脊柱退变性疾病矢状位平衡的代偿

　　导致脊柱退行性变的因素

　　随着年龄的增长，同全身其他系统一样，脊柱也会发生退行性改变，这是人体的一个代谢过程。只是各系统引起脊柱退行性改变的原因不尽相同。与脊柱退变相关的因素有以下八个方面：

　　脊柱退行性变

　　(一)年龄因素

　　一般而言，随着年龄的不断增长，脊椎骨骼、关节、韧带等组织发生脊柱退行性改变的程度和范围将不断加重，但相同年龄其退行性改变的程度和范围可不尽相同，此主要与诸后天获得性因素有关。

　　(二)慢性劳损

　　慢性劳损导致的脊柱退行性改变包括3个方面。①职业、工种等造成的慢性劳损。由于从事职业不同，所处的工作环境和工作性质可以使脊椎提早发生退行性改变或退行性改变程度加重，如长期从事低头劳动或伏案工作的人，容易发生颈部肌肉劳损和颈椎病;长期从事搬运或弯腰作业的人，容易造成腰椎退行性改变等。故从某种意义上讲，职业、工种也是一种致病因素。

　　②长期姿势不良。在日常生活与工作中，不良的姿势和体位可逐渐破坏体态平衡，并不需要明显的外伤史，就可引发颈腰背痛，必然会促使脊椎提早发生脊柱退行性改变。

　　③长期超强度活动。由于人体的关节活动有一定的限度，脊椎关节也一样，脊椎关节的活动是多方面的，主要有前屈、后伸、侧弯和旋转。如腰椎以屈伸活动为主，也可侧弯，几乎没有旋转;胸椎以侧屈和旋转为主，屈伸较少。脊柱的活动范围以颈椎及上腰椎最大，尤其颈胸交界及胸腰交界处。所以，在日常工作和生活中，应尽力避免不合乎脊柱生理的活动。长期超限度的体育运动也是引起脊椎提早或加速脊柱退行性改变的因素，如艺术体操运动员或杂技演员多患有脊柱退行性疾病。

　　(三)外伤

　　脊柱，尤其是颈、腰段，是人体活动度最大的部位之一，相对其他部位而言，较早发生退行性改变或退行性改变的程度较重，若脊柱承受了外伤，由于其代偿能力较差，往往可以提早或加速脊柱退行性改变。

　　(四)先天因素

　　有些脊椎先天性疾病或畸形，如先天性椎体融合、腰椎骶化或骶椎腰化、先天性骶椎隐裂等易使脊柱退行性改变过程加剧或提早。如双侧先天性髋关节脱位、臀中肌失效，以鸭步行走时，就会出现左右摇摆前进。使脊柱承受非生理性活动，而致过早发生脊柱退行性改变。

　　(五)慢性炎症

　　脊椎周围的各种炎症可直接刺激邻近的肌肉、韧带，或是通过淋巴系统扩散以至造成该处张力降低，韧带松弛或关节内外平衡失调，致使脊柱退行性改变加剧或提早。

　　(六)直接损伤

　　各种暴力导致的脊椎骨与关节及周围软组织损伤也可加剧脊椎的退行性改变，如医源性的反复多次的腰穿、粗暴的推拿手法、过度的脊柱活动均可破坏脊柱的正常结构，使脊柱退行性改变提早或加剧。

　　(七)肌肉神经系统疾患

　　肌肉神经系统疾患主要见于小儿麻痹后遗症等疾病。如臀大肌麻痹时，当患者行走，健侧下肢向前跨步时，其身体要向后倾斜以代偿麻痹的臀大肌功能不足，然后摇摆前进;臀中肌麻痹时，当健侧下肢向前跨步时，其身体向外侧倾斜以稳定骨盆，然后摇摆前进;单侧股四头肌麻痹时，患者用手按患侧大腿前方跨步前进;两侧股四头肌麻痹时，患者将身体向前屈曲，以保持膝关节伸直，维持步行。这些步态都改变了脊柱在行走过程中的生理性负荷，使脊柱偏向负重，而使脊柱退行性改变提早或加重。

　　(八)气候及居住环境因素

　　由于本身体质较虚弱，加之居住或工作环境的不同也会促使退变提早出现。在高原生活和工作的人，由于缺氧，代偿性血红蛋白增多，血液黏度增加，影响了血液循环，关节肿胀，缺少营养，关节发生退变的可能性增加。在南方，阴冷潮湿的季节较多，这同样易损害关节和肌肉，发生炎症反应，也促使关节炎的发生。在冶金行业的电镀车间、食品行业的屠宰车间，工人长期在水中作业，同样发生关节炎的机会较多，脊柱退行性改变也较提前。

脊柱退变性疾病矢状位平衡的代偿

脊柱退变，包括小关节的增生、椎间盘突出、伸肌群的萎缩等都会引起脊柱正常生理曲线的改变，最常表现为腰椎前凸的丢失。当脊柱矢状位的局部出现异常时，机体会启动多种代偿机制来维持总体平衡。这是自我调节的过程，然而却需要增加能耗，导致疼痛及活动受限等症状。对于手术患者，未能恢复良好的矢状位曲线不仅降低手术的疗效而且会明显增加邻近节段退变的风险。因此，对老年脊柱退变性疾病患者的诊疗，尤其是行内固定手术的术前计划，需要充分评估矢状位的平衡情况，理解其中的代偿机制。

