成人脊柱骨盆矢状面参数及排列规律研究文档格式.docx
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2.DepartmentofStatisticsofSouthenMedicalUniversity
Guangzhou510630,China
【abstract】ObjectiveAradiographicevaluationofspino-pelvicsagittalparametersinChineseadultvolunteerstodeterminethecorrelationbetweentheparameters.MethodsWholespine,standinglateralradiographsof111Chineseadultvolunteersweretaken.RadiographicmeasurementsweremadeusingtheCobbtechniqueandpelvicradiustechnique.ThespinalandpelvicparametersIncluded:
TK(thoracickyphosis),TLK(thoracolumbarkyphosis),LL(lumbarlordosis),SS(sacralslope),PT(pelvictilt),PI(pelvicincidence),IntervertebralendplateAngle,SVA(sagittalverticalaxis),SSA(spino-sacralAngle),HA-S1sacraltranslationdistance、PA(pelvicangle)、PR-S1pelvicmorphology、PR-T12totallumbopelviclordosis、Segmentlumbopelviclordosis.Alldataandcorrelationsbetweentheparameterswerestatisticalanalyzed.ResultsThemeans±
SDasfollow:
age37.22±
10.77years,height164.68±
7.72cm,weight60.83±
10.83Kg,LL-48.75±
TK36.03±
TLK6.40±
PT11.18±
SS33.57±
PI44.75±
PA16.38±
6.23°
PR-S1-40.05±
8.35°
HA-S133.93±
12.2mm,SAV-2.66±
22.79mm,SSA127.32±
.OnlyLLhadsignificantstatisticalcorrelationwithalltheotherparameters.NegativecorrelationpresentedbetweenLLandTK,PI,SS,PR-S1,SSA(P<
0.01).PositivecorrelationpresentedbetweenLLandTLK,HA-S1,SAV,PR-T12,PA,PT(P<
0.01).SSAhadsignificantstatisticalcorrelationwithalltheotherparametersbutTK(P<
0.01).HighsignificantstatisticalpositivePearsoncorrelationcoefficientpresentedbetweenPIandPR-S1(r=0.994,P<
0.01),asPTandPA(r=0.985,P<
0.01)ConclusionTheChineseadultsspino-pelvicsagittalparameters’databasewasbuilt.Thesagittalalignmentfromthoracictopelvispresentedsignificantcorrelation,throughthestatisticalcorrelationanalysis.LLandSSAweremorepracticalinevaluatingthespino-pelvissagittalbalance.WesuggesttocombinePIwithPR-S1toestablishanewspino-pelvicsagittalbalanceevaluationsystem.
【keywords】Spine;
Pelvic;
Sagittalbalance;
Normalvalue
矢状面平衡的脊柱以最小能耗维持躯干稳定[1]。
Dubousset用经济圆锥(ConusofEconomy)来阐述脊柱矢状面平衡对于维持躯干稳定及姿势中的重要性,躯体失衡将加大维持姿势的能耗,直至无法维持直立[2]。
