孙 康，朱卫国，鲁世保

首都医科大学宣武医院骨科，北京 100053

正常的脊柱矢状面形态对脊柱生理功能的维持具有重要作用，矢状面形态异常不仅会影响脊柱功能，同时也会加速脊柱退行性变，促进脊柱病变的发生与进展［1］。脊柱矢状面形态异常可能由很多因素引起，椎体骨折、脊柱退行性变、医源性因素等均可引起脊柱矢状面形态异常［2］。另外，肌肉退行性变亦是引起脊柱矢状面形态异常的重要因素。脊柱椎旁肌肉在维持和调节脊柱矢状面形态中起着重要作用。其中，肌少症已经被证实是脊柱矢状面失衡的独立危险因素［3］。相较于胸椎、腰椎，颈椎在日常生活中的活动度（ROM）更大，脊柱矢状面失衡后的代偿调节，不仅是为了维持整体脊柱姿态的平衡，也是为了使人体获得并维持水平视线［4］。然而，人体通过椎旁肌动态调节颈椎矢状面形态与平衡的机制尚不明确。因此，本研究旨在分析颈椎矢状位参数动态变化与颈后肌群质量的相关性，探讨中老年颈椎病患者颈后肌群动态调节颈椎矢状面形态与平衡的机制，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 病例选择

纳入标准：①年龄≥45岁；②颈椎椎体周围无大型骨赘；③颈椎关节突关节无明显增生或退行性变；④临床及影像学资料完整。排除标准：①既往颈椎手术史；②颈椎骨折或外伤史；③颈椎病轴性症状影响颈椎活动；④合并脊柱结核、脊柱肿瘤、颈椎不稳、椎体楔形变、先天性椎体畸形、骨质疏松症、强直性脊柱炎、类风湿关节炎及颈椎侧凸畸形等。根据上述标准，纳入2018年6月—2019年7月收治的80例颈椎病患者临床与影像学资料，其中男43例、女37例，年龄为（63.84±10.25）岁，体质量指数（BMI）为（24.77±3.05）kg/m2。本研究经医院伦理委员会审核批准［临研审（2018）014号］。

1.2 影像学测量

所有患者入院后摄颈椎正侧位、过伸过屈位X线片和颈椎MRI，在Surgimap（version 2.3.1.1）系统上测量以下参数（图1）。①颈椎中立位、过伸过屈位C2～7Cobb角，即C2椎体下终板与C7椎体下终板连线间的夹角；②颈椎中立位、过伸过屈位C0～2Cobb角，即硬腭后上缘与枕鳞皮质外缘最低点连线与C2椎体下终板连线间的夹角；③颈椎中立位、过伸过屈位矢状位垂直轴（cSVA），即C7椎体后上缘到经C2椎体中心的铅垂线的距离；④颈椎中立位、过伸过屈位C7倾斜角（C7S），即C7椎体上终板连线与水平线间的夹角。其中，过伸位与过屈位C2～7Cobb角差值定义为C2～7Cobb角变化量，过伸位与过屈位C0～2Cobb角差值定义为C0～2Cobb角变化量，过伸位与过屈位C7S差值定义为C7S变化量，过伸位与过屈位cSVA差值定义为cSVA变化量。前凸角为正值，后凸角为负值［5］。

图1 不同位置颈椎矢状面参数测量Fig. 1 Measurement of cervical sagittal parameters in different positions

1.3 颈后肌群参数测量

所有患者术前完善颈椎MRI检查。MRI检查采用GE Signa HDxT 3.0T或GE Signa HDxT 1.5T设备，使用体表线圈，常规行T1、T2加权扫描，扫描完成后将图像存储在医院图片存档及通信系统（PACS），将C2/C3、C3/C4、C4/C5、C5/C6、C6/C75个节段的椎间盘层面横断面T2加权图像下载至计算机，由2位医师同时使用Image J系统（version 1.52a）进行测量。本研究选取的颈后肌群测量范围为椎板后缘、斜角肌内缘、肩胛提肌内缘及斜方肌前缘所围绕的颈深肌群（图2a），参考既往有关肌肉质量研究［6-8］中的测量方法，使用Image J软件勾勒出每个节段椎间盘中间横断面T2加权图像中颈后肌群的轮廓，得到颈后肌群的横截面积，随后通过调整图像阈值得到所测范围肌肉中的脂肪浸润横截面积（图2b），取二者差值获得各节段颈后肌群的功能性横截面积（fCSA），取平均值求得颈后肌群平均fCSA。

