退行性颈椎病患者颈椎矢状位参数的测量及意义研究进展

王春骅，毕郑刚

哈尔滨医科大学附属第一医院，哈尔滨150001

颈椎病是一种慢性进行性退行性疾病。由于长时间坐在办公桌前工作和学习，以及计算机和手机等电子产品的普及，颈椎病的发病率逐年上升，发病年龄呈下降趋势［1］。对颈椎退行性变的评估可为颈椎退行性疾病的预防和治疗提供依据。新近研究表明，颈椎矢状面的排列和平衡，包括颈椎前凸角度（CL）、矢状面位移和颈胸交界处相关的一系列参数，在维持颈椎的生理功能中具有重要作用，可作为评估颈椎退行性变的重要指标［2］。此外，越来越多的证据表明，颈椎病手术的临床疗效与颈椎矢状面平衡的重建显著相关［3］。通过对颈椎矢状位平衡的初步评估，有助于了解退行性颈椎病的病变程度，对制定手术方案有一定参考意义，并可以基于患者的颈椎矢状位参数制定个性化手术方案，达到理想的治疗效果［4］。目前，文献对于颈椎矢状位参数在颈椎病诊治过程中的意义尚无明确结论。现将颈椎矢状位参数的测量方法及临床意义综述如下。

1 颈椎矢状位参数的测量

1.1 CL 通常认为，颈椎前凸是比较理想的生理形态，能够使颈椎在无痛、省力的情况下保持正常的生理功能。评估CL的方法包括：①Cobb角：通常从C1到C7或C2到C7测量，绘制一条平行于C2下终板或从C1前结节延伸至棘突后缘的横线，以及另一条平行于C7下终板的横线，然后将两横线各做一垂直线，垂直线相交的夹角即是Cobb角；②Jackson应力切线法：绘制两条平行于C7和C2椎体椎体后缘的直线，测量它们之间的角度；③Harrison后切线法：从C2到C7画出平行于所有颈椎椎体后缘的直线，计算相邻夹角之和。Cobb法是目前临床测量CL的主要方法，因为它易于使用且较为可靠。对健康人群的X线片测量显示，C2～7Cobb角为-17.2°±12.1°［5］。超过这个范围的患者可能出现颈部肌肉疲劳和疼痛，加速颈椎间盘的退变，导致颈椎病。PASSIAS等［6］将C2～7Cobb角>10°定义为颈椎后凸畸形。

1.2 颈椎矢状位偏移（cSVA）分别测量C2和C7中心垂线与S1椎体后上角之间的距离［7］，即C2SVA和C7SVA，用来评估脊柱整体矢状位偏移；从C2椎体中心垂线到C7椎体后上侧面的中心垂线最短的距离，即C2～7SVA，用来评估颈椎局部矢状位偏移［8］；从头部重力线与C7椎体后上缘垂直线的最短距离，即头部重心（CGH）～C7SVA，用来评估颈椎整体矢状位偏移［9］。在侧位射线照片上，头颅重心可以用外耳道的前部作为重力线的起始点来近似代替。临床上通常采用C2～7SVA反映颈椎矢状位偏移，采用CGH～C7SVA判断颈椎本身的退变程度。C2～7SVA正常值为（15.6±11.2）mm，多用于判断手术预后，通常认为C2～7SVA>40 mm可能具有临床意义［10］。

1.3 颈胸交界处参数 颈椎与胸椎交界处为T1，承担着头颅与全部颈椎的力量，颈椎是整个脊柱中活动度最高的部分，胸椎是整个脊柱中活动度最小的部分，颈胸交界处矢状位参数对研究颈椎及整个脊柱矢状位平衡具有重要意义。

1.3.1 T1倾斜角（T1S） T1S是指T1椎体上终板切线与水平线之间的夹角。陈群响等［11］认为，cSVA、CL等参数仅能反映局部颈椎矢状位平衡，而T1S代表的是颈椎与全脊柱的平衡关系。WANG等［12］通过测量无症状患者及颈椎病患者的X线片发现，无症 状 者T1S值 范 围 为15.7°～40.9°（29.31°±6.04°），颈椎病患者T1S值范围为4.60°～39.00°（22.56°±6.88°）。LEE等［13］的一项前瞻性分析发现，T1S与颈椎矢状位平衡具有显著相关性，CL增加，T1S会随之增加；认为T1S是决定颈椎矢状面平衡的关键因素。INOUE等［14］发现，C7上终板倾斜角与T1S具有明显相关性，可以替代T1S在X线影像上的应用。

