椎体旋转对退变性脊柱侧凸患者主动脉位置的影响

成人退变性脊柱侧凸 ( adult degenerative scoliosis，ADS ) 最常发生于腰椎，并且常见于老年患者

。椎体旋转是 ADS 的典型特征，并且在脊柱畸形的进展过程中产生了重要作用。ADS 中的椎体旋转会提高局部解剖的复杂程度，不易区分解剖标志的界限，从而使椎弓根螺钉植入困难，并且会增加主动脉损伤发生的风险。因此，了解 ADS 患者椎体旋转情况下主动脉相对于脊柱位置的变化对于提高手术安全性有重要意义。

既往研究往往侧重于椎体旋转对于椎弓根螺钉植入准确性的影响，或青少年特发性脊柱侧凸( adolescent idiopathic scoliosis，AIS ) 以及其它脊柱畸形的椎体旋转对脊柱畸形严重程度的影响

。虽然ADS 中椎体旋转的现象同样普遍，但是目前 ADS 患者中椎体旋转对主动脉相对于脊柱的位置关系影响的相关研究较少。徐帅等

对退变性腰椎侧凸患者腰椎左侧凸和右侧凸情况下，辅助动脉与腰椎椎体的解剖关系进行研究，并发现患者腹主动脉与椎体相对位置较为稳定。其研究有较高的参考价值，但并未对冠状面畸形影像学数据对主动脉与椎体相对位置的影响进行线性回归分析。因此，本研究回顾性收集 2017 年 9 月至 2020 年 1 月，就诊我院的 164例 ADS 患者的相关信息，对既往研究结果进行验证，并探讨椎体旋转对 ADS 患者的主动脉相对于椎体位置的影响。

1.2.2 排除标准 ① 伴有先天性心脏病、严重心脏瓣膜疾病者；② 严重心力衰竭者；③ 恶性肿瘤或慢性阻塞性肺疾病患者。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：( 1 ) 顶椎位于胸腰椎或腰椎节段( T

～L

) 者；( 2 ) MRI 检查层面包括胸腰椎和腰骶椎层面者；( 3 ) 有脊柱全长正侧位 X 线片者。

2.排除标准：( 1 ) 先天性血管畸形者；( 2 ) 既往有脊柱手术史者；( 3 ) 既往有心血管系统手术史者。

二、一般资料

本组共纳入 164 例，根据侧凸方向分为左侧腰椎侧凸 ( left lumbar scoliosis，LS ) 组 ( LS 组，

= 92 )和右侧腰椎侧凸 ( right lumbar scoliosis，RS ) 组 ( RS组，

= 72 )。其中 LS 组男 26 例，女 66 例；年龄55～72 岁，平均 ( 63.9±4.7 ) 岁。RS 组男 28 例，女44 例；年龄 55～72 岁，平均 ( 64.0±4.4 ) 岁。

三、测量数据

以深圳速度投入深圳工作。7月3日凌晨三点，我们来自于北京印刷学院的6名学生带上行李奔往机场赶飞机，有人甚至是刚下火车就上飞机。从北京飞往深圳，落地后没有片刻休息，我们立即投入到工作之中，虽然状态很懵，但确定的是自己不能闲下来。

上飞院在上世纪末设计并完成了“大攻角多媒体气动数据库”，初步验证了气动数据库在军机和民机的研究设计过程中可以起到的重要作用。该数据库是中国航空工业总公司第一个包含大量各类媒体动态变化的气动研究试验信息，并且便于查询管理、实用性很强的多媒体数据库[3]。

两组的性别 (

= 0.151 )、年龄 (

= 0.873 )、BMI (

= 0.086 )、TLK (

= 0.131 ) 差异均无统计学意义，具有可比性 ( 表1 )。LS 组与 RS 组的脊柱侧凸顶椎分布多位于 L

层面 ( 分别占 31.5% 和 34.7% )，两组顶椎分布差异无统计学意义 (

= 0.191 )。两组间平均 CA (

= 0.770 )、AVT (

= 0.789 ) 和 γ (

=0.770 ) 差异无统计学意义 ( 表1 )。

四、统计学处理

通过对8位授课教师及答辩专家的问卷调查，了解学生的查阅文献能力、论文书写能力及PPT的思考及讲解等相关科研能力评价。

1.脊柱正侧位 X 线片测量：对标准站立位脊柱全长前后位及侧位 X 线片进行测量。需要获取的数据如下：( 1 ) 脊柱侧凸的方向；( 2 ) 冠状位脊柱侧凸 Cobb’s 角 ( Cobb’s angle，CA )；( 3 ) 脊柱侧凸顶椎分布情况；( 4 ) 冠状位水平位移 ( apical vertebral translation，AVT )，即脊柱侧凸顶点到骶骨中垂线之间的垂直距离；( 5 ) 胸腰椎后凸角 ( thoracolumbar kyphosis，TLK )，即 T

