骨质疏松性椎体压缩骨折对脊柱-骨盆矢状位参数影响的研究

唐冲，刘正，吴四军

(北京大学首钢医院骨科，北京 100144)

骨质疏松症(osteoporosis，OP)是老龄化社会最常见的一种全身性骨代谢疾病，以骨量减少、骨微结构破坏、骨脆性增加为特点，其中骨质疏松性椎体压缩骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCF)是最常见的并发症，多由低能量损伤所致，可出现胸腰椎局部剧烈疼痛，活动严重受限，进一步可导致胃肠道功能减退、邻近椎体再骨折、生活自理能力下降、增加住院率及病死率等，严重增加社会医疗成本，已成为全球关注的公共健康问题[1-6]。而脊柱-骨盆矢状位形态序列对于全脊柱矢状位序列的调节作用已得到广泛证实，其对于人类的直立行走及平衡运动发挥着重要作用，目前对于脊柱侧弯、腰椎退变等疾病的脊柱矢状位平衡的研究已很成熟[7-12]，但对于OVCF的脊柱-骨盆矢状位参数研究相对较少。本研究通过对比骨质疏松性椎体压缩骨折患者与无症状老年人群的脊柱-骨盆矢状位参数，探究骨质疏松性压缩骨折对全脊柱矢状位平衡的影响以及OVCF后脊柱-骨盆参数间的代偿机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取北京大学首钢医院骨科在2017年1月至2017年8月收治的胸腰椎骨质疏松性压缩骨折患者。入选标准：a)年龄≥60岁；b)轻微外伤后出现胸腰部疼痛，查体提示胸腰椎棘突压痛、叩击痛；c)MRI提示为胸腰椎新鲜骨折；d)术前可站立位完成脊柱全长X线片检查的患者。排除标准：a)年龄<60岁；b)高能量椎体骨折；c)MRI提示为陈旧性椎体骨折；d)不能完成站立位脊柱全长X线片检查的患者；e)因恶性肿瘤、多发性骨髓瘤、化脓性脊柱炎、胸腰椎结核、原发性或继发性甲状腺功能亢进症等所致病理性椎体骨折的患者；f)既往脊柱手术史。满足标准共纳入64例胸腰椎骨质疏松性压缩骨折患者(OVCF组)，共累及87个椎体，T103例、T118例、T1221例、L122例、L218例、L310例、L45例；其中男32例，女42例，年龄62～87岁，平均(76.14±6.6)岁。

同期，门诊招募无症状老年人群，入选标准：a)年龄≥60岁；b)近3个月内无明显颈肩背部疼痛、腰腿痛；c)全脊柱正侧位X线片上无脊柱侧弯(冠状位Cobb角<10°)、脊柱后凸畸形、椎体滑脱，无严重退行性病变，无结核、肿瘤等病变。排除标准：a)年龄<60岁；b)CT或MRI提示存在陈旧或新鲜椎体压缩骨折者；c)既往脊柱手术史、骨盆及髋关节手术史、严重髋膝关节疾病、慢性肺部疾病、神经肌肉疾病者。满足标准共纳入60例无症状老年人(对照组)，其中男20例，女40例，年龄60～88岁，平均(73.85±7.16)岁。两组间年龄、性别比例、体重指数(body mass index，BMI)及骨密度(bone mineral density，BMD)差异无统计学意义(见表1)。

1.2 影像学测量 所有研究对象均拍摄站立位全脊柱正侧位X线片：投照源固定，连续曝光后自动拼接成像，摄片时体位取直立位，充分伸展膝关节、髋关节，肘关节完全屈曲，双拳置于同侧锁骨上。运用医院PACS系统测量脊柱-骨盆矢状位各参数(见图1～2)。a)骨盆入射角(pelvic incidence，PI)：经S1上终板中点的垂线与S1上终板中点和双侧股骨头中点连线之间的夹角；b)骨盆倾斜角(pelvic tilt，PT)：S1上终板中点和双侧股骨头中点连线与铅垂线之间的夹角；c)骶骨倾斜角(sacral slope，SS)，S1上终板与水平线之间的夹角；d)腰椎前凸角(lumbar lordosis，LL)，L1上终板切线与S1上终板切线的夹角；e)胸椎后凸角(thoracic kyphosis，TK)，T4上终板切线与T12下终板切线的夹角；f)脊柱骶骨角(spinosacral angle，SSA)，C7中点和S1上终板中点的连线与S1上终板切线的夹角；g)脊柱矢状位平衡(sagittal vertical axis，SVA)，经C7椎体中心所作的铅垂线与S1后上缘的水平距离，若铅垂线位于S1后上缘前方，则为正值，反之为负值，当SVA绝对值≤5 cm时，判定为脊柱矢状位平衡，否则为失平衡；h)C7矢状位比值(C7/SFD)：C7椎体中点铅垂线至骶骨后上角距离与骶股间距(sacrofemoral distance，SFD)的比值(SVA/SFD)，该比值≤0为理想的平衡状态，在0～0.5之间为平衡代偿，比值>0.5为矢状位失平衡。