1.3.2 颈部倾斜角（NT）和胸廓入口角（TIA）LEE等［15］最早提出将NT和TIA纳入评估颈椎矢状位的参数。NT指由两条均起自胸骨上端的直线组成的夹角，一条为垂线，另一条经过T1终板的中点。TIA指T1终板中点至胸骨上端连线与经T1上终板中点的垂线的夹角，即TIA=NT+T1S。WANG等［12］报道，健康志愿者的NT值范围为22.7°～62.5°（45.21°±9.05°），颈椎病患者的NT值范围为33.30°～78.10°（52.94°±8.92°）。

1.4 脊柱—颅角（SCA）SCA是指C7斜率与连接C7终板中部和蝶鞍中部的直线之间的夹角。LE HUEC等［16］报道，健康人群或无症状的颈椎病患者的SCA为83°±9°。SCA可用于分析头部的位置，评价颅颈对位，预测CL的期望值；也可用于研究颈椎病围手术期及手术后的颈椎矢状位平衡。

1.5 颈椎活动范围（ROM）ROM能够最直接有效地反映颈椎活动能力，用于评估正常颈部的活动能力，以及伴有颈椎病、颈椎术后等情况下的颈椎活动能力。其参数包括：①C2～7运动范围：C2和C7椎体下终板平行线的夹角在颈椎过伸过屈位X线片上的差值；②节段角运动：相邻两椎体下终板平行线的夹角在颈椎过伸过屈位X线片上的差值；③节段性平移运动：相邻椎体在过伸过屈位X线片上的矢状位位移，>2 mm被认为颈椎失稳。节段角运动及节段平移运动是常用的判断颈椎矢状位稳定的参数。

1.6 T1倾斜角减颈椎前凸角度（T1S-CL） AMES等［17］在颈椎畸形分类系统中引入了T1S-CL，用于评估颈椎畸形程度及功能障碍。PASSIAS等［18］报道，无症状患者T1S-CL值为15.8°±9.4°；代偿型颈椎病患者术前为39.2°±8.7°，术后为13.6°±4.3°；失代偿型颈椎病患者术前为73.0°±20.9°，术后为18.9°±5.4°。T1S-CL值离平均值越远，提示颈椎畸形越严重，颈椎功能越差。

1.7 颈椎水平视线相关参数 矢状面的注视方向也被用于评估颈椎矢状位，水平凝视有助于人类完成与周围环境的互动。目前对水平注视的评估常用的指标是颏眉角（CBVA）。患者站立，膝盖伸直，颈部处于中立或固定位置，拍照后在照片中从患者下巴到额头画线，该线与垂直线之间的夹角即为CBVA［19］。健康人群的CBVA范围尚无明确定义，有研究认为，术后CBVA范围为+10°～-10°的患者有较好的生活质量［20］。

2 颈椎矢状位失衡与颈椎病的关系

目前关于颈椎矢状位参数与退行性颈椎病的关系尚无定论。生物力学方面的研究结果有利于我们理解颈椎矢状位对颈椎力学效应的影响。随着颈椎退行性改变的进展，椎间盘高度的丧失、颈椎后凸的进展、小关节突关节松弛等因素导致神经结构处于更高的受压风险中。

了解颈椎畸形中神经孔的大小有助于医者确定患者症状的解剖学驱动因素，从而制定合理的治疗方案。PATWARDHAN等［21］的体外实验发现，颈椎矢状位参数与颈神经孔大小明显相关，通过矢状位参数可评估颈椎神经孔的大小。因此，临床治疗中应密切关注颈椎后凸畸形患者的神经根症状，因为此类患者的椎间孔可能更窄。

颈椎失衡可能引起颈椎力线发生改变，导致颈椎最大负荷节段上移，加速颈椎间盘的退变。颈椎矢状位参数能够量化颈椎形态的改变，因此可以采用矢状位参数表明颈椎矢状位形态与颈椎病的相关性。王广超等［22］对颈椎进行力学分析，发现C2～7SVA与颈椎间盘退变的严重程度呈显著正相关，Cobb角与颈椎间盘退变程度呈负相关。C2～7SVA越小，Cobb角越大，颈椎间盘退变越严重，颈椎病进展越快。

