基于骨盆投射角法的骨盆矢状位平衡研究进展

　　作者：徐斌 瞿玉兴 作者单位：1.南京中医药大学,江苏 南京 210029;2.南京中医药大学附属常州中医院骨科, 江苏 南京 213003

　　【关键词】 骨盆;脊柱;投射角法;矢状面

　　脊柱矢状位形态对维持正常的脊柱生物力学至关重要，越来越多的研究发现在研究脊柱矢状位平衡变化时必须包括骨盆的形态研究，正常的脊柱和骨盆形态曲线使得身体处于最佳平衡状态并消耗最小的能量[1]。骨盆在矢状面形态发生的变化，通过脊柱上静态负荷的变化来调整保持姿势的肌群活动，从而影响到能量的消耗，当骨盆形态变化打破了最佳平衡，则导致躯干在矢状面的失平衡和能量消耗的增加[2]。

　　精确测量脊柱骨盆矢状面变化对于评估身体躯干矢状面平衡和失稳非常重要，尤其是在患有脊柱畸形的患者中，例如脊柱侧弯和椎体滑脱[3]。通常，临床评估脊柱矢状面平衡通过使用Cobb法测量脊柱站立侧位X线片的LL角(lumbar lordosis)和TK角(thoracic kyphosis)。这种测量法已经被广泛用于脊柱矢状面平衡的研究，而骨盆形态学的研究则没有一个比较统一的方法。不同的参数被用来描述站立位矢状面骨盆形态，During[4]等人定义了骨盆骶骨角(pelvisacral angle)，随后，DuvalBeaupère[5]等人提出了骨盆投射角(pelvic incidence angle)，Jackson[6]建议测量基于骨盆半径技术的骨盆前凸角(pelvic lordosis angle)来评估骨盆形态。越来越多的基于以上参数的研究表明，骨盆的形态对腰椎前凸有明显的影响从而影响到脊柱的平衡。研究骨盆形态的方法较多，但近10年来系统研究骨盆形态变化主要是基于骨盆投射角(Pelvic incidence， PI)法，本文旨在对近10年来基于此种方法对骨盆形态学参数和平衡的研究进展进行回顾总结。

　　1 摄片方法及摄片姿势

　　脊柱骨盆矢状面平衡的研究通常拍摄站立位脊柱骨盆全长侧位片，由于研究者所在机构拥有的设备不同，在拍摄站立侧位X线片时所选取的拍摄器材，拍摄参数均有不同，但均以清楚显示骨性标志为目标。拍片姿势均取站立侧位，躯干矢状面与球管相垂直，站立于放松舒适的姿势，双膝尽可能伸展。由于双手自然放松位于躯干两侧这一最体现脊柱骨盆状态的姿势影响到对脊柱骨盆的摄片，不同的站立姿势被提出：(1)屈肘握拳放置于锁骨前方位;(2)伸肘肩关节前伸固定位;(3)肩关节前伸屈肘双手轻扶支持物位。Frances D. Faro[7]等人通过研究50例先天性青少年脊柱侧凸患者发现，肘关节完全屈曲，握拳贴于锁骨处位置，较肘关节完全伸直，前臂固定于身体前方45度位置，更能代表脊柱骨盆功能平衡的状态。Michelle Marks[8]等人通过22位非脊柱侧凸的青年女性研究发现，上臂固定于身体前方30度，屈曲肘部，双手扶于支持物的姿势时，脊柱骨盆的矢状面状态相当于于双手自然放松位于躯干两侧时脊柱骨盆矢状面的状态，并且建议作为研究脊柱骨盆矢状面平衡的最佳姿势方法。在近几年的文献研究中，上述方法均有使用，目前还没有统一的站立位姿势。

　　2 研究的方法和观察参数

　　DuvalBeaupère、 Legaye J [5,9]等人提出了骨盆投射角(Pelvic incidence， PI)作为骨盆矢状位平衡研究的解剖型参数，及方向参数骶骨倾斜角(Sacral slope，SS)，骨盆倾斜角(Pelvic tilt， PT)，并通过研究证明PI为影响骨盆脊柱平衡的关键因素。三个角度的定义及图示[9]如下。(1)PI：S1上终板的中点与股骨头中心连线和过S1上终板中点且垂直于S1上终板的垂线之间的夹角;若双侧股骨头不重叠，则取两股骨头中心连线的中点。(2)PT：重力垂直线和S1上终板的中点与股骨头中心连线之间的夹角;若双侧股骨头不重叠，则取两股骨头中心连线的中点。(3)SS：水平线和S1上终板切线之间的夹角。

　　Legaye J[9]研究发现在正常人中,骨盆投射角PI对于每个人来说都是恒定的，并且等于PT+SS的值。骨盆的方向决定了骶骨终板矢状位位置相对于股骨头之间的关系。研究表明，通过回归系数值来看骨盆和脊柱参数之间的关系很密切。脊柱前凸和骨盆方向之间的关系密切，存在明显的互相依赖关系，PI，唯一独立的解剖学参数，决定了骨盆的方向和前凸的大小。PI值较小，则骨盆参数值较小，前凸较平坦;PI值较大，则骨盆有较好的倾斜方向，前凸则较明显。在脊柱侧凸的患者中也存在这一样的关系。这些研究表明，PI是一种对于不同的骶骨倾斜和腰椎前凸曲线的可信的骨盆解剖参数值。在正常人和脊柱侧凸患者中都如此。骨盆解剖参数PI对矢状面曲线的影响程度很明显，过大的PI值提示过大的骶骨倾斜度和脊柱曲度。随后近10年的基于PI法研究骨盆形态的文献研究分为正常人，椎体滑脱，先天性青少年脊柱侧凸等方面进行了深入研究。

