小，可能发生统计数据的偏移，并且随访时间有待增加，所以需要进一步研究来获得更为可靠的结果。