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脊柱的矢狀位平衡狀態對于機體的功能具有重要的意義。本文回顧性分析了多項脊柱骨盆參數在臨床中的運用，探討了脊柱矢狀位曲線的影響因素，并總結了多種矯形度數的估算方法。脊柱外科醫師應當加深對于脊柱骨盆參數的理解，區分功能性失衡與結構性失衡，對于手術患者應通過詳細的術前計劃恢復合適的矢狀位曲線，避免過度矯形的發生。

【關鍵詞】矢狀位曲線；脊柱骨盆參數；骨盆腰椎匹配值；功能性失衡；矯形度數計算方法

直立行走是人類進化史中具有里程碑意義的事件之一，而人類能夠長時間保持站立姿勢得益于獨有的腰椎前凸曲線。在經濟圓錐的范圍內背部的肌肉只需要較低的耗能便能維持軀干穩定[1]，可見腰椎前凸對于人體的活動功能具有重要的意義。

脊柱退變的主要特點為矢狀位腰椎前凸的顯著減少，同時可伴有冠狀位的側凸畸形。有文獻報道，相比冠狀位，矢狀位失衡對患者的生活質量影響更為顯著[2]。對于脊柱退行性疾病，部分患者保守治療難以獲得滿意的臨床效果，仍需考慮手術治療。

手術治療的目的為解除神經壓迫，糾正畸形，恢復和諧的脊柱曲線。然而退變性畸形的患者往往是高齡老年人，存在內科合并癥多、骨質疏松等相關問題，矯形手術仍具有較大的手術風險。

準確的預測成人脊柱畸形術后的矢狀位平衡狀態仍是一項棘手的難題，約50%的患者術后并不能獲得理想的矢狀位曲線[3]。如何選用合適的方法確定具體的矯形度數是十分值得脊柱外科醫生探討的問題。

理想的矢狀位曲線

1998年Legaye等[4]提出骨盆投射角(pelvicincidence，PI)的概念，這一概念的提出，使骨盆在維持矢狀位平衡中發揮的重要作用逐漸受到重視。

近10年來，脊柱骨盆矢狀位平衡一直是脊柱外科的研究熱點之一，圍繞PI衍生出一系列的脊柱骨盆參數，其中最常用的包括骨盆傾斜度(pelvictilt，PT)和骶骨傾斜角(sacralslope，SS)。骨盆相關參數與患者的健康相關生活質量(health-relatedqualityoflife,HRQOL)緊密相關[5]。

通過對健康人群的大樣本測量分析，Schwab等[6]提出理想的腰椎前凸(lumbarlordosis，LL)與PI近似相等(LL=PI±9°)。而Jackson等[7]此前的研究結果則顯示，正常情況下胸椎后凸(thoracickyphosis，TK)與LL的比值TK/LL為0.15~0.75。

根據我們的經驗TK應

而理想的PT值tPT(theoreticalnormalpelvictilt,tPT)=0.37*PI-7°[8]。因此，通過測量患者術前的PI值，我們可以推導出相對理想的矢狀位曲線。例如對于一個PI值為45°的患者，其理想的LL為45°，其中下腰椎LL為30°，TK應<35°，tPT=10°。

根據計算出的矢狀位參數值和實際測量值進行對比，可以幫助判斷患者目前的代償機制，包括鄰近節段過伸或后滑、TK減小、骨盆后傾等。術前通過全脊柱X線側位片測量PI等脊柱骨盆相關參數能夠精確的評估患者的失衡程度，為術前計劃提供參考。

矢狀位平衡狀態的判斷標準

在骨盆參數廣泛應用之前，評估矢狀位整體平衡的主要參數為矢狀垂直軸(sagittalverticalaxis，SVA)，SVA>5cm定義為矢狀位正平衡。隨著對矢狀位頸椎-胸椎-腰椎-骨盆曲線認識的深入，現在已很少單獨使用SVA判斷矢狀位平衡狀態。

