李立新 刘颖 樊国峰 路博 孙祥耀 海涌

成人退变性脊柱畸形 (adult degenerative scoliosis，ADS)为一种三维脊柱畸形。在既往研究中，冠状位矫形的矫形被作为手术的重点。胸腰段椎体旋转导致的后凸畸形对脊柱畸形有重要影响，从而对矢状位畸形有重要影响[1]。目前，脊柱矢状位畸形也引起很多重视。脊柱畸形会减少腰椎前凸角 (lumbar lordosis，LL)，增加胸椎后凸角 (thoracic kyphosis，TK)，进而改变理想的脊柱矢状面形态[2]。为了实现理想的矢状位矫形，既往研究已经建立了不同的评估系统对 ADS 进行术前分析，从而为脊柱畸形矫形策略的制订提供参考。ADS 患者的术前评估系统包括 SRS-Schwab 分型 (Scoliosis Research Society-Schwab classification)[3]、Roussouly 分型[4]等。

根据 SRS-Schwab 分型，矫形的主要目标包括骨盆投射角 (pelvic incidence，PI)与 LL 之差 (PI-LL)＜ 10°，骶骨倾斜角 (pelvic tilt，PT)＜ 20°，矢状位垂直轴 (sagittal vertical axis，SVA)＜ 4 cm[3,5]。然而，在按照 SRS-Schwab 分型进行 ADS 矫形后，机械性并发症仍然有较高的发生率[6]。此类分型难以有效预测 ADS 矫形术后的临床疗效，尤其是在无矢状位畸形时，此分型的预测效果更差。在 Roussouly 分型中，根据骶骨倾斜角 (sacral slope，SS)和 LL 的形态特点将脊柱形态分为 4 种分型。此分型在随后的研究中得到进一步更新，增加了前倾 3 型[7]。前倾 3 型的主要特点为 PI 较小，SS ＞ 35°，PT 较小甚至为负值[7]。此分型将所有影像学参数与理想脊柱序列进行比较，从而评估两者之间的差异。除此之外，理想的矢状位序列受 PI 与其它影像学参数间相互关系的影响。这是由于 PI 相对较为恒定所致[8]。Roussouly 分型有助于明确脊柱的应力集中区域。在此分型中，LL 降低及平背会导致椎间盘内应力增加；LL 增加会增加后柱结构的接触应力[9]。Roussouly 分型有助于预测最佳的连接棒弯曲角度以及最佳的脊柱矫形程度。然而，脊柱退变会改变脊柱的解剖特点，进而影响脊柱不同节段、骨盆、髋关节以及膝关节的代偿能力。这将使 Roussouly 分型在 ADS 评估中的准确性仍有争议[10]。回顾性分析 2016年 12 月至 2018年 10 月，于河北中石油中心医院和首都医科大学附属北京朝阳医院接受长节段内固定术治疗的 71 例 ADS 患者的临床资料，对 Roussouly 分型在预测 ADS 长节段内固定矫形术后机械性并发症方面的准确性进行评估，并分析其特点，报道如下。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1)年龄 ＞ 60 岁者；(2)融合节段 ≥ 4 个椎体者；(3)冠状面 Cobb’s 角 (coronal Cobb’s angle，CA)≥ 20°，SVA ≥ 5 cm，PT ≥ 25°，胸椎后凸角 (thoracic kyphosis，TK)≥ 60° 者；(4)随访时间 ≥ 2年者。

2.排除标准：(1)既往脊柱融合手术史者；(2)合并其它脊柱病变、自身免疫疾病、感染、肿瘤等疾病者。

二、一般资料

本研究共纳入 71 例。其中男 13 例，女 58 例；年龄 75～84 岁，平均 (76.7±2.6)岁；体质量指数 (body mass index，BMI)19.6～35.7，平均 26.9±3.8。术后随访时间 13～41 个月，平均 (19.1±5.9)个月。

