基于顶椎分布的严重脊柱侧凸冠状面平衡分型

作者：潘爱星 海涌

医院：首都医科大学附属北京朝阳医院

脊柱侧凸的外科矫正除了减小脊柱弯曲Cobb角，减轻心肺压迫，维持和恢复躯干平衡同样至关重要。目前，脊柱冠状面平衡的评估和研究不如矢状面详细且深入。本文作者提出的基于顶椎分布的脊柱侧凸冠状面平衡分型旨在对严重脊柱侧凸冠状面平衡分类进行补充完善，为临床评估与治疗提供一定参考。

一、脊柱的冠状面平衡

评估脊柱冠状面平衡最常采用的影像学参数为 C7铅垂线（C7 plumb line，C7PL）与骶骨中垂线（center sacral vertical line，CSVL）之间的水平距离（图1），即冠状面平衡距离（coronal balance distance，CBD）。对于AIS患者，国际脊柱侧凸研究会（Scoliosis Research Society，SRS）将CBD≤2cm定义为冠状面平衡，将CBD>2cm定义为冠状面失平衡。对于成人脊柱畸形（adult spinal deformity, ASD）患者，Lowe等^[1] 和Choi等^[2]将CBD≥3cm定义为冠状面失平衡。通常地，将C7PL偏向CSVL左侧定义为“负”平衡，而C7PL偏向CSVL右侧定义为“正”平衡。

图1. 脊柱冠状面平衡CBD的测量方法

二、脊柱冠状面失衡的分型

1、鼓楼分型

2009年，邱勇教授团队^[3-4]依据CBD大小、C7PL与主弯方向关系，将退变性腰椎侧凸 （degenerative lumbar scoliosis, DLS）冠状面失衡分为三型：A型，CBD<3cm，平衡型；B型，CBD>3cm，凹侧失衡型，C7PL偏向腰椎主弯凹侧；C型，CBD>3cm，凸侧失衡型，C7PL偏向腰椎主弯凸侧。

图2. 退变性腰椎侧凸（DLS）冠状面平衡分型

2、欧洲分型

2018年，法国作者Ibrahim Obeid等^[5]采用T1PL到CSVL的水平距离定义ASD冠状面失衡分型，当T1PL-CSVL>2cm定义为冠状面失衡。若T1PL位于与主弯凹侧，则为冠状面失衡1型（CM1）；反之，若T1PL位于与主弯凸侧，则为冠状面失衡2型（CM2）；若T1PL-CSVL≤2cm，则定义为冠状面平衡（0）型。与治疗相关的修正指标包括：主弯柔韧度（柔韧型和僵硬型）、腰骶交界区冠状面活动度（活动型和僵硬型）和腰骶交界区退变程度（无或轻度退变、中度或重度退变）。

图3. 成人脊柱畸形（ASD）冠状面平衡分型

3、SRS-Schwab分型

2012年，来自NYU Hospital 的Frank Schwab等^[6]提出SRS-Schwab冠状面平衡分类方法。根据主弯的位置和大小将ASD患者分为N/T/L/D四类。N型：冠状面Cobb角≤30度；T型：冠状面胸弯Cobb角>30度；L型：冠状面TL/L Cobb角（顶椎≤T10）> 30度；D型：冠状面双主弯，Cobb角均>30度。

前两种（第1和第2）分型方式是目前被应用较多的分别针对DLS和ASD患者冠状面平衡的分型方法，他们均聚焦于C7PL或T1PL与主弯方向的位置关系。其中B型或CM1型与C型或CM2型的矫形理念不同，前者重在对主弯的矫正，后者重在对腰骶部弯曲的矫正。

4、重度脊柱侧凸冠状面平衡缺乏评估标准

对于以胸弯或胸腰弯为主的重度脊柱侧凸患者，目前尚缺乏冠状面平衡评估的标准。单纯依靠冠状面CBD或失平衡偏移的方向来判定患者脊柱冠状面的平衡状况，似乎都并不全面。

例如，以下是一例成人重度特发性脊柱侧凸患者（图4），冠状面CBD<2cm，按既往的诊断标准，患者脊柱在冠状面是平衡的。但是，显然患者躯干重心明显偏向左侧，从生物力学角度，患者的脊柱应力并不平衡。

图4. 重度脊柱侧凸患者

仔细观察可以发现，冠状面看似平衡的两个患者，如果弯曲类型不同，其真实的应力平衡也存在差异。例如，下面两位重度侧凸患者（图5），冠状面CBD均<2cm，但是A患者的躯干重心偏向CSVL一侧，而B患者胸弯和腰弯对称地分布在CSVL两侧，显然B患者在力学上处于更加平衡的状态。

