成人脊柱畸形的脊柱骨盆影像学参数分析

背   景

在脊柱疾病中，成人脊柱畸形（ASD）仍然是最具争议性的话题之一。在西方国家，老年人口的 ASD 发病率显著升高，引发了一系列的问题。一些报告指出，老年人群中 ASD 的患病率高达 60％。很多年来，ASD 的诊断和治疗基于使用 Cobb 角测量的冠状面放射线分析。然而，最近的研究表明，ASD 患者的矢状面骨盆脊柱力线在疼痛和功能中起着关键作用，并且是健康相关生活质量（HRQOL）评分的主要决定因素。

尽管躯干力线与 ASD 的临床关联性已被证实，但最近对于骨盆参数的研究兴起。一些学者将脊柱矢状位力线相关的关键参数确定为骨盆入射角（PI），骨盆倾斜角（PT）和骶骨倾斜角（图1,表1），通过等式关联如下。

PI = PT sacral slope (SS)

图1骨盆相关参数的示意图：骨盆入射角定义为骶骨中点与股骨头中点连接的线与过骶骨中点的垂直线之间的角度。骨盆倾斜角定义为为骶骨中点与股骨头中点连接的线与过股骨头中点的垂直线之间的角度;骶骨倾斜角定义为水平线和骶骨上部之间的角度。

表1

使用这些参数，可以预测局部矢状面参数的理论值，如腰椎前凸（LL）和胸椎后凸。最近，Lafage 等报道骨盆倾斜角（由PT测量）与矢状面垂直轴线与 HRQOL 评分之间存在高度相关性，强调了矢状面骨盆脊柱参数可以作为 ASD 患者功能障碍的主要影响因素。使用回顾性收集的 HRQOL 评分和放射学数据，Schwab 等提出了矢状脊柱骨盆力线的阈值，手术应注意满足这些标准，以获得 HRQOL 评分的满意结果。

本研究的目的是确定与 HRQOL 评分相关的放射学参数的临床相关性，以术前预测ASD 患者的术后功能。这项研究的重点是骨盆和脊柱的参数测量，统称为脊柱骨盆参数。

方    法

患者选择

美国 11 个医院和 15 名医生收治的 ASD 病人前瞻性纳入本研究，评估 ASD 的手术组（OP组）和非手术（NONOP组）组的治疗。值得注意的是，外科医生根据自己的临床和放射学标准决定手术或保守治疗，并不了解研究结果。每个参与站点都获得了伦理审查委员会的批准。所有受试者登记在数据库中。纳入标准是年龄大于18岁，ASD 的放射诊断依据由以下参数中的至少一个定义：Cobb 角大于 20°，SVA 大于 5 cm，PT 大于 25°，或胸椎后凸角（TK）大于 60°。排除标准包括患有骨性关节炎，肿瘤或神经肌肉疾病的患者。

测量方法

对于每位患者，收集站立位全长的正侧位脊柱 X 线片以及 Oswestry 功能障碍指数（ODI），脊柱侧凸研究学会-22（SRS-22）评分和简表-36（SF-36）问卷。使用专用软件分析每个 X 射线片。冠状面影像学参数包括 Cobb 角（上胸椎，胸椎，胸腰椎和腰椎），最大 Cobb 角，骨盆倾斜度，腿长差异和冠状面失衡情况。矢状面影像学参数包括TK（T2-T12，T4-T12和最大值），LL（L1-S1和最大值），胸腰椎对线（T10-L2），T1和T9脊柱旋转，骨盆参数（骶骨斜坡角，PT和PI），SVA和PI-LL。

结    果

纳入患者情况

在 2008 年 10 月至 2010 年 12 月期间，共有 492 名患有 ASD 的患者（70 名男性 和 422 名女性）平均年龄为 51.9 岁（标准差 16.8；范围 18-85 岁）参加了本研究。在这些人群中，OP 组包括 178 名患者，NONOP 组包括 314 名患者。参加 OP 组的患者比 NONOP 组患者年龄更大（55±16岁对50.1±16.9岁，P= 0.02）。放射学特征分析显示，38％ 的患者仅存在冠状面畸形，10％ 仅有矢状畸形，52％ 出现混合畸形。

HRQOL 评分情况

临床评分的比较（表2）表明，与 NONOP 组患者相比，OP 组患者在所有 HRQOL 测量中表现出更大的功能障碍程度。基于 SRS-22 评分和 ODI 评分观察到相同的差异（表3,4）。基于 ODI 的亚组分析显示，来自 OP 组的 178 名患者中的 102 名患者的 ODI 为 40 或更高，而来自 NONOP 组的 314 名患者中的 254 名患者的 ODI 小于 40。