三、机械性并发症定义与分组

本研究中所纳入机械性并发症包括：近端交界性后凸形成 (proximal junctional kyphosis，PJK)或内固定失败 (proximal junctional failure，PJF)、远端交界性后凸形成 (distal junctional kyphosis，DJK)或内固定失败 (distal junctional failure，DJF)以及内固定相关并发症[8]。PJK 定义为上位固定椎 (upper instrumented vertebra，UIV)以及 UIV+2 之间 CA 在末次随访时比术后早期增加 ≥ 10°。PJF 定义为 UIV 或 UIV+1 骨折以及 UIV 内固定移位。DIK 或 DJF 定义为末次随访下位固定椎 (lower instrumented vertebra，LIV)与 LIV-1 较术后即刻增加 ≥ 10° 或 LIV 内固定移位。内固定相关并发症定义为内固定松动、内固定断裂、内固定拔出等其它影像学可见的机械性并发症。根据是否有机械性并发症将患者分为机械性并发症 (mechanical complication，MC)组与无机械性并发症 (no mechanical complication，NMC)组。

四、评价指标

1.一般指标：收集患者出血量、手术时间、融合椎体数量、疼痛视觉模拟评分 (visual analogue scale，VAS)、日本骨科协会 (Japanese Orthopaedic Association，JOA)评分以及 Oswestry 功能障碍指数 (oswestry disability index，ODI)。

2.影像学参数及评分系统：按照 Roussouly 分 型[11]的内容对影像学参数进行测量，主要包括：CA；PI：连接骶骨上终板中点和股骨头中点的连线与骶骨上终板垂直线之间的夹角；PT：骶骨上终板中点与股骨头中点之间的连线，与骶骨上终板中点的重垂线之间的夹角；SS：骶骨上终板和水平线之间的夹角；TK：T4上终板与 T12下终板之间的 CA；LL：L1上终板与 S1上终板之间的 CA；SVA：从 C7铅垂线到骶骨后上角的距离；腰椎前凸椎体数量 (the number of vertebrae included in the lordosis， NVL)、腰椎前凸顶点 (the lumbar sagittal apex， LA)、胸椎后凸与腰椎前凸拐点 (inflexion point， IP)以及腰椎前凸分布指数 (lumbar lordosis distribution index，LDI)，L4～S1之间 CA 与 LL 比例。所有 Roussouly 分型根据其腰椎前凸顶点、IP 以及 NVL 进行定义[7,12-13]。根据既往研究中的定义以及所取得影像学参数对患者的 Roussouly 分型进行划分 (表 1，图1)。所有影像学参数分别由 2 位研究者通过 Surgimap 软件 (Nemaris Inc.，New York，NY)进行测量，存在争议的数据通过研究者讨论决定。

图1 患者，女，65 岁，ADS a：术前正位 X 线片示冠状位 CA 14.2°；b：术前侧位 X 线片示 PT 10.5°，PI 48.4°，SS 38.7°，TK 29.1°，LL 47.2°，NVL 5，LDI 76.2%，SVA 4.7 cm，LA 位于 L4，IPL1，患者理想 Roussouly 分型应当为 3 型；c：术后正位 X 线片示 CA 3.6°；d：术后侧位 X 线片示 PT 17.2°，PI 50.1°，SS 33.4°，TK 33.1°，LL 51.1°，NVL 4，LDI 70.1%，SVA 1.4 cm，LA 位于 L4～5，IP 位于 L2，患者术后 Roussouly 分型接近 2 型；e：末次随访正位 X 线片示 CA 6.3°；f：PT 17.2°，PI 49.6°，SS 32.4°，TK 38.1°，LL 42.7°，NVL 4，LDI 82.4%，SVA 5.4 cm，LA 位于 L4～5，IP 位于 L2，患者出现 PJKFig.1 A 65-year-old ADS female a: Preoperative anteroposterior radiograph showing coronal Cobb’s angle (CA)14.2°; b: Preoperative lateral radiograph showed pelvic tilt (PT)10.5°, pelvic incidence (PI)48.4°, sacral slope (SS)38.7°, thoracic kyphosis (TK)29.1°, lumbar lordosis (LL)47.2°, the number of vertebrae included in the lordosis (NVL)5, lumbar lordosis distribution index (LDI)76.2%, sagittal vertical axis (SVA)4.7 cm, lumbar lordosis apex (LA)at L4, thoracic kyphosis and lumbar lordosis inflection point (IP)at L1, the ideal Roussouly type should be type 3; c: Postoperative CA 3.6°; d: PT 17.2°, PI 50.1°, SS 33.4°, TK 33.1°, LL 51.1°, NVL 4, LDI 70.1%, SVA 1.4 cm, LA at L4-5, IP at L2, Roussouly classification of patients was close to type 2; e: At the last follow-up, CA 6.3°, PT 17.2°, PI 49.6°, SS 32.4°, TK 38.1°, LL 42.7°, NVL 4, LDI 82.4%, SVA 5.4 cm, LA at L4-5, IP at L2, proximal junctional kyphosis (PJK)was observed