脊柱-骨盆矢状面平衡在诊治脊柱畸形、腰椎滑脱、预防和治疗“平背综合征”中越来越受到临床及科研的关注。
目前国外有报导脊柱-骨盆矢状面参数“正常值”及参数间相关性的文献,但国尚缺乏成人脊柱-骨盆矢状面参数的文献,临床及科研中也缺乏矢状面参数“正常值”来进行比较分析[3]。
我院2011年7月至8月拍摄111例国人志愿者脊柱全长片,测量C7至骨盆的脊柱-骨盆矢状面参数,并统计分析其相关性,现报道如下。
1资料与方法
2
1.1一般资料
1.1.1志愿者来源及纳入标准
志愿者来源于本医院医生、护士、学生及体检中心体检人群,纳入标准:
1、年龄20~60岁,2、无脊柱及下肢骨关节疾病史,3、无长期腰背痛史,4、X片无脊柱畸形,轻度椎体楔形变视为正常椎体变异。
志愿者拍摄均签署知情同意书。
参试者共计223例。
1.1.2拍摄方法
X片拍摄设备为PhillipVMDR拍照片机,投照距离3m,投射面积42cm×
42cm,两次曝光,自动拼接成像。
志愿者均拍摄脊柱全长正侧位片,正位片体位为面向投射器双膝双髋躯干伸直,双上肢自然下垂于身体两侧;
侧位片体位为右侧立位,双膝双髋躯干伸直,放松,双上肢前屈约30°
,置于水平扶杆上。
拍摄过程中保持放松、舒适。
体位见图1。
1.2影像学测量
1.2.1读片测量
DR成像直接传输至电脑,读片采用南方PACS系统,可将图像固定原比例缩放,调节对比度,标定点及直线、测量角度和测量距离,反片成像,以显示细节。
1.2.2测量参数
胸椎后凸角(TK)、胸腰段后凸角(TLK)、腰椎前凸角(LL)、骨盆倾斜角(PT)、骶骨倾斜角(SS)、骨盆入射指数(PI)、脊柱骶骨角(SSA)、矢状面垂轴(SVA)、各椎体间终板夹角(T10T11~L5S1)。
测量指标说明见表1及图2。
表1测量指标术语及说明
Table1NomenclatureforParametersMeasuredonStandingLateralRadiographs
测量指标
Measurement
缩写
Abbreviation
说明
Description
双侧股骨头中点
hipaxis
HA
双侧股骨头中点连线的中点。
胸椎后凸角
thoracickyphosis
TK
T1上终板与T12下终板夹角,后凸为正值,前凸为负值。
胸腰段后凸角
thoracolumbarkyphosis
TLK
T10上终板与L2下终板夹角,后凸为正值,前凸为负值。
腰椎前凸角
lumbarlordosis
LL
L1上终板与S1终板夹角,后凸为正值,前凸为负值。
骨盆倾斜角
pelvictilt
PT
HA至骶骨终板中点连线与矢状垂线间夹角,骶骨终板中点在HA后方为正值。
骶骨倾斜角
sacralslope
SS
S1终板与水平线夹角。
骨盆入射指数
pelvicincidence
PI
HA至骶骨终板中点连线与骶骨终板中垂线夹角。
脊柱骶骨角
spino-sacralangle
SSA
C7中点与骶骨终板中点连线与骶骨终板夹角。
矢状面垂轴
sagittalverticalaxis
SVA
C7中点垂线与骶骨后上角间距,C7PL在骶骨后上角前为正值,反之为负值。
各椎体间终板夹角
intervertebralendplateangle
T10T11…L5S1
各相邻椎体,上位椎体下终板与下位椎体上终板夹角,后凸为正值,前凸为负值。
1.3统计学方法
统计分析采用SPSS13.0软件包,数据以
表示。
变量间相互关系分析采用Simple(Pearson相关系数)。
双尾
为差异有显著意义。
2结果
通过纳入标准筛选,纳入试验总计111例,女56例,男55例,年龄37.28±
10.72岁(20~60岁),身高164.68±
7.72Cm(144~186Cm),体重60.83±
10.83Kg(45~99Kg)。
各参数均值、标准差、最大值、最小值及95%可信区间统计结果如下LL-48.75±
,详见表2。
本研究涉及参数较多,仅对临床及科研常用参数LL、TK、TLK、PT、SS、PI、SSA、SAV采用Pearson相关系数检验其相关性,结果见表3。
各参数数值变化围较大,这与其它研究结果相近[4~11],各参数95%可信区间围相对狭小,提示各参数的频数较为集中呈类正态分布。
参数间的相关性较为复杂,但所有参数中,仅LL与其它参数均有相关性,LL与TK、PI、SS、SSA呈负相关,r分别为-0.387、-0.536、-0.858、-0.801(P<0.01),与TLK、SAV、PT呈正相关,r分别为0.319、0.296、0.262(P<0.01)。
脊柱参数中TK与其它参数相关性较差,仅与LL呈负相关(P<0.01)。