上终板与 L

下终板之间的矢状面夹角，后凸角度为正值。由 2 位研究员对数据进行评估。

结 果

一、两组患者一般资料比较

2.MRI 测量：在进行 MRI 检查时，所有患者被要求采取中立仰卧位。MRI 采用 1.5 T 扫描 ( Gyroscan Intera，Philips Medical Systems，NL )。采用三维薄层T

加权自旋回波轴向扫描椎体获得具有 1 mm 重叠的轴向 4 mm 切片。重复时间为 5000 ms，回波时间为 120 ms，视野为 250 mm，矩阵尺寸为 250×360。所有患者均采用相同的 MRI 扫描和图像采集协议。使用 PACS 客户端软件 ( Easy Vision IDS5，version 11.4；Philips，Hamburg，Germany )。为了明确腹主动脉与椎体的相对位置，笔者使用笛卡尔坐标系从T

～L

的 MRI 测量了以下参数

：笛卡尔坐标系，将两个上关节突关节面的内侧边连起来的直线定义为 X 轴，Y 轴从右侧上关节突关节面背侧缘开始与X 轴垂直，两条轴相交于原点 O；左侧椎弓根 - 主动脉角 ( α ) 为原点 O 和主动脉中点之间的连线与 Y 轴的夹角，当主动脉恰好位于原点左侧时，角度定义为 90°，当主动脉恰好位于原点右侧时，角度定义为-90°；左侧椎弓根 - 主动脉距离 ( r ) 为原点 O 到主动脉边缘的最短距离；椎体旋转角 ( γ ) 为通过椎体正中的平面与矢状面之间的夹角 ( 图 1 )。

二、影像学指标的 Pearson 相关性分析

在相关分析的基础之上进行多因素线性回归分析。最终发现两组的脊柱侧凸 CA、AVT、TLK 以及γ 与 α 无明显相关性 (

＞ 0.05 )。LS 组中，r 是 α 增加的危险因素 (

＜ 0.001 )，其线性回归公式为 α ( ° ) =-159.551 + 29.030× r ( mm )。RS 组中，r 是 α 增加的危险因素 (

＜ 0.001 )，其线性回归公式为 α ( ° ) =-150.817 + 27.465×27.465×r ( mm ) ( 表3 )。

三、影像学指标与 α 的线性回归分析结果

Pearson 相关性分析结果表明两组的脊柱侧凸CA、AVT、TLK 以及 γ 之间均有显著相关性 (

＜0.001 )。LS 组的 r 与 CA (

= 0.386 )、AVT (

=0.947 )、TLK (

= 0.888 )、γ (

= 0.633 ) 之间没有明显相关性；RS 组的 r 与脊柱侧凸 CA (

= 0.908 )、AVT (

= 0.796 )、TLK (

= 0.912 )、γ (

= 0.108 )之间没有明显相关性 ( 表2 )。上述结果表明当 CA和 AVT 增大时，LS 组 γ 角度会变大，而 RS 组 γ 角度会变小。

讨 论

AIS 患者的椎体旋转对主动脉的位置有很大影响。Milbrandt 等

指出，在 AIS 患者中，右侧胸椎畸形患者的胸主动脉位于椎体左侧后方；相反，左侧胸椎畸形患者的胸主动脉位于胸椎右前方。Liljenqvist 等

和 Sevastik 等

研究了 AIS 患者的主动脉相对位置，发现主动脉侧方移位更大，椎体移位更短。对 AIS 患者主动脉位置的研究发现，在不同的椎体旋转时，主动脉的位置发生了改变

。本研究建立了椎体旋转与站立位脊柱全长正侧位 X 线片影像学参数之间的定量关系。在此过程中，一方面通过回归方程表明脊柱侧凸节段的椎体旋转可能受到 CA 和 AVT 的影响，这是将 X 线和 MRI 的影像学参数进行关联的关键信息。另一方面，当有资金限制等相关因素导致无法使用 MRI 进行检查的情况下，椎体旋转仍然可以通过更实用的脊柱全长正侧位 X 线片进行预测，从而可以明确椎弓根钉植入位置。通过对影像学结果进行观察，也可以发现脊柱周围血管等组织结构的解剖特点发生变化，脊柱双侧肌肉可能会出现不对称的现象