表1 Roussouly 分型中影像学参数的理想值Tab.1 Ideal values of radiographic parameters in Roussouly classification

五、统计学处理

采用 SPSS 17.0 软件对数据进行统计学分析。连续性变量以表示。数据的正态性检验使用 Kolmogorov- Smirnov 检验。符合正态分布的连续性变量采用独立样本t检验进行分析。偏态分布的连续性变量采用秩和检验进行分析。分类变量以数量及百分比表示，并采用 Pearsonχ2检验进行分析。评分系统与机械性并发症之间的相互关系采用 Logistic 回归分析加以讨论。P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、基本情况

本组 71 例手术时间 300～675 min，平均 (442.6± 139.5)min；术中出血量 700～1575 ml，平均 (1032.7± 325.6)ml；融合椎体 4～9 个，平均 (5.9±1.9)个。机械性并发症 34 例 (47.9%)，其中 PJK 5 例，PJF 2 例，DJK 或 DJF 2 例，内固定相关并发症 27 例 (38.0%)，其中内固定松动 24 例，内固定断裂 3 例。术后影像学参数以及临床评分较术前有明显改善，差异有统计学意义 (P＜ 0.001)(表 2)。

表2 术前与术后影像学参数比较 (±s)Tab.2 Comparison of preoperative and postoperative radiographic parameters (±s)

表2 术前与术后影像学参数比较 (±s)Tab.2 Comparison of preoperative and postoperative radiographic parameters (±s)

项目 术前 术后 t 值 P 值CA (°)21.7± 6.8 7.2± 2.3 26.727 ＜ 0.001 TK (°)48.6±31.1 32.4±20.8 13.163 ＜ 0.001 LL (°)27.4±14.2 33.8±10.4 -12.574 ＜ 0.001 SS (°)25.4± 9.5 28.0± 7.4 -1.715 0.091 PT (°)25.9±14.5 22.8± 9.8 2.042 0.045 SVA (cm)9.8± 3.7 3.8± 3.5 103.587 ＜ 0.001 VAS 评分 6.6± 1.7 2.8± 0.8 35.123 ＜ 0.001 JOA 评分 3.7± 1.1 6.0± 1.8 -23.553 ＜ 0.001 ODI 60.8±24.6 27.4±13.0 20.839 ＜ 0.001

二、Roussouly 分型的数据比较

MC 组共纳入 34 例，NMC 组共纳入 37 例。NMC 组 Roussouly 1 型明显多于 MC 组 (P= 0.048)，而 Roussouly 4 型明显少于 MC 组 (P= 0.039)。NMC 组符合理想 LA 的患者数量明显多于 MC 组 (P＜ 0.001)。NMC 组符合理想 Roussouly 分型矫形标准的患者数量与 MC 组差异无统计学意义 (P= 0.057)(表 3)。

表3 机械性并发症组与无机械性并发症组间 Roussouly 分型参数的比较 [ n (%)]Tab.3 Comparison of parameters in Roussouly classification between the two groups [ n (%)]

三、评分系统与机械性并发症的相关性分析

Logistic 回归分析结果显示：符合理想 LA 与机械性并发症发生率 (P＜ 0.001)、内固定相关并发症发生率 (P＜ 0.001)、内固定松动发生率 (P= 0.002)呈负相关 (表 4)。而其它指标与机械性并发症发生率均无明显相关性 (P＞ 0.05)。

表4 Roussouly 分型与机械性并发症相关性的 Logistic 回归分析Tab.4 Correlations between Roussouly classification and mechanical complication by Logistic regression