图2 颈后肌群相关参数测量Fig. 2 Measurement of posterior cervical muscle group parameters

1.4 统计学处理

采用SPSS 24.0软件对数据进行统计分析，对所有数据进行正态分布检验，符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验；以P＜ 0.05为差异有统计学意义。运用Pearson相关分析评估颈后肌群平均fCSA与颈椎矢状面参数及其变化量的相关性。

2 结 果

从过屈位到中立位、从中立位到过伸位，C2～7Cobb角、C0～2Cobb角、C7S及cSVA均显著变化，差异有统计学意义（P＜ 0.05，表1）。C2～7Cobb角变化量为44.42°±12.52°，C0～2Cobb角变化量为21.29°±8.32°，C7S变化量为-16.68°±9.14°，cSVA变化量为（-63.13±1.98）mm。

表1 不同位置下颈椎矢状面参数Tab. 1 Cervical sagittal parameters in different positions N=80，±s

表1 不同位置下颈椎矢状面参数Tab. 1 Cervical sagittal parameters in different positions N=80，±s

注：*与中立位相比，P ＜ 0.05；△与过屈位相比，P ＜ 0.05。Note：* P ＜ 0.05，compared with neutral position；△P ＜ 0.05，compared with hyperflexion position.

位置Position C2～7 Cobb角/（°）C2-7 Cobb angle/（°）C0～2 Cobb角/（°）C0-2 Cobb angle/（°） C7S/（°） cSVA/mm过屈Hyperflexion -19.71±12.71* 13.95±7.30* 35.73±11.45* 65.02±14.54*中立Neutral 15.27±14.35 25.26±10.40 23.20±7.99 16.82±13.10过伸Hyperextension 24.71±14.95*△ 35.24±10.11*△ 19.05±8.02*△ 1.89±16.89*△

对颈后肌群平均fCSA与颈椎矢状面参数作相关性分析发现，颈后肌群平均fCSA与C7S及cSVA明显相关，与C2～7Cobb角及C0～2Cobb角无明显相关性（图3）。对颈后肌群平均fCSA与颈椎矢状面参数变化量作相关性分析发现，颈后肌群平均fCSA与C7S变化量明显相关，与C2～7Cobb角变化量、C0～2Cobb角变化量及cSVA变化量无明显相关性（图4）。

图3 颈后肌群平均fCSA与颈椎中立位矢状面参数相关性分析Fig. 3 Correlation analysis of mean fCSA of posterior cervical muscle group and cervical sagittal parameters in neutral position

图4 颈后肌群平均fCSA与不同体位下颈椎矢状面参数变化量相关性分析Fig. 4 Correlation analysis of mean fCSA of posterior cervical muscle group and changes of cervical sagittal parameters in different postures

3 讨 论

既往研究［7］报道，胸腰椎椎旁肌是众多影响胸腰椎序列和矢状面平衡因素中的其中一种，除了椎旁肌，胸腰段序列同时受椎间盘高度丢失、关节突关节退行性变、椎旁韧带等的影响。上胸椎位于胸廓内，其序列主要受下端胸腰椎和胸廓结构的影响，与胸椎和腰椎相比，颈椎相对独立，除了脊柱本身，颈部椎旁肌在颈椎序列调节中起到80%的作用，椎体与韧带的调节作用仅占20%［8］。既往有颈椎椎旁肌与颈椎矢状位参数的相关性研究，但少有涉及颈椎动态调节的相关研究。本研究所得颈椎矢状位参数范围与既往研究无显著差异。既往研究［9-10］已证实C7S可以替代T1S在评估颈椎矢状面形态中的作用。本研究选取C7S而非T1S作为颈椎“底座”研究，原因如下。①Tamai等［9］的研究显示，在实际测量中，颈椎X线片上仅有少数T1上终板可以清楚显示。②在颈胸段椎体中，T1更加稳定，而C7相较于T1保留了一定的ROM。笔者认为，在颈椎静态研究中，C7保留的ROM并不影响对脊柱矢状面形态的观察，C7S可以在一定程度上代替T1S；而在动态研究中，C7较T1保留了一定的ROM［11］，可以更好地反映其作为颈椎“底座”在颈椎动态变化中自身的改变。