SVA受身高影響，測量時需要對比例尺進行標準化。此外，SVA受體位影響，腰背肌的收縮狀態、骨盆的旋轉情況以及脊柱外的因素例如屈膝、踝背屈等代償姿勢均可造成SVA的顯著改變。例如部分患者脊柱呈C型后凸，但由于骨盆極度后傾代償SVA仍可處于正常范圍內。

確定整體平衡后，還應該注意胸椎、腰椎、骨盆局部的情況。Schwab等[6]提出了成人脊柱畸形SRS分型(SRS-schwab)的3項矢狀位修正參數：第1項指標為PI-LL，稱為骨盆腰椎匹配值，其中PI-LL<10°為0組，10°≤PI-LL≦20°為+組，PI-LL>20°為++組，這一指標反映腰椎曲線是否與骨盆的形態相適應;第2項指標為矢狀垂直軸(sagittalverticalaxis，SVA)，其中SVA<4cm為0組，4cm≤PI-LL≦9.5cm為+組，SVA>9.5cm為++組，這一指標反映整體的失衡程度;第3項指標為PT，其中PT<20°為0組，20°≤PT≦30°為+組，PT>30°為++組，這一指標反映骨盆的后傾程度。他們認為術后理想的矢狀位平衡指標應處于0組，+組為輕度失衡，++組則為重度失衡。

對于TK而言，個體間存在較大差異。根據計算所得的正常TK范圍也可分為3組。第1組胸椎后凸顯著減小，提示背部肌肉力量可，參與姿勢代償。

此類患者可能為腰椎管狹窄導致的前傾體位，術中椎管減壓后適當恢復LL，術后TK通常恢復正常。

第2組TK處于相對正常范圍內，應結合骨盆代償程度判斷總體平衡情況。若骨盆存在明顯后傾，提示可能存在結構性失衡，應注重對于LL尤其是下腰椎區域的糾正。對于以上兩組患者，通常無需長節段融合至下胸椎。

第3組TK較正常范圍增大，提示患者胸椎代償機制弱，如存在顯著矢狀位整體失衡，手術節段可能需要融合至胸椎。Lafage等[9]等的研究結果顯示，腰椎PSO截骨術后TK平均增大13°，認為在術前計劃時應考慮到術后TK的變化。恢復LL后，身體重力線后移，TK相應增大，可能造成矯形效果的丟失。

矢狀位曲線的影響因素

1.骨盆投射角：PI值反應骨盆的形態，個體成年后PI值相對穩定。

骨盆代償矢狀位失衡的能力受PI值的影響[10]。PI值較小的患者骨盆代償能力弱，容易出現失衡狀態。Inami等[11]認為術后理想的PI-LL匹配值與PI有關，通過對術后ODI改善良好的患者進行多因素回歸分析得出公式：PI-LL=0.41×PI-11.12。根據該公式，患者PI為50°時PI-LL為9°，PI為30°時PI-LL=1°，提示對于PI值較小的患者，宜將LL恢復與PI值相近。患者PI為80°時PI-LL=22°，對于PI值較大的患者，因為骨盆后傾代償能力強，術后可以允許一定程度上LL與PI的差值。對于RoussoulyI型[12]的患者，PI值偏小，所需要恢復的LL值小，但由于此類患者骨盆代償能力弱，術中對于矢狀位的糾正要求更嚴格。PI值的正常下限為30°，因此術后LL應≥30°。

2.年齡:正常生理狀態下，隨著年齡的增長，椎間盤脫水退變、高度降低，LL逐漸減小，PT逐漸增加。

Hasegawa等[13]測量了126例日本健康志愿者的脊柱全長矢狀位參數，得出理想LL的計算公式為LL=32.9+0.60×PI-0.23×年齡,證實年齡對于矢狀位曲線有顯著影響。Lafage等[14]認為成人脊柱畸形患者術后的脊柱骨盆參數應根據年齡情況適當調整。對于<35歲人群，理想的PT為11.0°，PI-LL為-10.5°，SVA為-30.5mm;對于>75歲人群，理想的PT為28.8°，PI-LL為17.0°，SVA為79.3mm。“理想的矢狀位曲線”定義的各項參數樣本來自相對年輕的健康人群，對于老年患者而言并非合適的矢狀位曲線。高齡患者生理狀態下矢狀位可處于輕度正平衡狀態。