讨论

既往研究显示，在长期随访过程中 ADS 术后并发症发生率 (8.4%～42.0%)、翻修率 (9.0%～17.6%)较高[14-15]。ADS 术后交界区应力集中会导致内固定或椎体塌陷，从而导致 PJK、DJK、假关节形成、连接棒断裂或椎体骨折[8-9,16-17]。本研究所纳入的所有患者均为老年人，因此对脊柱应力集中的耐受性较差。最常见的机械性并发症为螺钉松动，这是由于老年人骨密度下降所致。因此，螺钉松动会加重螺钉与骨组织接触面的应力集中现象[17]。

TK、SVA 和 SS 等影像学指标与机械性并发症发生相关[17-20]。SRS-Schwab 分型中 PI-LL 被用于评估脊柱骨盆参数，为预测机械性并发症的重要因素，并且用于预测术后健康相关生活质量[21-22]。然而，此种分型主要基于线性数值参数，无法涵盖 PI 的整体范围。当 PI 过高或过低时，根据 SRS-Schwab 分型制定的矫形目标往往具有误导性[12]。因此，既往研究根据 Roussouly 分型采用脊柱代偿能力以及 PI 大小来预测理想的脊柱矫形策略[11,23]。

Roussouly 分型根据 SS 将正常人群的脊柱骨盆相互关系总结为 4 种分型[4]。然而，腰椎退变和胸腰段冠状位畸形能够改变 LL 进而影响 SS[2]。因此，SS 在评估存在脊柱解剖结构病理改变的患者时，准确性较差。PI 相对较为恒定，其大小不受年龄、脊柱形态变化及脊柱骨盆代偿情况的影响。因此，在随后的研究中 Roussouly 分型基于 PI 进行了改良[24]。但是，Roussouly 分型主要基于正常脊柱骨盆数据所推测出的分型；并且不同 Roussouly 分型脊柱代偿机制的相关研究主要为横断面研究，缺乏纵向研究数据的支持[12,23,25]。在本研究中，大部分无机械性并发症的 ADS 患者为 Roussouly 1 型。这是因为 Roussouly 1 型的主要特点为较长的胸椎后凸在脊柱的低位节段延续为较短的腰椎前凸；胸椎后凸与腰椎前凸的拐点往往为交界性应力集中最为明显的区域，而此区域往往被长节段内固定系统加以固定融合，且固定于内固定系统的中心部位，生物力学结构稳定，因此机械性并发症相对较少；大部分机械性并发症的 ADS 患者为 Roussouly 4 型，这是因为 Roussouly 4 型中胸椎后凸和腰椎前凸弧度较大，而其交界处位置较高，往往位于内固定近端，因此使内固定应力集中现象更为严重，提高了内固定与骨组织接触面的剪切力，从而增加了机械性并发症发生风险[26]。本研究发现，无机械性并发症的 ADS 患者大多符合理想 LA 的要求。上述结果表明，MC 组与 NMC 组的 Roussouly 分型匹配情况差异，主要在于是否符合理想 LA 的矫形要求，而并非理想 IP 的匹配情况。改变原始 IP 会引起脊柱畸形的过度矫正。因此，ADS 矫形手术中应当重点关注 LA 的矫正。

本研究中尚有不足。首先，老年患者对脊柱矢状位矫形更为敏感，本研究中纳入患者的年龄高于既往研究，这将使本研究结果与既往研究有所不同。然而，本研究中纳入患者的年龄范围较小，因此本研究结果在应用于老年人群时能够更为准确。其次，本研究仅对 Roussouly 分型中的指标进行了分析，并未对椎旁肌以及下肢的代偿作用进行分析，这将无法全方位分析机械性并发症发生的可能原因。尽管存在上述不足，本研究仍然具有较高的参考价值。目前仍然需要能够系统评估患者特异性脊柱骨盆特点的新分型来指导 ADS 矫形手术策略的制定。

综上所述，根据 Roussouly 分型指导 ADS 的手术会改变原始 IP 会导致脊柱畸形的过度矫正，从而增加内固定系统的应力，进而提高机械性并发症的发生风险。在手术过程中调整 ADS 患者的 LA 更为重要。Roussouly 分型无法准确预测 ADS 矫形术后机械性并发症的发生风险。