从4种类型的腰椎前凸临界点探寻腰椎退变过程
2020-12-09 文章来源：《脊柱矢状位平衡》 点击量：4902 我要说
基于几何学近端角相互作用的分界理念，Roussouly根据骶骨倾斜角和腰椎前凸之间的强相关性，提出了对无症状人群的4个正常形态的分型。这种分界可以描述腰椎退行性变的演变过程，诱发局部椎间改变和曲线变化。
腰椎前凸的理论分型
基于前凸的临界点和矢状面顶点理论，Roussouly等通过对160名无症状个体的研究，提出了脊柱-骨盆形态学的分型。在Roussouly[12]等的这项研究之前，尚没有描述无症状脊柱形状的分型。显而易见，无症状脊柱之间仍存在很大差异(图6-6)。
图 6-6 全脊柱侧位X线
片中前凸长度的影响在左侧，有一个短节段腰椎前凸，前凸主要集中在少数几节脊椎。注意前凸曲线的上端在L3。在右边，有一个较长节段的腰椎前凸
考虑到腰椎前凸由两个弧组成，即一个等于骶骨倾斜角的下弧和一个准恒定的上弧，Roussouly等根据骶骨倾斜角和腰椎前凸的范围定义了4种类型的腰椎前凸角(图6-9)[12]。
图 6-9 不同类型的Roussouly分类
值得注意的是，1型、2型和前倾型与骨盆入射角较小相关，而3型和4型与骨盆入射角较大相关
对于骶骨倾斜角较小的，有两种类型：类型1，腰椎前凸下弧半径减小；类型2，下弧半径增大，接近直线。随着骶骨倾斜角的增加，腰椎前凸的下弧在角度和长度上也有所增加，且腰椎前凸的顶点位置也更高(3型和4型)(图6-9)。不同类型的前凸可定义如下。
1型脊柱前凸(图6-10)：特征在于骶骨倾斜角较小(＜35°)，腰椎前凸节段较短；腰椎前凸的顶点位于L5；临界点位置低且靠后，不超过L2～L3水平，腰椎前凸节段较短，最多有3个节段椎体；脊柱上段有明显的后凸，横跨胸腰交界处和胸廓。
图 6-10 1型脊柱前凸
骶骨倾斜角＜35°，骨盆入射角较低。脊柱后凸从腰椎开始，与长节段胸腰椎后凸相关
2型脊柱前凸(图6-11)：特征在于骶骨倾斜角较小(＜35°)；腰椎前凸的顶点位于L4椎体；临界点更高且更靠前，腰椎前凸(超过个节段水平)接近一条直线；整个脊柱的前凸及后凸均不明显；背部相对平坦。
图 6-11 2型脊柱前凸
骶骨倾斜角＜35°，临界点越来越高，越来越前，形成一个较长但平坦的下脊柱前凸(超过3个节段水平)，接近一条直线，前后凸均较小。背部平坦协调
3型脊柱前凸(图6-12)：特征在于骶骨倾斜角在35°～45°范围内；腰椎前凸的顶点位于L4椎体或L3～L4椎间盘的中心；前凸的下弧变得更加突出；临界点位于胸腰交界处，3型的脊柱平衡协调性较好。
图 6-12 3型脊柱前凸
骶骨倾斜角在35°～45°范围内，前凸的下弧变得更加突出。临界点在胸腰椎交界处，平衡协调性较好
4型脊柱前凸(图6-13)：特征是具有较高的骶骨倾斜角(＞45°)；腰椎前凸的顶点位于L3或更高的椎体；处于前凸范围内的椎体≥5个节段，且存在节段性过伸状态。
图 6-13 4型脊柱前凸
骶骨倾斜角＞45°，前凸侧的椎体数目大于5个节段，存在节段性过度伸展状态
骨盆入射角的作用及前倾类型的定义
Roussouly分类的独创性之处在于，引入了骶骨倾斜角与腰椎前凸之间的几何关系，从而在以骶骨倾斜角为代表的骨盆支点上构建了整个脊柱形状。通过亚型分析，1型和2型骨盆入射角较低(＜50°)，而3型和4型的骨盆入射角较高(＞50°)。
尽管有几项研究表明骶骨倾斜角和骨盆入射角之间有很强的相关性[17]，但如果骨盆倾斜角很小或为负(如PI=40°、PT=0°和SS=40°)，几何关系PI=PT+SS会有高骶骨倾斜角和低骨盆入射角的可能性。因此，Roussouly最初的分类可能忽略了一个脊柱形态类型，即骶骨倾斜角高(＞35°)，骨盆倾斜角接近于0°或为负值。
Laouissat[18]等最近发布了一项对原始分类的更新修订，并将这一遗漏类型包括在内。他们将其称为前倾3型，因为它具有与经典型3型相同的特征(35°＜ss＜45°)，但骨盆倾斜角较低(PT≤5°)(图6-14)。
图 6-14 前倾3型
与3型相似，但骨盆倾斜角＜5°，骨盆入射角较小(*.原著表述疑有误)
作者指出，这些类型具有较低的骨盆入射角[18]。因此，有可能用较小的骨盆入射角来获得高于预期的骶骨倾斜角。由于腰椎前凸角与骶骨倾斜角相关，当骨盆前倾(骨盆倾斜角较小或负值)时，3型腰椎前凸可能与低骨盆入射角相关。这种情况也不例外，16%的人群被描述为“前倾3型”[18]。