3.腰背肌肉狀態：臨床上在評估矢狀位平衡時，同時應該考慮到腰背部肌肉的質量。

骨盆前傾時，通過肌電圖測量顯示豎脊肌和多裂肌的活動度明顯高于其他肌群[15]。Hyun等[16]的研究結果表明，腰椎退變性后凸患者L4～L5水平的多裂肌和豎脊肌的肌容量小，肌肉脂肪化程度高。Yagi等[17]通過腰椎MRI對成人腰椎退變性后凸患者L5/S1橫截面多裂肌性狀的觀察結果顯示，當多裂肌橫截面積<300mm2或者脂肪化程度>80%，患者多合并有嚴重的脊柱骨盆失平衡。腰背部肌肉的退變，尤其是多裂肌的退變，使得脊柱的穩定性減退，是引起矢狀位失衡的危險因素之一。對于退變性畸形手術的患者而言，腰椎MRI已是必需檢查，除了常規觀察患者腰椎間盤突出、椎管狹窄、側隱窩等結構的同時，應注意棘突旁肌肉的性狀。若肌肉萎縮、脂肪化，提示腰背肌無力，可能需要適當延長固定節段防止矯形效果的丟失。對于退變性畸形的患者，術前應該常規評估患者腰背部肌肉的耐力，并在術后積極指導腰背部肌肉的康復鍛煉。

區別功能性失衡與結構性失衡

腰椎管狹窄是最常見的腰椎退行性疾病，由于腰椎屈曲位時，椎管容積比后伸位時增大，故腰椎管狹窄的患者通過身體前傾，減少黃韌帶的折疊，緩解神經壓迫。

Hikata等[18]報道一組腰椎管狹窄癥患者術前的矢狀位正平衡狀態對術后的健康相關生活質量評分無顯著相關，減壓術后矢狀位平衡獲得改善。腰椎管狹窄患者也可表現出矢狀位失衡，但這種失衡是由于功能性體位的自主改變造成的，通過短節段的減壓手術便可恢復，在治療決策上與結構性失衡大相徑庭，臨床上需要仔細鑒別。

首先臨床癥狀上腰椎管狹窄的患者表現典型的間歇性跛行癥狀，休息數分鐘下肢癥狀即有緩解，腰痛癥狀較輕，而結構性失衡的患者腰痛癥狀為主，提物時顯著加重，癥狀晨輕暮重，活動后疼痛緩解較慢。

影像學上腰椎管狹窄患者腰椎過伸過屈位仍有一定活動度，而結構性失衡患者腰椎活動度差，小關節退變及骨質增生明顯，腰椎MRI可明確椎管狹窄程度。矢狀位曲線方面，根據我們的經驗，腰椎管狹窄患者LL雖減小但一般仍>20°，伴隨TK明顯減小，而骨盆多為輕度代償PT<1/2PI，若出現典型胸腰椎曲線“直線征”通常為功能性代償，重度失衡則較少見。

而結構性失衡多以骨盆代償為主，骨盆后傾顯著，胸腰段常為后凸，重度失衡PI-LL>30°多為結構性失衡。在決策長節段矯形手術時必須慎重除外功能性失衡，必要時可采用神經根封閉等有創方法幫助鑒別。

目前臨床醫師對于矢狀位平衡有足夠的關注度，但部分認識仍不夠深刻。評估矢狀位平衡切忌通過單一指標判斷，例如患者SVA>10cm并非一定存在結構性失衡，而應結合脊柱骨盆矢狀位參數綜合考慮，對于功能性失衡，避免行長節段融合手術。

