无症状汉族人群脊柱-骨盆矢状面参数测量影响因素的探索性研究

刘淼淼 吕 锐 程薇薇

(1.首都医科大学附属北京天坛医院医学影像放射科, 北京 100070；2. 中国中医科学院西苑医院老年科 国家中医药管理局全国老年病医疗中心，北京 100091)

脊柱矢状面失衡与脊柱畸形、退行性疾病之间存在相关性[1-2]，评估脊柱-骨盆平衡是诊疗的重要部分，许多重要的脊柱-骨盆参数可用于评估脊柱-骨盆的平衡[3]。正常人群脊柱-骨盆参数的参考值范围对于脊柱-骨盆相关疾病的病因学、发病机制的研究和手术方案的制定有重要意义[4-7]。本研究通过对85名生活在北京地区的汉族无症状中国人群脊柱-骨盆矢状面参数进行研究，建立汉族人群脊柱-骨盆参数的参考值范围，并对其影响因素加以分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年8月1日至2017年8月31日，在首都医科大学附属北京天坛医院就诊患者入选的招募项目研究志愿者，所有志愿者均签署知情同意书。入选标准：①年龄21～65岁；②经脊柱外科医师通过临床体检和全脊柱X线片排除脊柱-骨盆畸形。排除标准：①慢性腰腿痛；②双下肢不等长；③髋部、膝部、踝部畸形；④既往脊柱手术史；⑤既往骨盆、髋关节外伤或手术史。本研究共入组85例，入选者平均年龄(46.0±14.1)岁，平均体质量(61.2±8.3) kg，平均身高(167.7±7.5) cm。按性别分为男性组和女性组，男性39名，女性46名。以体质量指数22 kg/m2为界，分成两组低体质量组与高体质量组。

1.2 影像学测量

所有志愿者按照标准体位拍摄全脊柱正、侧位X线片[8]。采用14×36英寸的片盒，72英寸的投照距离进行X线摄片。正位摄片时志愿者应站立位，双脚分开，与双肩同宽；双膝关节自然伸直，抬头平视前方，双手自然下垂于身体两侧。侧位摄片时志愿者躯干左侧对着暗盒，双手屈肘成90°，水平举于胸前[9]。X线片必须包括C1至股骨头，两侧包括整个躯干。摄片前应摘下戒指、手镯、耳环等首饰，以免产生干扰。

通过院内影像归档与通信系统(Picture Arching Communications System，PACS)进行脊柱-骨盆矢状面影像学参数[1，5-7]测量(图1，表1)：①骨盆入射角(pelvic incidence,PI); ②骨盆倾斜角(pelvic tilt,PT), ③ 骶骨倾斜角(sacral slope,SS); ④腰椎前凸角(1umbar lordosis,LL); ⑤胸椎后凸角(thoracic kyphosis,TK); ⑥颈椎前凸角(cervical lordosis,CL); ⑦ 脊柱矢状位平衡(sagittal vertical axis,SVA); ⑧总腰骨盆角(total lumbopelvic lordosis angle，PR-T12 angle); ⑨脊柱骶骨角(spino-sacral angle，SSA);⑩骶骨骨盆角(sacral pelvic angle，SPA)。所有影像学数据均由两名放射科医师分别独立测量两次，取平均值。所有测量数据均具有较高的可接受性和可靠性，采用组内和组间相关系数对各指标的信度进行了评估，各影像学参数的可信度均在0.9以上。

图1 无症状汉族人群脊柱-骨盆矢状面参数测量 Fig. 1 Measurement methods for spinopelvic parameterPI: pelvic inci-dence； PT: pelvic tilt; SS: sacral slope； LL: lumbar lordosis； CL: cervical lordosis； TK: thoracic kyphosis； SVA: sagittal vertical ax is； PR-T12: lumbopelvic lordosis angle； SSA: spine-sacral angle； SPA: sacral pelvic angle.

表1 脊柱-骨盆矢状面参数的测量方法Tab.1 Methods of measurements of spinopelvic parameters

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 基本情况

本研究85名志愿者PI、PT、SS、LL、TK、CL、SVA、PR-T12、SSA和SPA的平均值分别为 51.1°±8.2°、18.5°±8.0°、32.8°±6.3°、36.7°±11.8°、20.8°±11.3°、11.2°±9.7°、(14.9±39.6) mm、75.6°±9.8°、122.9°±7.8°、54.3°±7.1°，详见表2。

表2 脊柱-骨盆各参数测量结果Tab.2 Basic characteristics of the participants and detailed values of the angular parameters

续表2

2.2 性别及体质量脊柱-骨盆参数对比结果

女性的PT、TK和CL更小，SS、LL和SVA更大，其余参数之间比较，差异无统计学意义(表3)。LL和TK与体质量指数相关，两组比较差异有统计学意义。低体质量指数组的LL比高体质量指数组更大，TK更小(表4)。