。然而本研究纳入的样本量很少，更大的样本和多中心研究可以得出更为准确的结论。

ADS 通常发生在骨骼发育成熟的患者中，并且患者既往无脊柱侧凸病史

。此类患者容易在腰椎出现退变的持续进展，从而导致脊柱整体载荷分配情况的变化，最终导致腰椎前凸消失，进而引起矢状位脊柱序列异常。椎间盘塌陷、关节突关节增生、关节突关节退变、韧带增生等退行性病理改变都可以影响脊柱前柱及后柱的载荷分配情况，从而最终引起退变性脊柱畸形的发生。与 ADS 进展密切相关的因素为脊柱弯曲的程度以及椎体旋转的角度

。既往研究表明，无论脊柱侧凸的程度如何，椎体旋转与临床症状之间存在明显的相关性

。虽然 ADS 椎体旋转的确切机制尚未明确，但可以推测关节突关节的不对称退变可能起到重要作用

。关节突关节角度不对称，关节突关节位置异常，脊柱整体的载荷和应力分布改变，都可能是脊柱退变

以及脊柱失稳

的潜在原因

。Faraj等

指出椎体旋转是 ADS 进展的危险因素，并且椎体旋转可引起关节突关节退变或椎间孔宽度减小，进而导致疼痛

。因此，椎体旋转是判断 ADS 严重程度的重要指标。与徐帅等

研究方法不同，本研究中将左侧凸及右侧凸 ADS 患者数据合并后纳入相关性分析，并进一步进行线性回归分析以明确变量之间的因果关系。本研究中 γ 与 CA、AVT 呈正相关，此结果与既往研究一致

。因此在临床诊疗中，可以采用 γ 角度大小来评估 ADS 的严重程度。

由于 ADS 患者会出现椎体旋转，椎体结构会变得较为复杂，椎弓根螺钉植入困难，主动脉损伤风险较高。此外 ADS 患者多伴有血管弹性降低，常合并动脉粥样硬化

。因此，明确 ADS 患者椎体旋转对主动脉位置的影响，指导医师的术中操作，减少血管相关并发症是十分必要的。本研究发现，椎体旋转对 ADS 患者主动脉位置的影响不同于 AIS患者，分析原因如下：AIS 一般表现为有规律的平滑脊柱弯曲，CA 较大，而 ADS 主要是由椎间盘、关节突关节和椎旁肌肉的退变引起的；脊柱侧凸形状不规则，CA 一般 ＜ 40°，椎体旋转程度适中，局限于顶椎及邻近节段

。此外，ADS 多为老年患者，血管弹性降低，结缔组织的约束能力减弱，减少了椎体旋转的作用。因此，椎体旋转对 ADS 患者主动脉位置无明显影响。

在脊柱手术之中，血管损伤虽然并不常见，但是一旦发生，其后果较为严重

。Liu 等

指出，由于椎体旋转以及脊柱序列的改变，椎弓根螺钉移位所导致的血管损伤风险增加。由于椎体旋转，在椎弓根螺钉植入时位置异常的发生率会非常高。在植入椎弓根螺钉时，通常需要根据椎体旋转的程度对置钉的方向进行大体判断。对于 ADS 患者，椎体旋转对椎弓根螺钉植入准确性的影响已经有大量研究加以证实，椎体旋转对主动脉位置的影响也是避免主动脉损伤的重要危险因素。本研究结果表明椎体旋转对 ADS 患者的主动脉位置没有显著影响。因此，ADS 患者的主动脉位置不随椎体旋转而发生变化。也就是说，在 ADS 患者中，主动脉保持着相对正常的位置。因此，可以根据椎体旋转的程度评估螺钉植入所需的角度和主动脉的位置。既保证了椎弓根螺钉植入的安全性，又避免了主动脉的损伤。

本研究存在一定的局限性，首先，MRI 检查时患者多取仰卧位，手术多取俯卧位。主动脉的位置是否由患者仰卧变为俯卧而发生变化，目前尚不清楚。其次，椎体旋转主要影响冠状位平衡，对矢状位平衡的影响目前尚不明确，因此结论不一定适用于所有的 ADS 患者。此外，本研究纳入的患者数量相对较少，仍然需要扩大样本量进行进一步的分析研究。

（4）水行政主管部门。加强立法和制度措施的制订。加强水资源论证管理工作的立法工作，完善水资源论证管理法律体系，加强制度措施的制订，严肃水资源论证程序。以法律为主，制度为辅，保障使水资源论证工作实现有法可依、执法必行的局面，确保水资源论证工作的顺利施行。

综上所述，椎体旋转程度与脊柱侧凸 CA 呈正相关，椎体旋转程度可以不需要 MRI 检查而通过站立位脊柱全长正侧位 X 线片中测得的 CA 或者 AVT 进行测算。可以用此方法评估 ADS 患者脊柱畸形的严重程度。ADS 患者中椎体旋转与主动脉的相对位置没有明显的相关性，这表明 ADS 患者的主动脉位置相对正常，在手术过程中应当避免主动脉的损伤。

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