正常人群中，颈椎椎间盘的退行性变程度、颈后肌群质量以及关节突关节的ROM等都可能影响颈椎矢状面的姿态与ROM［8，12］。本研究结果显示，颈后肌群平均fCSA与中立位C7S存在正相关，颈后肌群平均fCSA与C7S变化量存在负相关，即颈后肌群平均fCSA越小，C7S越小，而C7S变化量越大。笔者猜想，颈后肌群对颈椎矢状面形态和平衡调节机制与整体脊柱的矢状位平衡调节机制类似，当腰椎前凸角丢失，骨盆后旋、胸椎后凸角减小、椎体间后滑脱、椎体过度后伸等一系列代偿机制随之启动［13］。在胸腰椎椎旁肌质量较好的人群中，首先启动的是腰背肌作用下的胸椎后凸角减小，胸椎后凸角减小为主要代偿调节机制［14］。随着年龄增加，当腰背部肌肉发生退行性变，脂肪浸润率逐渐增高，肌肉力量逐渐减小，难以维持胸椎后凸角的减小时，骨盆后旋、椎体间过伸、后滑脱及下肢膝关节屈曲等代偿机制逐渐启动，起到主要代偿作用［13］。因此，在颈后肌群质量较好的患者中，仅通过颈后肌群调节颈椎各节段间关节突关节滑移的程度及椎体间角度便可达到颈椎矢状面代偿的目的；但随着患者年龄的增加，颈后肌群发生退行性变，脂肪逐渐浸润肌肉，仅靠上述调节机制难以达到维持颈椎ROM的目的，这时，胸腰段的代偿机制随之启动，便是通过减小颈椎“底座”的倾斜程度，即C7S的角度达到代偿的目的，类似于整体脊柱平衡调节中骨盆前旋代偿机制在其中起到的作用。

本研究还发现，中老年颈椎病患者颈后肌群平均fCSA与颈椎C2～7Cobb角变化量、cSVA变化量无明显相关性，笔者认为，这并不能说明颈后肌群的质量与颈椎ROM无相关性，因为无论是C2～7Cobb角变化量还是cSVA变化量，只能反映颈椎矢状面代偿调节后的结果。颈后肌群是通过改变各节段间的角度或颈椎曲度，亦或是改变颈椎关节突关节滑移程度，从而最终使颈椎矢状面形态得到改变，其形态改变的结果一定程度上是通过C2～7Cobb角及cSVA的改变量反映出来的。因此，颈后肌群平均fCSA与颈椎C2～7Cobb角变化量、cSVA变化量无相关性，并不能说明颈后肌群与颈椎矢状面ROM不相关。

本研究对颈椎手术有一定指导意义。由于颈后肌群对颈椎矢状面平衡调节有重要意义，这就要求术者在颈椎后路手术过程中尽可能地保留颈后肌群，或在术后重新建立肌肉的起止点，以术后最大程度保留患者调整颈椎矢状位形态的能力。颈后肌群质量较差的患者在颈椎前路融合手术过程中，对通过钢板的弧度来纠正颈椎曲度的依赖更大，而颈后肌群质量较好的中老年患者对钢板弧度矫正曲度的依赖相对较小，术后可通过自身颈椎肌肉（包括颈后肌群在内）的作用来维持、调节颈椎的矢状面形态及平衡。

本研究的不足之处：①样本量较小，结果可能存在偏倚。②本研究对椎旁肌的评估是将颈后肌群作为一个整体来研究，而非将颈后肌群再细分为各块肌肉来研究其与矢状位参数的关系，这是因为在中老年患者中，由于椎旁肌的退行性变（主要为脂肪浸润），很难通过肌筋膜再将其细分。③笔者利用测绘软件人为勾勒出颈后肌群的轮廓以获得各节段颈后肌群的横截面积，存在一定的误差（可通过2名医师同时测量及扩大样本量等方式在一定程度上减小该误差）。④本研究所得颈后肌群质量与颈椎C2～7Cobb角无相关性的结论，可能与目标肌群的选择有关，本研究只选取颈后伸肌群作为目标肌群，如扩大目标肌群的选择范围，可能对结果产生影响。

对于本研究的未来方向，笔者有以下展望。①本研究缺少患者术后不同位置的颈椎X线片，无法验证保留颈后肌群或重建其起止点以达到术后最大限度保留其颈椎运动能力的猜想，后续将通过收集相关影像学资料以进一步验证笔者的猜想。②可设立无症状健康人群为对照组，收集矢状面形态和平衡的相关参数与颈后肌群横截面积参数进行对比分析，探究颈后肌群在无症状健康人群颈椎运动中的作用。

综上所述，颈后肌群在中老年人动态调节颈椎矢状面形态及平衡中具有重要意义。肌肉质量与C7S变化量存在相关性，中老年颈椎病患者可能通过颈后肌群改变颈椎“底座”倾斜率而非颈椎曲度来实现颈椎矢状面形态与平衡的动态调节。