此外，T1椎体承担整个颈椎的负荷，也是颈椎应力的集中点，因此，T1S升高可能导致应力重新分布，加速颈椎间盘的退变，诱发颈椎病［23］。颈椎矢状位参数改变可能反映颈椎轴向负荷产生转移，加速颈椎间盘退变，同时带来脊髓损伤等继发性改变。对颈椎矢状位失衡患者动态MRI的研究显示，cSVA>40 mm的患者在进行颈椎运动时椎管直径更窄，因此cSVA较大的患者脊髓损伤更严重［24］。

正常的前凸排列是颈椎有效运动和功能的最重要因素之一，失去正常的前凸排列可能会导致运动学上的病理变化，颈椎矢状位的改变影响运动学和每个节段对整体活动度的贡献。因此，颈椎失衡可能会导致承受整体运动主要载荷的节段发生变化，并加速其退化。MIYAZAKI等［25］认为，颈椎失去正常的矢状位形态后，颈椎各节段的平移运动和角度变化均有减小的趋势，最终可能会导致运动学的病理改变，加速功能运动单元的退化，导致颈椎病。然而，颈椎运动学上的排列改变与颈椎退行性变的关系到目前尚未阐明。但临床上在计划颈椎前路椎间盘切除融合术或人工椎间盘置换术时，应考虑生理性前凸重建，以防止退变和症状恶化。

在颈椎手术中，为了维持颈椎稳定性，大多数采用椎间融合，融合导致相邻运动节段的应力和应变增加，这可能导致邻近椎体加速退变，发生邻椎病（ASD）。据报道，颈椎术后临近节段退行性病变的发生率为28.28%，其中需要手术者占5.78%［26］。目前对于ASD的病因仍不完全清楚，但学者普遍认为颈椎的矢状位失衡是导致疾病的原因之一［27］。

综上所述，颈椎矢状面失衡通过减少颈椎神经孔面积，改变颈椎力线，加速颈椎间盘、关节及运动单元的退变，最终导致颈椎病和ASD的发生。

3 颈椎矢状位参数在颈椎手术中的变化及意义

3.1 颈椎矢状位参数在后路手术中的变化及意义

3.1.1 后路手术对矢状位参数的影响 后路手术能够去除压缩性骨成分和肥大的黄韧带，解除脊髓后方压迫，使脊髓向后漂移，间接使脊髓前部间接减压，有利于脊髓的恢复。但是后路手术破坏了颈后部韧带及肌肉复合体，破坏了维持颈椎稳定的结构，使颈椎无法保持前凸，因此术后常出现颈椎后凸畸形和矢状位参数改变［28］。杨鹏等［29］的回顾性研究发现，行椎管扩大成形术后，全颈椎矢状位参数都会发生改变，主要为下颈椎曲度变直，cSVA增大，头部重心前移；这些改变会导致轴性症状的产生。随着后路手术技术的改进，微型钛板用于后路手术，牢固连接掀起的椎板和同侧椎体，稳定性增加，恢复骨性支撑作用，颈椎受力更加均匀，对颈椎矢状位形态的改变更少。李冬月等［30］比较了微型钛板法和锚定法颈椎后路单开门椎管扩大成形术对颈椎矢状位参数的影响，发现微型钛板法术后对于颈椎矢状位参数的影响更小。

3.1.2 矢状位参数对后路手术预后的评估价值 椎管扩大成形术是一种间接减压手术，保证脊髓足够的后移才能够达到满意的临床效果。矢状位的形态对脊髓后移的程度具有重要意义，通过矢状位参数可以评估颈椎手术的预后。颈椎失衡的患者需要更加强大的后路肌肉力量维持颈椎矢状面形态，当后路手术破坏颈后部肌肉群时，此时肌肉代偿能力减弱，颈椎失衡更加严重，甚至中断脊髓后移位或产生脊髓前部撞击，最终导致神经功能恢复受损，影响临床效果。SAKAI等［31］研究显示，接受后路手术的患者中，术前存在颈椎后凸者术后日本骨科学会评分（JOA）低于无后凸者。提示后路手术不宜用于术前有颈椎矢状面失衡的退行性颈椎病患者。

多项研究显示，颈椎矢状位参数与后路手术的临床疗效有明显的相关性，但也有学者持不同意见。有学者认为，后路手术本身可以预防术后脊柱后凸，因为它为脊柱提供了支持，颈椎椎板成形术后并不总是发生后凸改变，并且前凸改变并不总是与良好的临床结果相关。LEE等［32］报道，行椎管扩大成形术的患者虽然取得了满意的减压效果，但矢状位参数与JOA评分、颈椎功能障碍指数（NDI）及健康调查简表评分均无明显相关性。