这些发现对脊柱病理具有重要意义。事实上，PI＜50°的矢状面不平衡的患者腰椎前凸一定是1型和2型，或者是前倾3型，而如果PI＞50°，则原来的脊柱排列是3型或4型。此外，此分类有助于确定脊柱中的局部应力较高的区域，即腰椎弯曲程度越深，对后部(尤其是小关节)的影响越大。相反，腰椎曲度越低或背部越平坦，对椎间盘的影响越大[19]。
我们可以总结一下这一论断，即一个“病理的”或退化的脊柱以前有一个正常的形状，这个原始形状的惟一形态特征是骨盆入射角。
病理状态下正常脊柱曲线的意义
Roussouly的分类存在一个明显的问题，它是在无症状人群中建立的，而在病理条件下是不可用的。然而，脊柱的生理曲线也会影响对各种病理条件的反应。脊柱矢状面形态决定了最大接触压力的区域，这种接触压力在低骨盆入射角患者的椎间盘区域更高，而在高骨盆入射角患者的后路区域较高。这与脊柱后部(主要是小关节)的磁共振退行性改变有关。
解剖学研究发现，退行性椎间盘疾病与低骶骨倾斜角和低骨盆入射角相关，而高骶骨倾斜角和高骨盆入射角则决定了峡部裂和退行性腰椎滑脱的高发病率[20]。这种分类很重要，因为它将构成退行性脊柱分类发展的基础。
脊柱功能性分界中最重要的概念之一是围绕临界点的腰椎前凸上弧与胸椎后凸下弧之间的相互作用关系。这一重要的概念在脊柱畸形的外科矫正策略中具有若干重要意义。
事实上，脊柱前凸与脊柱后凸之间的临界点越高，脊柱后凸的空间越小。这种胸椎后凸的空间不足会推动近端胸椎的屈曲范围。由于屈曲的区域较短，为了抵消长的前凸，因此平衡的惟一方法是增大后凸角，这可以在颈椎出现后凸时的长凹背上得到证实。这也许可以解释PJK发生在过多的腰椎前凸矫正。
Roussouly提出的另一个概念是脊柱弯曲的顶点。低骨盆入射角的脊柱曲线具有较低的前凸顶点，而高骨盆入射角的脊柱曲线具有较高的顶点。这意味着在治疗畸形时需要恢复正常的顶点位置，从而影响截骨水平[21]。
实际上，Lafage[22]等建议采用L3截骨，因为它可以产生相同的矫正结果，并且并发症少。但是，当对低骨盆入射角的1型患者进行椎弓根截骨术时，前凸与高顶点变得不协调，这是通过减少胸腰椎后凸导致3型前凸，使骨盆在前倾位置旋转所致。在3型和4型中，当矫正上弧的前凸而不是下弧的前凸时，由于两个弧(上弧和下弧)的相互作用，它改变了前凸的整体走向，可能直接影响后凸的下弧。
这种分类的另一个含义是脊柱对创伤的反应。在脊柱后凸内，某一椎体与身体的前后平衡轴相距较远，后者通常通过外耳道、C7～T1间隙、L5～S1及股骨头的中心，并承受偏心载荷[4]，偏心载荷产生前部载荷位移。在创伤情况下，会导致楔形骨折的发生[4]。
脊柱前凸节段，椎体承受同心圆载荷，作用力通过脊柱中部和后部。这些力在终板上分布得更均匀，根据牛顿第三定律，它有利于中心或爆裂性骨折的发生。因此，骨盆入射角较低的患者在上段腰椎区域载荷更集中的椎体上发生爆裂性骨折的风险增加。
最近，Roussouly分型被应用于青少年特发性脊柱侧弯的队列研究。作者发现Roussouly 3型和4型患者脊柱侧弯更严重，腰椎前凸和胸椎后凸更大。他们还发现Roussouly 1型患者的低度脊柱侧弯发生率明显更高，而3型和4型的高度脊柱侧弯发生率更高[23]。
在另一项研究中，Kharrat[24]等发现Roussouly分型与脊柱侧弯类型和椎体顶点旋转有关，即Roussouly 1型和2型与Lenke 5型曲线相关，而Roussouly 3型和4型与Lenke 1型和2型曲线相关。Bakouny[25]等将步态参数与Roussouly形态相关联。
这些作者发现，与3型和4型受试者相比，2型受试者的平均骨盆后倾明显更大，且骨盆入射角更小，与4型受试者相比骨盆倾斜的运动范围明显更大，2型受试者的髋关节伸展最大。髋关节伸展和骨盆后倾的联合作用可能导致股骨髋臼后撞击，从而导致骨关节炎的发生。
总结
自从Hippocrates考虑到解剖学分界以来，人们就知道脊柱在矢状面上存在多种弯曲。通过功能性分界，我们可以对人类脊柱矢状面弯曲的正常变化进行分类。由此得出结论，弯曲的意义不仅仅是一个角度相互作用的问题，更是一个包括形状和角度在内的脊柱矢状面整体平衡的问题。
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来源：《脊柱矢状位平衡》
翻译：陈宇翔 尹 鹏
校对：刘玉增 李 利
主译：海 涌 李 利 李危石 郑召民
主审：邱 勇 吕国华
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