C7倾斜角与脊柱整体矢状面平衡的相关性

刘承鑫，史 彬，李翔宇，孙 康，鲁世保

首都医科大学宣武医院骨科，北京 100053

近年来，越来越多的研究［1-5］发现，脊柱矢状面失衡与患者的疼痛、功能障碍及较差的生活状态密切相关。对于因脊柱退行性疾病行手术治疗的患者来说，术前准确的评估、术中有效的纠正、术后长期维持脊柱矢状面平衡非常重要［3，6-7］。脊柱矢状面平衡是一个动态维持的过程，下肢、骨盆和脊柱同时参与平衡的维持［8］。脊柱矢状面轴向距离（SVA）被认为是评价脊柱矢状面平衡的金标准［4，9-10］，但SVA存在获取困难（仅能在脊柱全长X线片上获取）、易受干扰（受摄片时患者姿势影响较大）及忽略骨盆和颈椎在维持平衡中的作用等缺点［8，11-12］，因此，还需参考其他一些评价脊柱整体矢状面平衡的参数，如脊柱骶骨角（SSA）［13］、T1骨盆角（TPA）［14］和T1倾斜角（T1S）［4］等。

T1S是反映颈椎和脊柱整体矢状面平衡的一个新型参数，相比于SVA，其具有获取简便、受患者姿势影响小等优点，同时，在一定程度上考虑到了颈椎在矢状面平衡中的作用［4，11，15］。但是，由于受到肩部和躯干干扰，T1在X线片上经常显示不清，因此，一些学者［16-18］采用C7倾斜角（C7S）代替T1S进行研究。既往研究［16-20］表明，C7S与T1S存在很强的相关性，而且C7S在一定程度上可以反映颈椎和脊柱矢状面平衡状态。本研究旨在分析C7S与脊柱矢状面参数之间的关系，以及不同矢状面平衡状态下C7S与SVA之间的关系，探讨C7S评价脊柱整体矢状面平衡的能力。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019年1月1日—2020年12月31日因腰椎退行性疾病接受手术治疗并于术前行脊柱全长X线检查的490例患者进行回顾性研究。排除标准：①髋关节、膝关节、踝关节疾病史及手术史；②颈肩痛或颈椎病或脊柱手术史；③脊柱肿瘤、强直性脊柱炎、脊柱侧凸畸形或2年内有脊柱骨折史；④脊柱全长X线片不规范（患者应保持视野水平，双手自然放于胸前）或C7在全长X线片上显示不清；⑤术前脊柱存在向后失平衡（SVA < 0 cm）。275例患者因各种原因被排除（137例术前脊柱全长片不规范，60例C7显示不清，48例存在颈肩痛、颈椎病史或脊柱侧凸畸形，11例有脊柱、骨盆、膝关节或踝关节疾病史或手术史，19例存在向后失平衡），最终共215例患者纳入研究，其中男70例、女145例，年龄为30.00 ~ 90.00（65.63±11.17）岁。

1.2 数据测量

在影像归档和通信系统（PACS）中测量脊柱矢状面参数。①枕颈角（O-C2）：McGregor线（经过硬腭后上方和枕骨中线最尾端点的线）与C2下终板切线间的夹角，前凸为正值，后凸为负值。②颈椎前凸角（CL）：C2下终板与C7下终板间的夹角，前凸为正值，后凸为负值。③胸椎后凸角（TK）：T4上终板与T12下终板间的夹角，后凸为正值，前凸为负值。④骶骨倾斜角（SS）：S1上终板与水平线间的夹角。⑤骨盆倾斜角（PT）：S1上终板中心与两股骨头中心连线与铅垂线间的夹角。⑥骨盆入射角（PI）：经过S1上终板中心垂直于上终板的直线与S1上终板中心和两股骨头中心连线间的夹角。⑦腰椎前凸角（LL）：L1上终板与S1上终板间的夹角，前凸为正值，后凸为负值。⑧颈椎SVA（cSVA）：C7上终板后角到C2椎体中心的铅垂线的水平距离，铅垂线位于C7后上角前为正值，位于C7后上角后为负值。⑨SVA：S1上终板后角到C7中心的铅垂线的水平距离，铅垂线位于S1后上角前为正值，位于S1后上角后为负值。⑩C7S：C7上终板与水平线间的夹角。并引入颈胸组合参数CL/C7S。记录患者年龄、性别及随访时间，计算末次随访时C7S、TK、CL和SVA的变化值（术前值-末次随访值）。

1.3 分组

本研究参考文献［21］将失平衡状态下TK > 40°定义为胸椎处于失代偿状态。根据患者术前TK和SVA的值将患者分为3类（图1）：类型A，脊柱矢状面平衡（SVA≤5 cm）；类型B，脊柱矢状面失平衡，胸椎具有代偿能力（SVA > 5 cm，TK≤40°）；类型C，脊柱矢状面失平衡，胸椎失代偿（SVA > 5 cm，TK > 40°）。

图1 3类患者脊柱矢状面形态Fig.1 Sagittal morphology of spine in 3-type patients

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0软件对数据进行统计分析。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用单因素方差分析；非正态分布的计量资料以中位数（下四分位数，上四分位数）表示，组间比较采用秩和检验；以P< 0.05为差异有统计学意义。各指标之间的相关性采用Spearman相关性分析。采用受试者操作特征（ROC）曲线计算临界值。

2 结 果

2.1 各参数间相关性分析

由表1可见，C7S与年龄、TK、CL、cSVA及SVA之间均存在相关性；SVA与年龄、SS、PT、LL、C7S、CL及O-C2之间均存在相关性。且CL/C7S与SVA之间存在中度相关性（n= 215，r= 0.361，P< 0.05）。