TLK与PI、SS、SSA呈负相关(P<0.01),与LL呈正相关(P<0.01)。
骶骨相关参数中PI与LL、TLK呈负相关(P<0.01),与SS、PT、SSA、SAV呈正相关(P<0.01)。
反映骶骨围绕股骨头旋转的参数PT与SS、SSA呈负相关(P<0.01),与LL、PI、SAV呈正相关(P<0.05)。
反映骶骨倾斜程度的SS与LL、TLK、PT呈负相关(P<0.05),与PI、SSA呈正相关(P<0.01)。
反映脊柱整体平衡的测量参数中,SSA除TK外与其它参数均具有相关性(P<0.01),SAV与SSA呈负相关而与LL、PI、PT呈正相关。
表2各参数均数、标准差、围、95%可信区间
Table2.Means,SD,RangesoftheMeasurementsand95%ConfidenceIntervalforMean
参数
Measurements
均数
Mean
标准差
SD
最小值
Minimum
最大值
Maximum
95%可信区间
95%CI
年龄(岁)
Age(year)
37.22
10.774
20
60
35.19~39.24
身高(厘米)
Height(cm)
164.68
7.721
144
186
163.22~166.13
体重(公斤)
Weight(Kg)
60.83
10.826
45
99
58.79~62.87
腰椎前凸角(°
)
LL(°
-48.7463
10.02592
-68.64
-21.20
-50.6322~
-46.8604
胸椎后凸角(°
)TK(°
36.0275
7.33992
17.83
56.47
34.6468~
37.4081
胸腰段后凸(°
TLK(°
6.3971
7.43121
-12.85
23.43
4.9993~
7.7949
骨盆倾斜角(°
PT(°
11.1751
6.59270
-3.93
31.75
9.9350~
12.4152
骶骨倾斜角(°
SS(°
33.5727
7.64382
14.07
52.18
32.1349~
35.0105
骨盆入射指数(°
PI(°
44.7478
9.01467
24.69
70.52
43.0521~
46.4434
脊柱骶骨角(°
SSA(°
127.3213
8.97771
106.25
153.92
125.63~
129.01
矢状面垂轴(mm)
SAV(mm)
-2.6623
22.78893
-65.81
44.73
-6.949~
1.6243
Theintervertebralendplateangle
L5S1(°
-11.8169
4.22671
-23.38
-2.26
-12.612~
-11.0219
L4L5(°
-12.1322
3.0081
-18.51
-5.53
-12.698~
-11.5663
L3L4(°
-6.4603
2.32807
-12.63
-6.8982~
-6.0224
L2L3(°
-3.5133
2.17941
-9.92
1.29
-3.9233~
-3.1034
L1L2(°
-1.5329
1.96608
-7.94
2.51
-1.9027~
-1.1631
T12L1(°
0.2516
1.58525
-5.51
4.81
-0.0466~
0.5498
T11T12(°
1.6434
1.43632
-3.83
5.59
1.3733~
1.9136
T10T11(°
2.2014
0.99132
-2.3
5.56
2.015~
2.3879
*=总骨腰-骨盆前凸角totallumbopelviclordosis
表3参数间PearsonCorrelationCoefficient检验相关性表
Table3.TheStatisticalCorrelationsBetweentheParametersUsingthePearsonCorrelationCoefficient
SAV
-0.387*
0.319*
-0.536*
-0.858*
0.296*
0.262*
-0.801*
0.071
0.076
0.117
0.026
-0.032
0.131
-0.277*
-0.438*
0.167
0.129
-0.267*
0.698*
0.223**
0.558*
0.479*
-0.081
-0.205**
0.807*
0.399*
-0.388*
-0.28*
*=P<
0.01(Pearsontest,2-tailed)**=P<
0.05(Pearsontest,2-tailed)
3讨论
在诊治脊柱疾病中,脊柱-骨盆平衡是必须重视的重要环节,但目前临床和科研尚无系统的“正常值”以提供对照研究。