76歲女性，診斷腰椎管狹窄癥(L3-5)，術前矢狀位參數SVA=12cm，LL=22°，PI=55°，PT=24°，TK=5°，脊柱矢狀位S型曲線消失，近似直線。行L3-5椎管減壓PLF術，術后1月復查矢狀位參數SVA=-0.4cm，LL=45°，PI=58°，PT=22°，TK=10°，較術前明顯改善

矢狀位矯形度數的計算方法

對于結構性失衡患者，手術治療時需要恢復協調的矢狀位曲線。PT等參數受體位影響，手術時患者為臥位，且術中透視不易測量PT值，術后站立位時PT值可發生改變，故運用PT等受體位影響的骨盆參數難以準確預測術后骨盆的矢狀位狀態。

而LL可通過術中減壓、截骨、彎棒等方法控制，尤其是長節段固定的患者術后LL基本維持不變，因此，術中可通過對LL的恢復情況預測矯形效果。按照SRS-schwab的矢狀位修正分型PI-LL<10°，能夠簡便估算LL減小的患者術中腰椎需要矯形的度數。例如患者PI為50°，術后LL應>40°，若實測LL為20°，則需要矯形的度數至少為20°。

Zhang等[19]對于平均年齡65.1歲的退變性側凸患者長節段融合術后的隨訪分析顯示，術后PI-LL位于SRS-schwab的矢狀位修正分型+組相比0組和++組，ODI評分及并發癥的發生率低。Sun等[20]也得出相似的結論，其研究對象為平均年齡63.7歲的退變性側凸患者，PI-LL位于+組的患者術后效果更佳。

分析其原因，Zhang[19]和Sun[20]的研究對象為中國老年患者，除與Schwab研究對象的種族不同，高齡也是一項重要因素。按年齡分組統計，PI-LL匹配值小的患者更容易出現近端交界性后凸的現象[14]。

老年患者脊柱退變的病程長，身體結構如骨骼、肌肉、韌帶、關節均出現適應性改變，術中若過度追求“理想的LL”，不但會增加手術的創傷和時間,增加感染風險，而且矯形角度大也增加了椎弓根釘系統與骨面的接觸應力，增加螺釘松動的風險，且術后站立位即刻LL顯著改變，使得術前長期胸椎前凸減小、骨盆后傾等代償機制消失，TK增大，矯形遠端應力集中，易造成近端交界性后凸、遠端交界處失敗等內固定相關并發癥。

另外對于老年患者，活動耐量下降，日常生活中可能坐位的時間比站立位時間更長。Hey等[21]對青年人進行站立位和坐位的脊柱骨盆參數進行測量，發現由站立位變為坐位時，骶骨變得更水平，整體脊柱曲線的弧度減少。

若行長節段融合手術將LL固定于較大值，則患者坐位時不符合正常生理狀態，也可能會影響坐位的舒適性。當然，如果矯形度數嚴重不足，術后仍存在嚴重的矢狀位失平衡，失衡可繼續進展，患者癥狀緩解不明顯，且可能加速鄰近節段退變等[22]。

根據我們的經驗，對于老年尤其是>70歲以上患者，術后LL>30°，SS>20°，存在輕度的矢狀位正平衡，SRS-Schwab分型位于+組，也能取得較好的療效。

77歲女性，術前PI-LL=52°，SVA=21.7cm，PT=44°，ODI評分64.4，行T6-髂骨后凸矯形術，術后1年隨訪PI-LL=18°，SVA=7.8cm，PT=27°，ODI評分35.6

PI-LL的計算方法涉及的部位為腰椎和骨盆，而對于胸椎或胸腰段存在明顯后凸畸形的患者并不適用。

LeHuec等[23]提出了胸腰椎及下肢失衡手術矯形度數的整體設計方案。該方法主要涉及三個角:

