强直性脊柱炎后凸截骨矫形角度的术前预测

兰魁勇，李超，付青松，周宇，赵刚，于海洋，邹欣欣

（安徽医科大学阜阳临床学院骨科，安徽 阜阳236000）

强直性脊柱炎（Ankylosing Spondylitis，AS）后凸畸形脊柱柔韧性丧失，相邻节段的代偿性缺失，需通过髋关节过伸、骨盆后倾后旋、膝关节屈曲和踝关节背伸来维持矢状面平衡，且代偿有限，常需截骨矫形治疗[1-4]。术中截骨角度过少，术后容易发生矫正不足。反之，术后容易发生矫正过枉，影响畸形及视角矫正效果。对于术前截骨角度的计算，虽曾有不同学者提出多种预测方法[5-9]，但尚不完善。鉴于此，我们采用脊柱股骨角预测方法对AS后凸畸形患者进行术前截骨角度设计与预测，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料

本组18例，其中10例符合纳入和排出标准，均为男性。年龄38～55岁，平均47.3岁。本研究属于前瞻性研究，实施前经医院伦理委员会批准，10例患者均知情同意，术中均按照术前预测角度进行截骨，其一般资料见表1。患者临床症状均表现为平视和平卧功能障碍，出现程度不等的腰背部疼痛和疲劳感。术前10例患者均行站立位脊柱全长正侧位片测量各参数数值，VAS、ODI评分系统进行术前评分，脊柱三维CT扫描和重建，并进行详细的心肺功能检测。术前全脊柱后凸角（Globe Kyphotic，GK）、胸腰联合角（Thoracolumbar Junction angle，TLJ）、腰椎 前 凸 角（Lumbar Lordosis，LL）、矢 状 面 偏 移（Sagittal Vertical Axis，SVA）、骶骨倾斜角（Sacral Slope，SS）、骨盆倾斜角（Pelvic Tilt，PT）、骨盆入射角（Pelvic Incidence，PI）、VAS、ODI等相关参数测量结果见表2和3。本组10例术前没有神经症状，Frankel分级为E级。

表1 10例患者术前预测截骨角度的一般资料

1.2 纳入标准和排出标准

1.2.1 纳入标准 （1）符合AS后凸畸形诊断标准；（2）站立位脊柱全长侧位X线片示脊柱出现僵硬性改变，胸腰椎弓状后凸畸形，矢状面失衡出现代偿性曲膝改变；（3）身体状况能够耐受手术治疗。

1.2.2 排除标准 （1）不符合AS后凸畸形诊断标准和纳入标准者；（2）存在颈椎强直后凸畸形的患者；（3）髋关节、膝关节活动明显受限的患者；（4）合并有严重的内脏疾病不能耐受手术者。

1.3 截骨角度设计

患者术前拍摄站立位脊柱全长正侧位片，要求平视正前方，片长包括双侧股骨全长。参数测量方法如下。GK：T1上终板的切线与S1上终板的切线夹角；TLJ：T10椎体上终板的切线与L2椎体下终板的切线的夹角；LL：L1椎体上终板的切线与S1椎体上终板的切线的夹角；PT：S1上终板中点和股骨头中心连线与垂直线的夹角；SS：S1上终板和水平线的夹角；PI：S1上终板中点作终板的垂线，该垂线和S1上终板的中点与股骨头中心连线的夹角，若双侧股骨头不重叠，取双侧股骨头中心连线的中点作为中心点；SVA为C7铅垂线与S1后上角之间的距离，偏移＜4 cm为正常范围，C7铅垂线位于S1后上角前方4 cm以上为正失衡[10]。本组10例均属于矢状面正失衡。见图1。

图1 相关参数测量方法示意图 GK：全脊柱后凸角；SVA：矢状面偏移；PI：骨盆入射角；SS：骶骨倾斜角；PT：骨盆倾斜角；HA：髋轴中点。

设计截骨角度依术后C7铅垂线恢复到经过S1后上角为最佳目的。首先确定截骨节段椎体与经过S1后上角垂线（…）的相交点为a点，股骨轴线为bb′，C7椎体与a点连线为aa′，aa′与bb′两线之间的夹角为所需矫形的角度，也就是脊柱股骨角（spino femoral angle，SFA）。根据Lamartina等[5]提出的脊柱股骨角术前预测方法，我们则依L3为拟截骨节段进行术前预测（图2）。L3为腰椎前凸的顶点，L3截骨能更好地恢复矢状面平衡，所以本组所有病例均以L3为截骨节段进行测量计算。由于本组所有病例后凸畸形角度大，难以通过L3一处截骨完成矫形，因此把测量计算后的矫形角度分配到L3及顶椎作2处截骨。

图2 AS后凸术前截骨角度计算方法示意图a：截骨节段椎体（以L3为例）与经过S1后上角垂线（…）的相交点；bb′：股骨轴线；aa′：C7椎体与a点连线；SFA：aa′与bb′两线之间的夹角，即脊柱股骨角