图5. 两例CBD<2cm的重度脊柱侧凸患者

此外，对于冠状面失衡的两个患者，如果躯干重心的分布不同，其真实的应力情况也不尽相同。以下是两位CBD均>2cm的重度侧凸患者（图6），C患者上胸弯和胸腰弯分布在CSVL两侧，而D患者上胸弯、主胸弯和腰弯均分布在CSVL同一侧。同理，从重心分布的角度来看，C患者较D患者处于更加平衡的状态。

图6. 两例CBD>2cm的重度脊柱侧凸患者

三、基于顶椎分布的严重脊柱侧凸冠状面平衡分型

基于以上临床观察，我们提出了基于顶椎分布的严重脊柱侧凸冠状面平衡分型。首先，根据CBD是否大于2cm，将患者分为冠状面平衡（coronal balanced, CB）和冠状面失平衡（coronal imbalanced, CIB）。然后，根据患者各个弯曲顶椎/椎间隙中心的分布特点，赋予顶椎位置分布修正（－/＋），若果各顶椎中心分布在CSVL两侧，则为修正（－），若各顶椎中心分布在CSVL同侧，则为修正（+）（图7）。

图7. 基于CBD和顶椎分布修正的冠状面平衡分型

四、顶椎分布修正的临床意义

我们纳入80例Cobb角＞80度的AdIS患者进行平衡演变规律观察。纳入患者平均年龄25.97 ± 9.20 岁，术前平均Cobb角107.25 ± 21.11°，所有患者均行后路选择性融合矫形术治疗，排除固定至骶骨/骨盆的患者，平均随访时间3.76 ± 1.38年。术前CB－患者10名，CB＋患者46名，CIB－患者10名，CIB＋患者14名。术后即刻冠状面处于失平衡（CBD>2cm）的比例分别为70%，50%，60%和64.29%。末次随访时冠状面处于失平衡的比例分别为40%，28.26%，60%和71.43%。

可以初步总结以下规律：

（1）术前CB患者术后很可能出现短暂冠状面失衡，但是恢复平衡的代偿能力较强，其中CB＋类型的患者代偿能力最强。

（2）术前CIB患者术后即刻的平衡代表了最佳状态，缺乏进一步恢复平衡的代偿能力，其中CIB＋类型的患者代偿能力最差。

表1. 各类型患者术后及随访冠状面平衡的演变趋势

五、顶椎位置修正对手术矫形方案的指导意义

（1）术前CB患者，对称矫形：主弯矫正幅度=代偿弯矫正幅度之和。

（2）术前CB－患者，重点矫正主弯，主弯矫正幅度>代偿弯矫正幅度之和。

（3）术前CB＋患者，重点矫正腰骶代偿弯，主弯矫正幅度<代偿弯矫正幅度之和。

图8. 各类型患者的手术矫形策略

举例说明

（1）术前CB－患者：主弯矫正70°，上胸弯及腰弯矫正分别为21°和49°，术后维持平衡状态。

（2）术前CB+患者：主弯矫正83°，上胸弯及腰弯矫正分别为45°和38°，术后维持平衡状态。

（3）术前CIB－患者：主弯矫正61°，上胸弯及腰弯矫正分别为33°和21°，术后平衡改善。

（4）术前CIB＋患者：主弯矫正61°，上胸弯及腰弯矫正分别为26°和44°，术后平衡改善。

六、小结

（1）基于顶椎分布的脊柱侧凸冠状面平衡分型是对重度脊柱侧凸冠状面平衡评估的补充，一定程度上体现了脊柱在冠状面上的力学分布特点，但仍需进行力学研究验证和更大样本临床观察。

（2）术前CB＋类患者术后平衡代偿能力最佳。

（3）因代偿能力较差，我们应重视CIB＋类患者平衡的矫正，充分矫正腰骶代偿弯，必要时延长固定至骨盆。

人体平衡的维持依赖骨骼、肌肉和神经系统的互相协同。然而，目前我们还缺乏全面评价脊柱侧凸患者躯干平衡的理想方法。因此，希望本文提出的观点能启发更先进的评估理念，同时为临床诊疗提供指导。

参考文献

1. Thomas Lowe, Sigurd H Berven, Frank J Schwab, el al. The SRS classification for adult spinal deformity: building on the King/Moe and Lenke classification systems. Spine 2006, 31(19 Suppl): S119-125.