(1)C7移位角(angleofC7translation，C7TA)：正常人LL的頂點位于L4椎體水平。因此矯形設計的幾何圖形以L4為參考點(c點)。良好的平衡時C7椎體位于骶骨平臺的上方，故需要將當前C7下終板(a點)移至過骶骨后上角的鉛垂線上(b點)。由a，b與c點連線構成的角度為C7TA。

(2)股骨傾斜角(angleoffemurobliquity，FOA)：為股骨干與鉛垂線間的角度。正常站立位下股骨應該垂直，屈膝時會使得股骨干與鉛垂線間呈角，并與屈膝角相同。膝蓋屈曲代償矢狀位失衡是一種非經濟的方式。重建平衡時應該考慮到該角。

(3)骨盆傾斜代償角(angleoftiltcompensation，PTCA)：PT較理論值明顯增大，提示骨盆存在后傾代償。術前設計時也應該考慮到對骨盆代償角度的糾正。LeHuec等[23]對上述參數的界定為：PT值<25°時PTCA為5°，PT值>25°時PTCA為10°。整體平衡矯正角(fullbalanceintegrated，FBI)=C7TA+FOA+PTCA。

FBI方法的主要不足之處是對骨盆傾斜代償角度的估算過于籠統，另外對于胸椎存在活動度的患者，失衡時TK減小，矯形術后TK有增加的趨勢。為了彌補以上缺陷，Lamartina等[24]提出了另外一種方法。首先確定主要截骨節段水平線與經骶骨后上角鉛垂線的交點(a)。定義a點與C7椎體連線和股骨軸線相交所成的角為脊柱股骨角(spinofemoralangle,SFA)。SFA可近似等于FOA與C7TA之和。

Lamartina等[24]認為患者首先通過髖關節過伸(最大限度約10°)，若不足以代償才會屈膝進一步后傾骨盆。因此在測量股骨傾斜角時就已經估測了骨盆的后傾代償，其值為股骨傾斜角與髖關節后伸度數之和。

最后對于胸椎存在活動度、TK減小的患者，矯形應包含術后TK可能增加的度數。Lamaritina等[24]假設術后最終的胸椎角與患者胸椎過屈位的值相等。TK增加角(increaseinthoracickyphosis,ITK)為過屈位(acriveflexionthoracickyphosis,ATK)與站立位TK之差。故最終需要矯形的角度為：SFA+10°+ITK，其中ITK=ATK-TK。

建議臨床上對于成人脊柱畸形患者常規完善脊柱全長過伸過屈位檢查，測量胸椎、腰椎活動度，預判融合術后未固定節段的曲線變化幅度，對于融合節段的選擇提供參考。

以上兩種矯形度數的計算方法操作起來相對復雜，雖沒有PI-LL在臨床上運用廣泛，但依然可以體會到作者設計時的精妙之處，補充了對于存在胸段后凸畸形及有下肢屈曲代償患者PI-LL方法的不足，值得學習思考和借鑒。

目前也有電腦測量軟件例如Surgimap影像分析軟件(NemarisInc,NewYork)供臨床醫師使用，導入圖像后可方便地測量脊柱骨盆參數，并且能夠在圖像上模擬PSO截骨，用于術前制訂手術計劃時直觀地估算截骨度數。

綜上所述，對于脊柱外科醫師而言，退變性脊柱畸形的手術治療仍然充滿了挑戰。術前測量脊柱骨盆矢狀位參數進行詳細的術前評估是必不可少的步驟。針對不同的個體，應結合年齡、骨盆參數、代償機制、肌肉情況、合并癥等多種因素綜合考慮，首先臨床判斷患者的失衡性質，若為功能性失衡應避免選擇長節段融合手術。對于結構性失衡，充分評估后設計具體的矯形度數，選擇合適的矯形節段。對于高齡患者，術后矢狀位處于輕度正平衡狀態也可獲得較好的療效。