中国部分地区汉族儿童和青少年脊柱矢状位参数变化

张天一，路 博，李立新，朱 军，李 明，樊国峰

1. 河北中石油中心医院骨科，廊坊 065000 2. 海军军医大学长海医院脊柱外科，上海 200433

人类站立姿势以脊柱和骨盆为基础保持平衡，全身各部位协调配合以最大限度地减少能量消耗，使双手从四肢行走中得以解放［1］。随着对矢状面平衡了解的逐步深入，步入成年期后，大多数主要力线参数变为常数［2-5］。然而，这些参数在人的一生中并非恒定不变，尤其在成年前，它们可能会随着年龄的增长而不断变化［6］。

骨盆是躯干的基础，有报道［7］显示，在成年期，当骨盆倾斜角（PT）和骶骨倾斜角（SS）发生位置变化时，骨盆入射角（PI）保持不变。腰椎前凸角（LL）与PI有很强的相关性，可与PI匹配［8-9］。在脊柱手术设计过程中，由于体位的变化，实时LL可能并非真实值，可通过测量PI值来预测理想的LL，从而重建矢状面平衡。此外，一些特殊的脊柱疾病，如重度发育不良性腰椎滑脱症，主要发生在青少年时期［10］，临床中对于此类疾病仍未能洞悉全貌，这与对青少年矢状位参数随年龄变化的趋势认识尚不清晰有关。本研究旨在探讨中国部分地区汉族儿童与青少年脊柱矢状面参数正常值，并阐明其随年龄的变化趋势。

1 资料与方法

1.1 研究对象

纳入标准：①年龄4～18岁，且明确为中国汉族人群；②具有完整的站立位脊柱全长侧位X线片（上端包括寰椎前后弓，下端包括双侧股骨头）；③无脊柱畸形或椎体生长异常。排除颈部和背部疼痛、肿瘤或感染者，或髋、膝和/或踝关节异常者。根据以上标准，纳入2013年1月—2018年8月在河北中石油中心医院和海军军医大学长海医院就诊的656名无症状儿童及青少年志愿者作为研究对象。本研究经双方医院伦理委员会审核备案，所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。

1.2 数据采集

记录患者性别和年龄。由3位住院医师分别使用Surgimap 2.2.15.4软件（https：//www.surgimap.com/）测量脊柱全长侧位X线片的影像学参数，包括胸椎后凸角（TK）、LL、胸腰交界区后凸角（TLJA）、SS、PT、PI、矢状位偏移（SVA）、Risser征分级，以3人测量的平均值作为最终值。根据年龄分布，将无症状儿童和青少年志愿者分为4～6岁、7～9岁、10～12岁、13～15岁、16～18岁5组，并对各组矢状位参数进行比较。

1.3 统计学处理

使用SPSS 19.0软件对数据进行统计分析。计量资料以±s表示，采用独立样本t检验比较不同性别组的影像学参数，采用单因素方差分析比较不同年龄组的影像学参数；以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

656名志愿者年龄为4～18（13.14±3.41）岁，其中男254名（38.7%），女402名（61.3%）。4～6岁组31名（4.7%），7～9岁组67名（10.2%），10～12岁组154名（23.5%），13～15岁组226名（34.5%），16～18岁组178名（27.1%）。女性Risser征分级、PI、PT高于男性，TK、TLJA低于男性，差异均有统计学意义（P< 0.05，表1）；SS、LL和SVA不同性别间比较，差异无统计学意义（P> 0.05，表1）。青少年Risser征分级、PI及PT均高于儿童，差异有统计学意义（P< 0.05，表2）；儿童SS、TK、TLJA、LL和SVA与青少年比较，差异均无统计学意义（P> 0.05，表2）。

表1 不同性别组儿童和青少年脊柱矢状位参数分析Tab. 1 Analysis of spinal sagittal parameters in different gender cohorts of children and adolecents

表2 儿童组和青少年组脊柱矢状位参数分析Tab. 2 Analysis of spinal sagittal parameters in children and adolescent groups

4～6岁和7～9岁2个年龄组的儿童Risser征分级均为0；其余3个年龄组青少年Risser征分级随年龄增加呈持续增长趋势，各年龄组间差异均有统计学意义（P< 0.05，表3）。PI随年龄增长呈持续增长趋势，在5个年龄组间差异均有统计学意义（P< 0.05，表3）；在4～15岁时上升较快，在16～18岁时上升减缓。SS呈现出与PI相似的趋势，除13～15岁组与10～12岁组差异无统计学意义外，其他各年龄组间差异均有统计学意义（P< 0.05，表3）；在4～9岁时上升较快，在10～18岁时上升减缓。PT在4～6岁、7～9岁、10～12岁3个年龄组无明显变化，13岁以后明显增高，13～15岁及16～18岁组高于4～6岁、7～9岁、10～12岁组，差异有统计学意义（P< 0.05，表3）；但16～18岁组与13～15岁组差异无统计学意义（P> 0.05，表3）。TK在4～6岁、7～9岁、10～12岁3个年龄组无明显变化，13～15岁组低于4～6岁、7～9岁、10 ～12岁组，差异有统计学意义（P< 0.05，表3）；16～18岁组高于13～15岁组，且明显低于4～6岁组，差异均有统计学意义（P< 0.05，表3）。LL在4～6岁、7～9岁2个年龄组无明显变化，10岁以后明显增高，10～12岁、13～15岁和16～18岁组高于4～6岁和7～9岁组，差异有统计学意义（P< 0.05，表3）；13 ～15岁组与10～12岁组相比，差异无统计学意义（P> 0.05，表3）；16 ～18岁组高于10～12岁和13～15岁组，差异有统计学意义（P< 0.05，表3）。TLJA和SVA在5个年龄组间差异均无统计学意义（P> 0.05，表3）。上述结果提示，PI与年龄变化最为密切相关。