1.4 手术方法

气管插管全麻，脊髓体表诱发电位监测。术中进行中心静脉压和有创动脉监测。按照术前截骨预测角度分别进行截骨。10例均采用经椎弓根椎体V形截骨术（Pedicle Subtraction Osteotomy，PSO），矫形后对截骨闭合面重点进行椎板植骨融合，术中“C”臂机透视下见矫形、内固定满意，放置引流管，逐层关闭切口。术后常规负压引流48 h；2周后佩戴支具下床活动，应用支具6个月。

1.5 评价指标

术后2周及随访期摄脊柱全长正侧位片，测量参数GK、TKJ、LL、PT、SS、PI、SVA，VAS、ODI评分评估手术疗效。

1.6 统计学方法

应用SPSS 17.0统计软件进行分析。观察数据服从正态分布，以±s表示。术前术后比较采用配对t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

10例均进行了两处截骨，手术时间310～370 min，平均343 min。术中出血量1000～3800 ml，平均出血量1257 ml。1例术中硬脊膜破裂，术中予以硬脊膜修补，术后负压引流10 d，术后2周伤口痊愈。1例术中截骨时出现胸膜破裂，术后胸腔闭式引流1周后拔除，术后2周伤口痊愈。随访时间3～20个月，平均12个月。所有患者截骨面均获得融合，无内固定松动。术后所有患者神经功能正常，按Frankel分级，均为E级。所有患者后凸畸形矫正满意，恢复平视及平卧功能，腰背部疼痛及疲劳感消失，其中GK矫正率为75%，VAS、ODI改善率分别为89%和80%（图3）。GK、TKJ、LL、SVA、SS、PT、VAS、ODI术后2周和末次随访时较术前明显改善，差异有统计学意义（P＜0.05）。PI术前、术后、末次随访时差异无统计学意义（P＞0.05）；各指标术后2周和末次随访时比较差异均无统计学意义（P＞0.05）（表2、3）。

表2 患者手术前后各项指标比较（±s）

表2 患者手术前后各项指标比较（±s）

注：a：与术后2周比较，P＜0.05；与术前比较b：P＜0.05，C＞0.05；

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表3患者手术前后VAS、ODI比较（±s）

表3患者手术前后VAS、ODI比较（±s）

注：a：与术后2周比较，P＜0.05；b：与术前比较，P＜0.05。

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图3患者男，45岁，胸腰椎强直性脊柱炎（AS）后凸畸形。3a，3b术前正侧位大体像，矢状面失衡；3c，3d术前脊柱全长正侧位X线片，术前GK50°、SVA7cm；3e术前三维CT；3f术前截骨角度测量示意图，SFA 50°，根据公式截骨角度为60°，分别在L3和T12进行PSO截骨矫形内固定；3g，3h术后2周脊柱全长正侧位X线片，GK 4°、SVA 0.5 cm；3i，3j术后2周正侧位外观；3k，3l术后1年脊柱全长正侧位X线片示矫形未丢失；3m，3n术后1年正侧位外观，躯干平衡恢复。

3 讨论

3.1 截骨角度预测相关因素分析

通过手术恢复脊柱矢状面平衡具有挑战性，术后出现矫正不足、矫正过度及矢状面失代偿均会导致手术不良后果，严重者甚至需要进行翻修手术[11-15]。因此，术前准确预测术中所需矫正角度是保证矢状面畸形矫正的关键。Rose等[16]在脊柱矢状面畸形矫正研究中发现C7铅垂线矫正不足在术后2年随访中高达45%。作者认为影响SFA截骨角度预测相关因素有：（1）截骨水平与截骨方式选择；Lazennec等[17]认为上腰椎截骨对于恢复矢状面平衡要大于下腰椎截骨。Roussoly等[18]认为顶椎区截骨能最大限度地矫正脊柱矢状面的失平衡。截骨是恢复颈7铅垂线距离、脊柱矢状面平衡的主要手术方法，目前常用截骨方式有PSO、SP截骨（Smith-Petersen osteotomy，SPO）和Ponte截骨（Ponte Osteotomy，PO），一处截骨矫正角度分别为30°、10°和5°，术前截骨预测角度决定截骨方式的选择[19]。截骨方式选择错误将导致术前预测截骨角度与实际截骨角度偏差，最终影响矢状面畸形矫正。因此，截骨水平及截骨方式选择直接影响截骨角度预测；（2）髋、膝关节活动度；髋关节过伸角度小于10°者，将导致术前预测截骨角度小于实际需要截骨角度，最终导致矫正不足。因此，术前存在髋、膝关节活动严重受限者，是影响截骨角度预测重要因素；（3）颈椎强直性后凸畸形；SFA测量方法是在胸椎、腰椎及股骨范围内进行角度测量，测量范围不包括颈椎。对于颈椎活动度良好的代偿性颈椎畸形患者，在胸腰椎后凸畸形矫正后可以通过代偿性调整，不受本截骨预测方法影响。但对于颈椎强直性严重后凸畸形患者，由于胸腰椎后凸畸形矫正后颈椎无活动代偿能力，因此选择本截骨预测方法可能导致术后平视矫正不足；（4）股骨轴线；SFA测量方法需要测量股骨轴线，术前摄脊柱全长片时，应至少包括股骨上1/2，以便准确测量股骨轴线。否则，股骨摄片过短不能准确获得股骨轴线测量数据，直接影响截骨角度预测效果。