　　MacThiong JM[10]等人通过研究180例4～18岁的正常人，得到平均PI48.4度,SS41.2度，PT7.2度。男性和女性之间没有显著差异。PI倾向于在儿童和青少年期间增长，在成人时期稳定，鉴于生长过程中生理和形态学上的变化上看很可能是为了维持适当的矢状面平衡。PT和LL两个位置依赖参数，受年龄增长的影响，很可能是为了避免不适当的身体重心前移。Vaz G[11]等人通过100例健康青年人研究发现，骨盆投射角PI与腰椎前凸有统计学相关性(r=0.69，P<0.001),骶骨倾斜角SS与腰椎前凸角有统计学相关性(r=0.75,P<0.001).发现位于髋关节轴上方的骨盆和脊柱平衡决定了身体重力线经过股骨头的位置。MacThiong JM[12]通过研究341例3～18岁的正常人的得到了脊柱骨盆参数的一个平均值范围。骨盆形态PI调控着骨盆的方向(PT，SS)。脊柱和骨盆的相邻结构是互相影响的，从而达到一个舒适的体位，达到最小化能量消耗。研究结果可以用来帮助外科治疗脊柱畸形的儿童患者以建立相对应的矢状面脊柱平衡。

　　Curylo LJ[13]等人通过53例的脊柱滑脱患者的研究发现，骨盆投射角与脊柱滑脱进展有相关性，通过骨盆投射角的测量可以帮助判断脊柱滑脱进展的风险。他们认为在低度滑脱的患者中，滑脱百分比并不能确定滑脱进展的风险。滑脱进展与腰骶椎联合处的剪切力增加和缺乏对抗力相关，增加的剪切力与腰骶关节增加的垂直度有关，这正好可以通过骨盆投射角的测量来预测。在研究病例中，高度滑脱的患者骨盆投射角PI比正常人和低度滑脱患者更大。因此，认为通过骨盆入射角的测量可以帮助判断脊柱滑脱进展的风险。Labelle H[14]等过214例L5S1进展性脊柱滑脱患者和160例健康人的脊柱骨盆X线侧位片参数测量研究发现，PI,SS,PT,LL在脊柱滑脱患者中明显增高(P<0.01)，而TK则明显减低。PI与PT，SS，LL有明显的线性关系。骨盆的解剖学形态对脊柱滑脱的进展有明显影响，参加研究者骨盆投射角PI的增大似乎提示发生脊柱滑脱的更高风险，在进展性椎体滑脱患者中增大的PI可能是进一步发展的重要因素。Vialle R[15]通过研究224位进展型L5S1椎体滑脱患者和300位健康人对比发现SS，PT，LL增加，TK减小。相比健康人，PI在椎体滑脱患者中明显增大，但与滑脱程度没有明显相关性。笔者认为腰骶部的后凸相比，过大的PI更为有力的在腰骶部椎体滑脱的主要病因因素。从而导致L5S1椎体滑脱患者中增加L5S1关节的剪切力。Barrey C[16]通过研究40位退行性椎体滑脱患者(DSPL)和154无症状的志愿者研究得到。DSPL患者的PI角明显高于正常组。DSPL患者同时具有具有C7垂线前移，腰椎前凸减小，骶骨倾斜角减小的特征。笔者提出高PI可能是进展DSPL患者致病因素。

　　MacThiong JM[17]将160例青少年先天性脊柱侧弯患者通过冠状面曲线类型分为3组，分别分析脊柱骨盆矢状面参数后发现腰椎前凸角主要与脊柱畸形有关，而腰椎前凸角主要由骨盆形态所影响，特别是PI。侧凸曲线类型和矢状面骨盆形态和平衡没有特定相关性。Skalli W[18]通过研究30例先天脊柱侧凸患者的骨盆参数PI和脊柱参数，术前，术后短期中期长期随访发现骨盆在患者术前术后的运动和平衡起着核心作用，提出了测量PI的重要性。

　　Yoshimoto H[19]通过研究150例髋骨关节炎HOA和150例下腰背痛LBP的患者发现LL,SS,PI在LBP中要低于HOA患者，PI在HOA显著增高并且与PT,SS,LL显著相关,PI增大,其他都增大。这些发现提示，高PI在年轻的患者中因为前髋臼没有被覆盖而导致以后生活中HOA的进展。

　　Hsieh PC[20]通过研究发现，通过骶骨截骨术可以改变PI以增加骶骨后凸，补偿腰椎过度前凸，补偿矢状面平衡。PI为固定参数影响骨盆形态学特征，从而影响脊柱骨盆方向和矢状面脊柱变化。PI的增大伴随着腰骶关节前凸的增大，从而增大关节面的剪切力。Hart RA[21]通过5名脊柱骨盆分离外伤的患者矢状面X线测量参数的研究发现LL于PI有相关性(P<0.05)。有异常高PI值得患者因固定的站立姿势而导致腰部疲劳。PI是一种潜在性有用在脊柱骨盆分离外伤患者中确定矢状面平衡适当性降低的参数。Blondel B[22]通过50位患者的PI研究发现，PI是一个可靠的测量，即使在X线测量质量欠佳的情况下。

　　综上所述，骨盆形态对于脊柱矢状位平衡起着重要的作用，基于骨盆投射角PI法的研究将进一步被深入，新的更系统的骨盆形态研究方法可能被提出，随着研究的不断深入，研究结果不断的总结，骨盆形态各种研究方法取得的成果将对临床治疗脊柱骨盆疾病和调节矢状位平衡起到重要的作用。

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