表3 男女脊柱-骨盆参数对比Tab.3 Comparison of spinopelvic parameters between gender groups

表4 脊柱-骨盆参数和体质量指数的对比Tab.4 Comparison of spinopelvic parameters between BMI groups

2.3 性别及体质量与脊柱-骨盆参数对比结果

女性的SVA和SSA更大，与男性相比，差异有统计学意义(P<0.05),其余参数间差异无统计学意义(表4)。体质量两组间各参数差异均无统计学意义(表5)。年龄与TK、SVA呈正相关，与LL、PR-T12、SSA呈负相关，体质量指数与PR-T12呈负相关(表5)。

表5 年龄、BMI与脊柱-骨盆参数间的相关性分析Tab.5 Correlation analysis of age，BMI and spinopelvic parameters

3 讨论

回顾的文献[3，10-13]报道认为PI参数是脊柱-骨盆矢状面参数的核心参数。研究正常成年人脊柱-骨盆参数对脊柱手术方案的制定具有重要意义。这些参数能更好的分析脊柱退行性变、脊柱侧凸等疾病。譬如，术后LL的重建可以根据术前的PI和TK来预测[14]。术前较大的PI和PT也可能导致术中TK的重建困难[15]。因此国内外针对正常成年人群的脊柱-骨盆矢状面参数做了大量研究[4-7，16]，分析各个参数之间的相关性。但目前的研究结果因为种群差异性、样本量小，远远不够。因此， 需要进一步收集更多的数据来完善正常成年人群的参考值。

本研究共征集了85名无症状中国汉族志愿者，测量了一系列脊柱-骨盆矢状面参数。文献[3]认为PI是最重要的脊柱-骨盆矢状面参数，也是不随姿势和病变而改变的参数。本研究得到的结果PI为51.1°±8.2°，远大于文献[5-7]报道的亚裔人群。LL和TK的趋势相反，SS和先前报道[5-7]的数据比较，差异无统计学意义。

笔者认为，导致差异的最可能因素是年龄。本研究的平均年龄为(46.0±14.1)岁，比Zhu等[7]、Endo等[5]、Lee等[6]报道的年龄都大。然而，相对年龄段是否会影响脊柱-骨盆矢状面参数，目前仍然需要流行病学追踪和大数据的研究证实。最近一些研究[17-19]显示脊柱-骨盆矢状面的一些矢状面参数随着年龄增加而变化，是值得关注的变量因素。 Mac-Thiong等[4]也认为脊柱-骨盆矢状面参数和年龄相关。 Zhu等[7]发现PT随着年龄的增加而增大。但是 Hamerberg等[20]认为，脊柱-骨盆矢状面参数和年龄无明显相关性。本研究认为，TK、SVA与年龄呈正相关，LL、PR-T12、SSA与年龄呈负相关，SS与年龄无明显相关性。因此，在制定精确的脊柱手术治疗方案时，不仅需要考虑脊柱-骨盆矢状面参数，也需要考虑年龄因素。

多项研究[6-7，21-26]显示人群的种族和脊柱-骨盆矢状面参数明显相关性。将本研究结果与先前的亚裔人群和高加索人群数据对比，发现SS和种族明显相关。这个结果与Zhu等[7]的研究结果一致。然而，其他脊柱-骨盆矢状面参数和种族并没有发现明显相关性。尽管如此，制定脊柱手术矫正方案时应该考虑到种族的差异。

目前，研究对性别与脊柱-骨盆矢状面参数的影响并不十分显现。 Vialle等[9]的研究认为SS和PI明显受限性别的影响。 Janssen等[24]和Zhu等[7]，认为男女之间SS、PT和PI差异无统计学意义。本研究结果显示，男女在SVA和SSA差异有统计学意义。其他矢状面参数差异无统计学意义，提示在制定脊柱手术矫正方案时，应该考虑到性别差异。

本组研究的体质量指数与脊柱-骨盆矢状面参数的相关性。笔者发现PR-T12与体质量指数有相关性，其他参数未发现明显相关性。因此，笔者认为在探讨脊柱疾病机制时，应考虑到体质量指数的影响。

随着国内外对脊柱-骨盆矢状面参数的逐步深入研究，越来越多可循环复现的规律被发现。国内外 曾经对无症状人群做过研究，但不同种族人群得到的规律不一样[4-7，16]。本研究局限于样本量较少、志愿者来源的区域性，导致部分参数离散度较大，参考值范围的客观性有待于进一步研究完善。因此，将采取的多中心、多区域、多民族、更大样本量的前瞻性研究，以期待得到更客观的无症状中国人群脊柱-骨盆矢状面参数的参考值。

在制定精确的脊柱手术治疗方案时，不仅需要考虑脊柱-骨盆矢状面参数，也需要考虑年龄等因素。本研究为临床脊柱-骨盆疾病的诊断和手术方案的制定提供了参考值。在今后的脊柱-骨盆矢状面参数的逐步深入研究，可考虑中医中药的应用于治疗骨病的临床工作。