表2

表3

表4

放射学参数与功能的相关性

放射学参数（冠状和矢状面）和 HRQOL（表5）之间的相关性分析结果显示，临床相关性最强的放射学参数是 PT，SVA 和 PI-LL（图2）。在整个研究人群以及每组内人群中都观察到了这些相关性（基于ODI，PT，SVA 和 PI-LL 的相关性分别为0.381,0.469和-0.45，P<0.001）（表6）。值得注意的是，OP 组内患者的相关性高于 NONOP 组内的患者。

表5

表6

图2 腰椎前凸角、SVA示意图

放射学参数

通过 OP 组和 NONOP 组之间 3 个最强相关性参数（PT，SVA，PI-LL）的比较发现，OP 组患者的矢状面骨盆脊柱力线不齐的程度比 NONOP 组患者更大：SVA（55±80 mm vs. 17±55 mm，P=0.001）；PT（22±12°对19±11°，P<0.001）；PI-LL（12±22°对4.3±18°，P<0.001）。相关性分析显示 PI-LL 与PT（r= 0.844，P <0.001）和 SVA（r= 0.685，P <0.001）显着相关。

线性回归分析

用于预测ODI得分的线性回归模型是基于3个最相关的参数（PT，SVA和PI-LL）独立建立的，并且获得以下等式：

ODI= 0.2106×PT   13.719，r2 = 0.1415。

ODI= 1.5563×SVA-16.293，r2 = 0.2172。

ODI= 0.4379×PI-LL-6.0827，r2 = 0.2027。

然后使用这些方程建立严重功能障碍的X线参数预测值阈值，由 ODI 大于 40 定义，得出以下值：PT= 22°，SVA= 47 mm，PI- LL = 11° 。基于与 ODI 建立的线性关系的其他X线参数值总结在 表7 中。值得注意的是，当使用多线性回归分析来预测ODI时，获得以下等式：ODI = 0.089 × SVA   0.253 × PI - LL   25.332

SVA 的标准化系数为 0.298，PI-LL 的标准化系数为 0.246，证明了这些参数在ODI 预测中的同等重要性。

 表7

治疗选择

治疗分布的分析表明，放射学参数低于既定阈值的患者更可能接受保守治疗（图3）（图4）。参数分析显示 SVA 小于 47 mm的患者的手术率较低（29％vs71％，P<0.001）; PT 低于 22° 的患者的手术率较低（31％ 对 69％，P= 0.004）；PI-LL低于 11° 的患者的手术率较低（29.3％对70.7％，P<0.001）。对超出规定阈值的放射学参数的分析（表8）表明，52.7％的NONOP组患者的阈值参数为零（OP患者为38.3％），而31.1％的OP患者有3个参数高于阈值（NONOP组患者为15.2％）。这些情况在各组间都有显着差异（χ2，P<0.001）。

表8

图3  一例胸椎畸形的患者加入了NONOP组。基线矢状面参数低于阈值（PT=11˚，SVA= 2 mm，PI-LL=5˚）。

图4  之前曾接受过手术并且存在矢状对线不佳的患者参加了OP组。基线矢状参数高于阈值（PT=48˚，SVA= 117 mm，PI - LL =51˚）。 

临床相关性

根据 PI-LL 与其他 2 个参数之间的相关性进行了进一步分析，以确定基于 PI-LL 低于或高于 11° 的患者满足 SVA 和 PT 阈值的可能性。如图 5 和图 6 所示，PI-LL 不匹配（即 PI-LL>11°）的患者更容易发生骨盆后倾（80.6％的患者 PT>22°，而19.4％ 的患者 PT<22° ，P<0.001）或整体对线不齐（64.4％患者 SVA>47mm，35.6％ 患者SVA<47mm，P<0.001）。相对风险分析的结果显示，PI-LL 不匹配的患者与 PI-LL 匹配的患者相比，骨盆后倾风险增加 4.2 倍，力线不齐（SVA）风险增加 10.9 倍，严重功能障碍的风险增加 3.9 倍。

图5  PI-LL不匹配的PT分布

图6  根据PI-LL不匹配的SVA分布

总    结

1.  矢状面脊柱畸形的分析需要纳入脊柱骨盆参数才能完成。

2. 评估手术与非手术治疗 ASD 的前瞻性多中心研究结果显示，SVA，PT 和 PI-LL 是衡量患者功能情况的最重要的参数。

3. 通过线性回归模型确定了 ODI 超过 40 分的骨盆脊柱参数阈值：PT 大于等于22°（r= 0.38），SVA大于等于47mm（r= 0.47），PI-LL 大于等于11°（r= 0.45）。

4. 这些参数(PT、PI-LL和SVA)可以用于预测患者的术后功能情况，并为患者治疗提供指导。