本研究入试对象为无脊柱下肢骨关节疾病史、无脊柱畸形及无长期腰背痛史的成年人,共计111例,可视为脊柱形态方面的“正常人群”,其测量结果对于国人脊柱-骨盆矢状面参数正常值具有普遍代表性。
我们从3个方面测量无症状人群脊柱及骨盆矢状面平衡参数:
1、脊柱参数:
LL、TLK、TK、各椎体间终板夹角。
2、骶骨参数:
SS、PT、PI。
3、脊柱骨盆整体平衡参数:
SAV、SSA。
本研究得到的参数数值与Jackson[12]、Gelb[13]、Roussouly[9]、Lee[15]的研究结果比较(表4),纳入研究的病例数分别为111例、105例、100例、160例及86例,研究对象种族不同,测量方法稍有区别,我们的测量结果普遍较其它研究偏小,但种族间的差异可能是主要因素。
表4脊柱-骨盆平衡数据对照表(均值±
标准差)
Table4ComparisonofStudiesofSagittalSpinalAlignment(Mean±
SD)
PresentStudy
Jackson
Gelb
Roussouly
Lee
n(case)
111
105
100
160
86
-48.75±
10.03
-62.5±
12.0*
-64±
10*
61.43±
9.72**
49.6±
9.6*
6.40±
7.43
8±
8
9.4±
6.3***
TK(°
36.03±
7.34
46.3±
10.6
32±
9.2****
11.18±
6.59
11.99±
6.46
11.5±
5.3
33.57±
7.64
39.92±
8.17
36.3±
7.8
46.54±
9.64
51.91±
10.71
47.8±
9.3
-2.66±
22.79
-32±
32
*LL=T12~S1,**LL=Globallordosis,***TLK=T11~L2,****TK=T3~T12
观察表2中各椎体间终板夹角L3L4最大值0°
提示部分人群胸椎后凸延展至L3/4水平,T10T11最小值示-2.3°
提示另部分人群,腰椎前凸延展至T10/11水平,结合TLK结果,最小值-12.85°
最大值23.43°
,说明无症状人群胸腰段“正常值”围较宽,胸腰段前凸可视为腰椎前凸向头端延续,后凸可视为胸椎后凸向尾端延续,这种差异可以造成脊柱矢状面形态上的明显区别,即长节段腰弯、胸腰弯均衡、短节段腰弯,有助于对脊柱骨盆矢状面的分型研究。
由表3可知只有LL与其他参数均具有统计学意义的相关性,本研究腰椎前凸角LL测量围为L1上终板与S1终板夹角,涵盖腰椎及骶骨平衡信息,较狭义的腰椎前凸角L1至L5或者T12至L5的围大。
LL与TK、PI、SS、PR-S1、SSA呈负相关,r分别为-0.387、-0.536、-0.858、-0.371、-0.801(P<0.01),与TLK、HA-S1、SAV、PR-T12、PA、PT呈正相关,r分别为0.319、0.371、0.296、0.653、0.34、0.262(P<0.01)。
这一相关性链描述了脊柱从胸椎至骨盆的矢状面排列规律:
腰椎前凸角小(LL绝对值小),常数PI小,胸腰段后凸大(TIK大)、胸椎后凸小(TK小)与胸腰段形成一长节段后凸,骶骨向后倾斜(SS小)并骶骨后上角向后远离股骨头(PT增加),骨盆开口水平,躯干前倾(SAV大、SSA小),脊柱趋向正向失衡。
反之亦有相应改变。
其简化图见图3。
与以往脊柱-骨盆矢状面平衡研究不同,本研究将研究围扩展到胸腰段和胸椎,使得研究更系统化。
脊柱的正失衡在临床中更具有意义,Lindh[16]的生物力学实验结果提示当身体重力线前移时腰椎压力负荷显著增加,腰椎压力负荷的增加将导致椎间盘退变加速。
这表明脊柱趋向正向失衡可能加速腰椎间盘退变导致相关疾病与Mac-Thiong观点一致[17]。
LL与其他参数均具有相关性也说明LL的变化可以影响其它参数,反之其它参数的改变也能引起LL的相应变化,LL在脊柱矢状面平衡中占有核心地位,这与以往研究脊柱矢状面平衡以PI为核心有所不同[18~22]。
回顾文献,各研究都指出PI与腰椎前凸存在显著相关性,Legaye认为PI是矢状面平衡的关键,并控制脊柱曲度以适应其它参数。
但统计学分析出的相关性并不能表明两者中谁是始动因素,“PI控制脊柱曲度以适应其它参数”有待进一步研究。
现有研究认为PI对于成年个体是固定不变的常数[18~20],PI=SS+PT,SS及PT可随着姿势或病理状况发生变化,由于SS与PT呈负相关,两者和值PI保持不变,即对于某个体由于脊柱退变时LL、SAV、SS、PT会发生相应变化,甚至出现相应的脊柱退行
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