表3 不同年龄组儿童和青少年脊柱矢状位参数分析Tab. 3 Analysis of spinal sagittal parameters in different age groups of children and adolescents

3 讨论

随着脊柱外科研究不断深入，学者们对于脊柱矢状位力线的认知逐步加深，并认为矢状位力线决定了人体的整体平衡，更决定了个体的生活质量［11］。而在矢状位上，脊柱-骨盆参数的意义最为深远，其对于人体在正常或疾病状态下保持节能姿态至关重要［12-14］。在脊柱手术中，为恢复矢状位力线，不少学者针对不同年龄段正常人群进行了力线的分析研究［15-16］。Mac-Thiong等［17］于2011年完成当时最大的无症状成人队列研究，主要致力于评估矢状位骶髂形态和平衡情况，并为高加索成年人的正常矢状位参数提供参考值范围。Yukawa等［18］通过分析627名正常人群的局部矢状位参数，进一步探索其与年龄及性别的关系，并对相应年龄与性别的当地人群提供了参考值范围。针对未成年人，Lee等［19］分析了181名美国无症状儿童矢状位力线，并提供了对应地区儿童的矢状位参数参考值范围，LL为48.8°±9.0°，SS为34.9°±6.6°，PI为9.4°±6.1°。Ghandhari等［20］对伊朗地区儿童和青少年矢状位参数进行评估，并指出应用PI指导脊柱手术术前规划是合理的，当地的未成年人矢状位参数与既往高加索人对比有一定差异，表明来自不同区域的未成年人矢状位力线存在差异。本研究以656名无症状中国汉族儿童和青少年志愿者为研究对象，得出中国汉族未成年人群矢状位参考值范围：TK为30.41°±10.44°，LL为49.95°±9.04°，TLJA为3.71°±7.55°，PI为41.84°±7.47°，SS为34.08°±6.49°，PT为7.76°±7.11°，SVA为（-0.01±21.57）mm。进一步区分性别，女性PI（42.64°±7.49°）、PT（8.49°±6.86°）及Risser征分级（3.15±1.81）高于男性（40.57°±7.27°、6.62°±7.35°、2.56±1.97），TK（28.86°±10.19°）与TLJA（3.18°±7.29°）低于男性（32.87°±10.36°、4.54°±7.88°）。这一结果表明，不同性别未成年人在生长发育期间矢状位参数有一定差别，因而在对未成年人实施脊柱手术时，应考虑到性别差异，予以个体化术前规划。

目前，对于脊柱矢状位参数在未成年人发育期间的变化规律尚无统一认识。骨盆参数间具有一定的几何关系，PI=SS+PT，且成人PI 保持相对稳定，不随年龄增长而变化。本研究结果显示，与儿童（PI为34.20°±4.00°、PT为3.99°±6.04°）相比，青少年PI（43.18°±7.12°）及PT（8.42°±7.08°）均有增大趋势。更为细致的年龄分组可发现，除TLJA和SVA外，其他矢状位参数均有随年龄变化的趋势，其中PI呈持续增长趋势，SS呈现出与PI相似的趋势。Bailey等［21］于2019年研究分析了2～20岁正常受试者的矢状位参数，结果表明，儿童和青少年的PI对成人LL有一定的预测价值。本研究结果发现，PI随年龄呈持续增长趋势，且在4～15岁时上升趋势较快，在16～18岁时上升趋势减缓，证实了PI于成年后维持稳定的结论。Yang等［22］分析了正常人矢状位平衡的相关因素，指出年龄、T1矢状角、最大LL、PT和PI是维持矢状位平衡的主要因素。结合本研究结果综合考虑，PI与年龄的变化最为紧密，15岁是青少年生长发育的高峰时期，其后生长趋近缓和，因而在行手术规划时是否考虑避开生长高峰或考虑终末发展情况，本研究可提供数据支撑。

本研究尚存在一定局限性，在临床应用中需综合考虑。①本研究为回顾性研究，结果并不能反映真实个体矢状位参数随年龄的动态变化情况；②样本量虽足以取得有统计学意义的结果，但层次和组成尚不够均匀，仍需进一步扩大样本量以获得更为可靠的结论；③由于调查范围限制，本研究仅分析了河北及上海两地无症状汉族儿童和青少年，而其他民族及地区并未纳入研究，尚需进一步多中心大样本量研究进行探索。

综上所述，本研究获得了中国部分地区汉族无症状儿童和青少年的矢状位参数，并提供了相应数值范围。不同性别及年龄对于矢状位参数均有一定影响，而PI与年龄关系最为密切，其在成年前呈增长趋势，16～18岁时增长速度变慢。