3.2 AS截骨角度预测方法探讨

目前，对术前截骨角度预测的方法较多，预测时即要考虑正常生理序列之间的关系又要考虑代偿因素的存在。Van Royen等[6]按照骶骨倾斜角（sacral endplate angle，SEA）术后恢复至40°为参照，利用三角函数法计算所需矫形的角度。由于患者之间存在个体差异，SEA并不适合于每个患者。Ondra和Yang[20，21]先后阐释三角函数和精确角度计算术前截骨角度。但该方法不足之处在于没有考虑PI及代偿时PT的变化。Le Huec等[8]采用C7偏移角（Angle of C7translation，C7TA）、股骨倾斜度（Angle of femur obliquity，FOA）及骨盆倾斜代偿角（Angle of tilt compensation，PTCA）进行综合评估，提出躯干整体平衡技术（Full balance integrated，FBI）并得出截骨角度的计算公式：截骨角度=C7TA+FOA+PTCA。然而FBI法计算较为繁琐，对于不出现膝关节曲屈和极度骨盆倾斜的患者将导致矫正度数的估计不足。Song等[22]依照肺门为参照点进行术前截骨角度的设计，在腰椎进行截骨矫形，虽然取得了满意的效果。但是，该方法测量计算较复杂。目前颌眉角（chinbrowvertical angle，CBVA）[7]是最常采用的截骨角度预测方法，此方法对于合并有颈椎强直性后凸畸形者具有优越性，但对颈椎非强直性患者难以获得截骨角度准确预测。此外，髋、膝关节无法过伸体位时CBVA测量的精确性也受影响。为了恢复矢状面平衡，获得精确截骨预测角度，Lamartina等[5]提出SFA来预测截骨角度。Lamartina等[5]认为矢状面失衡PT增加时患者首先出现髋关节过伸（最大限度约10°），若不足以代偿才会屈膝进一步后倾骨盆。因此在测量脊柱股骨角时就已经估测了骨盆的后倾代偿。对于胸椎存在活动度、胸椎后凸减小的患者，矫形应包含术后胸椎后凸角可能增加的度数。然而目前还尚无预测术后胸椎改变度数的报道。他们假设术后最终的胸椎后凸角与患者胸椎过屈位的值相等，胸椎后凸增加角（ITK）为过屈位胸椎后凸角（ATK）与站立位胸椎后凸角（TK）之差，故最终需要矫形的角度为：SFA+10°+ITK，其中ITK=ATK-TK。

通过以上多种方法分析，笔者认为，对于AS患者由于脊椎关节融合、柔韧性缺失，难以通过相邻节段过伸和增大腰椎前凸代偿，为了维持矢状面平衡和平视能力机体多通过骨盆和下肢来代偿。由于AS患者的胸椎强直无活动度，ITK可忽略不计。因此，我们采用Lamartina提出的脊柱股骨角加上髋关节过伸的角度来预测所需截骨的角度符合AS后凸畸形截骨矫形的设计原理（图2）。术前截骨预测的公式为SFA+10°。通过本组患者进行颌眉角测量与SFA测量进行比较，发现颌眉角预测角度小于SFA预测角度；根据两者预测角度利用计算机进行模拟截骨，发现SFA预测模拟截骨后C7铅垂线更接近正常人群。采用SFA进行术前截骨角度的预测只需要计算一个角度，计算时包括了髋关节代偿的角度，较其他预测方法具有简单、可靠、全面等优点。本组患者后凸畸形均矫正满意，腰背部疼痛及疲劳感消失，其中GK矫正率为75%，VAS、ODI改善率分别为89%和80%。但是采用此方法也存在不足之处，测量范围不包括颈椎，对于合并颈椎强直性严重后凸畸形患者，在胸腰椎后凸畸形矫正后颈椎无活动代偿能力，因此选择本截骨预测方法可能发生术后平视矫正不足。

综上所述，AS后凸畸形术前获得精确截骨角度预测尤为重要，术前根据SFA+10°计算截骨角度是一种较为科学的预测方法。经临床应用此方法可靠。虽然本组患者获得了满意的临床疗效，但是对于合并颈椎强直性严重后凸畸形，髋、膝关节活动受限者受到一定影响。因此，对于AS合并髋、膝关节活动严重受限者，应先行髋、膝关节置换，再行脊柱截骨矫形，可获得截骨的准确预测。此外，本组样本量小，随访时间短，远期疗效仍有待观察。

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