表1 OVCF组和对照组的基本资料比较

图1 骨盆参数的测量方法图2 脊柱-骨盆矢状位参数的测量方法

2 结果

两组病例的PI分别为(50.98±12.09)°、(52.05±9.25)°，差异无统计学意义；OVCF组的SS、LL、SSA均显著小于对照组(P<0.01)；而OVCF组的PT、TK、SVA以及C7/SFD均显著大于对照组(P<0.05)。OVCF组中SVA、C7/SFD的矢状位失衡例数分别为22例(34.4%)、38例(59.4%)，而对照组中两者的矢状位失衡例数分别为7例(11.7%)、20例(33.3%)，两组间差异有统计学意义(P<0.01)，见表2。

表2 OVCF组和对照组的脊柱-骨盆矢状位参数及失衡率的比较

3 讨论

骨质疏松性椎体压缩骨折是老年人罹患骨质疏松症后，骨密度及骨强度明显降低，受到轻微暴力甚至在日常活动中即可发生的骨折，是骨质疏松症最严重的后果，全球每22秒就有1例新发OVCF，椎体骨折的发生率随年龄增长而增加，尤其是绝经后女性，已成为影响老年人群生活质量、增加死亡率的常见原因之一[4-6]。脊柱-骨盆矢状位序列不仅参与调节脊柱矢状位平衡，且与脊柱矫形手术策略的制定、患者术后的生活质量密切相关。Roussouly及Vialle等[9，13]研究发现脊柱-骨盆矢状位参数之间的密切关系，相互作用，共同维持脊柱矢状位序列及脊柱-骨盆矢状位平衡。而目前对于OVCF患者的脊柱-骨盆矢状位参数的研究相对较少[14-16]，故本文将探究骨质疏松性椎体压缩骨折对脊柱矢状位平衡的影响以及脊柱OVCF后脊柱-骨盆参数间的代偿机制。

PI作为脊柱和骨盆参数之间的桥梁，是评估脊柱矢状位序列的基础参数，反映了骨盆矢状面的形态，决定了骨盆方向和腰椎前凸大小[17-18]。Dai等[15]的研究提示较小的PI、SS、LL是OVCF的危险因子，而本次研究中，OVCF组与对照组之间PI值无明显差异，考虑到PI为一个相对恒定的解剖参数，我们认为PI与是否发生骨质疏松性椎体压缩骨折无明显相关性，与Dai的结论相悖。然而OVCF组的腰椎前凸角明显小于对照组、胸椎后凸角明显大于对照组，与OVCF后椎体前柱高度降低、胸椎后凸增加和腰椎前凸减小相符，导致骨折椎体以上脊柱前倾、整体脊柱重心前移，此时以骶髂关节为支点的重心力臂增加，而通过股骨头的地面反作用力距未变，为纠正这种失衡状态，此时骨盆就会围绕双侧股骨头向后倾斜，出现髋关节后伸、膝关节屈曲、踝关节背曲等一系列代偿动作，使重心后移，减小重心力臂，维持人体所需要的直立状态。这个过程中PT逐渐增大而SS相应减小，这种代偿机制与OVCF组中PT增加、SS减小相符，同时本研究中OVCF组SS与LL均明显小于对照组，亦与较小的SS、LL是发生OVCF的危险因子相符。

Blondel等[19]研究提出脊柱-骨盆矢状位平衡与患者的生活质量密切相关，而体位参数SVA及解剖参数SSA均可作为描述OVCF患者全脊柱矢状位形态学参数，同时C7矢状位比值(C7/SFD)亦可作为评价脊柱矢状位失衡客观依据。本研究中我们发现，OVCF组中SVA、C7/SFD明显大于对照组，而SSA则显著小于对照组，这是由于发生OVCF后脊柱重心前移，使SVA明显增大，同时骨盆代偿后旋，骶骨上终板水平化(即SS减小)、骶股间距变小，故出现SSA减小及C7/SFD明显增大的表现；并且OVCF组的矢状位失衡率为对照组的2～3倍，提示OVCF患者存在严重的脊柱矢状位失衡，可导致较严重的临床症状。同时，OVCF患者常因新鲜椎体骨折或外伤所致的腰背部疼痛处于驼背、身体前倾状态，进一步加重胸椎后凸和矢状位失衡，与TK、SVA增加相符；故对于脊柱-骨盆矢状位失衡明显、临床症状严重者，建议尽早行手术治疗，包括经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty，PVP)、经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty，PKP)或者行椎弓根螺钉固定术等，改善患者后凸畸形、恢复矢状位平衡，减少邻近椎体再骨折风险[20]。

综上所述，骨质疏松性压缩椎体骨折可导致脊柱-骨盆矢状位参数LL、SS、SSA减小，TK、PT、SVA、C7/SFD增加，易发生脊柱-骨盆矢状位失衡，应积极手术矫正、恢复矢状位平衡。