2. Choi HJ SJ, Shaffrey Cl, el al. Coronal plane spinal malalignment and Parkinson's disease: prevalence and associations with disease severity. Spine J 2015, 15(1): 115-121.

3. 邱勇, 王斌, 朱锋, 等. 退变性腰椎侧凸的冠状面失衡分型及对截骨矫形术式选择的意义. 中华骨科杂志，2009, 29(5): 418-423.

4. Bao H, Yan P, Qiu Y, Liu Z, Zhu F. Coronal imbalance in degenerative lumbar scoliosis: Prevalence and influence on surgical decision-making for spinal osteotomy. Bone Joint J. 2016, 98-B (9):1227-33. 

5. Ibrahim Obeid, Pedro Berjano, Claudio Lamartina, et al. Classification of coronal imbalance in adult scoliosis and spine deformity: a treatment -oriented guideline. Eur Spine J 2019, 28(1): 94-113.

6. Frank Schwab, Benjamin Ungar, Benjamin Blondel, et al. Scoliosis Research Society- Schwab adult spinal deformity classification: a validation study. Spine (Phila Pa 1976) 2012, 37: 1077-1082.

7. Aixing Pan, Yong Hai, Lawrence G Lenke, et al. Apical Vertebras Distribution Modifier for Coronal Balance Classification in Adult Idiopathic Scoliosis. J Pers Med. 2023,13(6):897.

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作者简介

潘爱星

首都医科大学附属北京朝阳医院骨科主治医师，首都医科大学（中）及弗吉尼亚大学（美）联合培养博士。师从著名脊柱外科专家海涌教授。

研究方向：脊柱畸形，脊柱微创。发表SCI及核心期刊论文22篇。获国家专利5项。主持局级课题2项，国际合作课题1项，院级课题1项，参与国家重点研发项目1项。

2017-18年参加AO Spine海外进修项目赴英国University Hospital of Wales学习。2019年获国家公派留学资格赴美国University of Virginia联合培养。

海涌

主任医师、教授、留美博士后、享受国务院政府特殊津贴专家。

首都医科大学博士硕士研究生导师、北京航空航天大学博士研究生导师，首都医科大学骨外科学系主任、附属北京朝阳医院骨科主任。

从事骨科脊柱外科基础及临床研究和实践30余年，擅长各种脊柱疾患的诊治，尤其对复杂疑难脊柱畸形等疾患有独到及丰富经验，主刀成功完成手术6000余例，患者来自海外及全国各地。先后荣获金柳叶刀奖、京城金牌名医、中国健康传播大使、最温暖医生荣誉称号，并连续多年位居中国Top10医生脊柱外科之列。

先后主持承担科技部重点研发、国家自然科学基金及省部级科研课题10余项（基金900余万元），获得华夏医学科技一等奖、北京市科技进步二等奖、康复医学科技一等奖、中华医学科技二等奖、解放军科技进步一等奖、医疗成果一等奖等10余项科研奖励，以第一/责任作者发表各类专业学术文章200+篇（SCI文章110+篇，总IF350+），主编/译学术专著9部，获得国家发明及实用新型专利10余项。

现担任多项国际国内学术任职：中华医学会骨科学分会委员、脊柱外科、创新与转化学组委员；中华预防医学会骨与关节病预防与控制专业委员会常委；中国康复医学会脊柱脊髓专业委员会副主委、腰椎研究学组主任委员、脊柱畸形研究学组副组长；中国康复医学会骨质疏松预防与康复专业委员会副主任委员；中国医师协会骨科医师分会委员、脊柱功能重建学组副主任委员、脊柱学组委员；中国医疗保健国际交流促进会骨科分会常委、脊柱学组副组长；中国医药教育协会医疗器械管理专业委员会副主任委员；中国老年学和老年医学学会老年骨科分会常委；北京医学会骨科学分会副主任委员、北京医师协会骨科医师分会理事、北京康复医学会副会长；国际腰椎研究学会ISSLS常委、国际脊柱侧凸研究学会SRS理事、国际微创脊柱学会SMISS理事、北美脊柱外科学会NASS理事、AO Spine亚太区理事；中国骨与关节杂志副主编、中华医学杂志、中华外科杂志、中华骨科杂志、中国脊柱脊髓杂志常务编委/编委、SCI杂志Global Spine Journal 副主编、Orthopedic Surgery、The Spine Journal 编委等。

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