表1 各参数之间的相关性分析Tab.1 Correlations between obtained parameters N=215

215例患者中有84例完成术后随访并拍摄脊柱全长X线片，平均随访（85.47±36.64）d，其中男36例、女48例。C7S的变化值为-2.10°（-3.70°，3.40°），TK的变化值为-4.15°±4.56°，SVA的变化值为3.58°±3.13°。C7S的变化与TK的变化有相关性（r= 0.494），与SVA和CL的变化均无相关性（r=0.198、-0.031）。

2.2 3类患者间各参数差异性比较

相比于类型A，类型B患者的SVA、CL和CL/C7S更大，TK更小，差异均有统计学意义（P< 0.05，表2），cSVA、C7S差异无统计学意义（P> 0.05，表2）；相比于类型A，类型C患者的cSVA、SVA、CL、TK、C7S和CL/C7S 更大，差异均有统计学意义（P< 0.05，表2）；相比于类型B，类型C患者的cSVA、C7S、CL和TK更大，差异均有统计学意义（P< 0.05，表2），但CL/C7S和SVA差异无统计学意义（P> 0.05，表2）。

表2 3类患者的参数比较Tab.2 Comparison of measured parameters between 3-type patients

2.3 临界值分析

ROC曲线分析结果显示，CL/C7S评价脊柱矢状面平衡的曲线下面积为0.706，根据约登指数计算得到的临界值为0.618（图2），提示当CL/C7S > 0.618时，脊柱更多处于失平衡状态（SVA > 5 cm）。

图2 CL/C7S评价脊柱矢状面平衡的ROC曲线Fig.2 ROC curve of CL/C7S evaluating sagittal balance of spine

3 讨 论

既往研究［16-20］表明，C7S与T1S之间存在很强相关性，同时C7S与脊柱矢状面参数之间均存在较好相关性，在影像学一定程度上可代替T1S。Knott等［4］和Pesenti等［11］的研究表明，T1S与脊柱整体矢状面平衡有关，T1S > 25°或< 13°往往提示脊柱矢状面的失衡。Le Huec等［20］通过对109名无症状志愿者研究后发现，C7S与颈椎矢状面形态相关，过小的C7S往往对应着更小的CL甚至对应着颈椎后凸畸形。同时，既往研究［22-28］也发现了T1S、CL/T1S及T1S-CL与颈椎术后疗效息息相关。综上所述，T1S或C7S与颈椎以及脊柱整体的矢状面平衡有关，对颈椎手术方式的选择及术后疗效有一定的参考作用。

在腰椎退行性变人群中，C7S会随着年龄增加而增大，此结果与既往关于无症状志愿者的研究结果一致［5，18］。随着年龄增加，SVA、TK会逐渐增大，LL会逐渐减小，为维持头部中心平衡和视野水平，C7S及CL也会逐渐增大，这也与本研究结果一致。与上述所提及的研究结果［4-5，11-12，15，19］类似，本研究也发现C7S与SVA、TK存在一定相关性，但是通过观察后发现，一些矢状面失衡的患者，其C7S并没有显著性增加。同时，术后C7S的变化与SVA和CL的变化均无相关性，而与TK的变化有关。考虑到胸椎在维持矢状面平衡的作用及对C7S的影响，本研究根据脊柱矢状面平衡状态及胸椎代偿能力将患者分为3类，对比后发现，C7S可以有效对类型A、B与类型C的患者进行区分，但无法有效区分类型A、B的患者。故认为SVA与C7S之间并不是单纯的正相关关系，较大的SVA也不总会与较大C7S匹配。当SVA增加，脊柱出现向前失衡，如果胸椎具有较好的代偿能力时，C7S不会发生显著性变化；当胸椎代偿能力较差时，C7S才会出现增大现象。颈椎作为脊柱的一部分，在脊柱出现向前失衡时，为持续头部重心平衡及视野水平，CL会适应性增大，因此，本研究纳入颈胸组合参数CL/C7S来评价脊柱矢状面平衡状态，并发现CL/C7S在评价脊柱矢状面平衡上的能力优于单一参数C7S。本研究通过ROC曲线获得CL/C7S在评价矢状面平衡状态时的临界值为0.618，即当CL/C7S > 0.618时意味着脊柱失衡的可能性增大。在临床中，颈椎正侧位X线片仍然是最常用、最便捷的影像学检查之一，如何能从单一的颈椎X线片中获得更多的信息是十分重要的，在颈椎侧位X线片上发现CL/C7S过大（> 0.618），应警惕脊柱矢状面失衡的发生，且需要结合临床症状及查体进一步评估，必要时可完善脊柱全长X线片等相关检查协助诊治。

本研究探索C7S与脊柱矢状面参数的关系，发现C7S在评价脊柱矢状面平衡中的局限性，考虑到了胸椎代偿能力及颈椎在维持矢状面平衡时的作用，引进了敏感度更高的CL/C7S组合参数代替单一参数C7S来评价脊柱矢状位平衡情况。本研究的不足之处：首先，缺乏无症状人群作为对照；其次，采用TK来间接反映胸椎代偿能力，而非直接采用肌肉力量或肌肉横截面积等相对更直接的参数，同时，因脊柱全长X线片不能完全展示下肢情况而无法深入探讨下肢代偿在其中的作用；第三，纳入人群中向后失衡的患者数量较少，无法有效进行研究，故被排除。总之，C7S与脊柱矢状面参数之间存在较好相关性，CL/C7S在评价脊柱矢状面平衡方面更有价值，当CL/C7S > 0.618时，脊柱更多处于失衡状态。