尽管后路手术与颈椎矢状位参数之间的相关性仍有一定的争议，但大多数研究证明，行后路手术时，术中重建CL和降低cSVA都会对预后产生积极的影响［33］。这表明对于颈椎病的患者，行后路手术治疗时，除了解除压迫的神经外，也应当适度纠正颈椎矢状位的失衡。

3.2 颈椎矢状位参数在前路手术中的变化及意义

3.2.1 前路手术对矢状位参数的影响 前路手术可以直接解除脊髓前方的压迫，扩大椎管容积，并且避免后方韧带肌肉复合体的损伤，术中撑开器、融合器和微型钛板的应用不仅能够加强脊柱的稳定，还能够更好地纠正颈椎后凸，重建颈椎生理曲度。常见的前路手术包括颈椎前路椎间盘切除融合术（ACDF）、颈前路椎体次全切除减压融合术（ACCF）。郭山强等［34］对接受ACDF术的患者进行随访，术后1年C2～7Cobb角由12.43°±8.46°增加到14.38°±8.58°。与ACCF相比，ACDF手术过程中除了使用钛板重建颈椎生理曲度之外，还采用椎间撑开器适当撑开椎间隙，更好地恢复椎间隙高度和颈椎生理曲度，对椎体的破坏较小，在维持颈椎稳定及改善颈椎失衡等方面可能更具有优势。余文超等［35］报道，ACDF和ACCF均能增大C2～7Cobb角，但如果术前T1S较大，行ACDF手术更为理想。

3.2.2 矢状位参数对前路手术预后的评估价值 目前对于颈椎矢状位参数与前路手术疗效的关系尚无定论。前路手术可有效纠正颈椎后凸畸形，减压彻底，矢状位参数与健康相关生存质量（HRQOL）存在相关性［36］，通过术后矢状位参数的量化，可以对前路手术疗效及预后进行评估。颈椎矢状位呈现前凸的患者，颈椎周围的颈肌和韧带可能维持较低的能量消耗，应力更加分散，颈椎后凸畸形和轴性症状的发生率更低，术后保持颈椎前凸可以带来积极的结果。

T1是连接颈、胸椎的关键椎体，固定在肋骨两侧，位置不变。因此，T1S可为确定颈椎矢状面平衡矫正提供参考值，但在临床环境中则情况更为复杂，改善临床预后的手术策略不能简单地讨论手术前后矢状面的参数，还必须考虑患者的临床症状和体位受压情况。当颈椎过度前倾时，人体反而会过多伸颈来进行代偿，以维持水平凝视的需要，对于术前T1S较大的患者，颈椎曲度更高，意味着更多的颈后肌肉缩短，甚至导致疼痛，手术预后较差。

HUANG等［37］研究发现，前路手术的预后与颈椎矢状位参数有关，较大的C2～7SVA和T1S-CL都可能出现良好的临床效果，但过大的T1S可能使预后变差。前路手术能够通过椎间撑开器提升椎间隙高度，使颈椎曲度增加，引起颈椎前倾，导致cSVA增加，颈椎生理曲度恢复更好，颈椎中心保持在较为稳定的区间内，有利于提高手术疗效，改善临床症状。曹胜等［38］认为，增大的cSVA预示着颈椎功能恢复较好及颈肩痛得到较好的改善。然而，对于涉及3个或更多节段的CSM患者，由于前路手术是在仰卧位进行的，并且涉及节段较多，可以更自然地获得可接受的C2～7SVA的充分纠正，前路手术的患者对颈椎失衡引起的颈部疼痛和不适的敏感性较低，术后症状的改善与只与脊髓减压有关，因此术后颈椎矢状位参数也可能没有显著变化，矢状位参数可能也不会对HRQOL产生明显的影响［39］。TANG等［10］研究认为，cSVA>40 mm可能导致更差的临床疗效。因此，颈椎前路手术中不宜对颈椎失衡纠正偏大。

颈椎矢状位参数的变化与颈椎病的发病机制、手术预后均有复杂的关系，在颈椎病发生发展过程中有着重要作用，在评估术后疗效等方面作用显著，进一步深入研究有助于更好地缓解患者的症状及提高生活质量，对临床具有较高的指导意义，充分利用参数与手术方式之间的相关性，达到治疗的个性化与最优解。目前对于颈椎矢状位参数范围尚未达成共识，研究矢状位参数的正常范围及纠正程度，达到改善预后及生活质量，是今后我们应关注的重点。