脊柱全长侧位片的测量需要涉及到多个影像学参数，或许让人觉得枯燥乏味。临床上我们推荐按以下步骤来评估矢状位的状态，便于理解。

第一步：了解患者的理想矢状位曲线

退变的过程会使得正常的脊柱生理曲线发生改变，可能已“面目全非”，故需要一个相对稳定可靠的“线索”帮助我们从病变状态下了解患者的理想曲线。骨盆作为将躯干的受力向下肢传导的过度区域，对脊柱、尤其是腰椎的形态有重要影响。骨盆投射角(PI,PelvicIncidence)定义为髋轴(双侧股骨头中心的连线)中点至骶骨平台中点与经骶骨平台的垂线所成的角。PI值在个体成年后基本维持不变，除非骨盆的结构发生改变。PI值的大小与理想的腰椎前凸(LL,LumbarLordosis)值近似相等。而胸椎后凸的值一般较腰椎前凸小10°以上。因此，PI便是解决问题的关键，在测量了PI值之后，我们可以大致推测出患者的理想矢状位曲线。

第二步：判断患者整体的矢状位平衡状态

目前临床上最常用的判断矢状位平衡的方法为颈7铅垂线(C7PL,Cervical7PlumbLine)法。当C7PL位于骶骨后上角前方5cm以上时则定义为整体失平衡。而随着对参与矢状位平衡代偿机制的理解，颈7铅垂线法也存在一些不足之处。例如部分胸腰段后凸畸形的病人，临床症状很重，然而C7PL通过代偿机制却处在正常范围内。(图1)Roussouly等提出脊柱骶骨角(SSA,Spino-SacralAngle)的概念，定义为C7椎体中点与骶骨平台中点连线和骶骨平台间所成的角，对于高加索人群正常值约°。脊柱存在后凸畸形时，SSA值减小。该法也可快速、简便的辅助判断整体平衡，然而在国内还缺少相关报道。

图1.老年脊柱退变性胸腰段后凸畸形的患者，可见下腰椎L4/5、L5/S1间隙明显过伸，L4椎体轻度后滑脱，骶骨变平提示有骨盆后倾代偿，而胸椎的后凸亦明显减小。通过以上代偿方式，患者颈7铅垂线至骶骨后上角的距离约为5cm，整体并未出现明显失衡。

越来越多的学者建议将矢状位整体平衡分为三大类：第一类为平衡型，第二类为代偿型，第三类为失平衡型。前两者的区别即为机体是否启动代偿机制来维持平衡。Barrey等建议用比值的方法来进行分类。定义骶股间距(SFD,Sacro-FemoralDistance)为髋轴中点至骶骨后上角的距离。计算C7PL至骶骨后上角的距离与SFD的比值。当C7PL位于骶骨后上角后方时为负数，位于前方时为正数。理想状态C7/SFD0，00.5为失平衡。

第三步：明确其中的代偿机制

对于是否存在代偿机制，按照脊柱、骨盆、下肢的顺序进行观察。

在脊柱区域，当腰椎发生退变时，首先由临近节段通过过伸进行代偿。例如L4-5的退变可使得上腰椎(L1/2、L2/3)及L5/S1间隙的曲度增大。椎体的过伸后仰，向后的剪切应力增加，可加速小关节的退变，导致椎体的后滑脱，也能一定程度使得重心相对后移。而对于胸椎部位，当腰椎前凸减小时，胸椎后凸也相应减小维持平衡。当胸椎后凸值超过腰椎前凸值时，矢状位的失平衡往往会由胸腰椎曲线的转折点(IP,InflexionPoint)加速进展，胸椎后凸进一步增大。对于部分严重病例，甚至可见颈椎前凸加大。

骨盆可以通过后倾的方式来代偿矢状位平衡。反应骨盆后倾程度的参数为骨盆倾斜度(PT,PelvicTilt)。随着后倾的加重，PT值逐渐增大。Aurouer等提出理想的PT=0.37*PI-7°。骶骨倾斜角(SS,SacralSlope)为骶骨平台与水平线之间的夹角。SS实际上与下腰椎的前凸值相等。而正常下腰椎应占腰椎前凸的2/3以上。由几何关系可知，PI=PT+SS。当PTSS时，我们则认为骨盆已参与代偿。

下肢可以通过屈膝的方式使重心后移，但往往会导致膝关节的疼痛和疲乏。当股骨干与铅垂线间成角大于5°时，定义存在屈膝代偿。此时病人往往整体矢状位也处于失平衡的状态。

理解代偿机制最重要的意义在于，手术方案设计时应注意纠正患者的代偿状态。Lamartina等根据畸形的部位及其代偿机制对病理状态下的矢状位曲线进行了分型，其中包括胸腰段后凸、腰椎后凸、下腰椎后凸、全脊柱后凸等等共八类。上述四类最为常见，且均存在骨盆代偿。若骨盆代偿程度重，且L5/S1间隙存在退变，为了减少远端交界处病变纠正骨盆后倾，远端固定节段可能需延长至骶骨甚至需要融合至髂骨。此外，临床上区分腰椎后凸及全脊柱后凸对手术节段的选择有重要意义，主要的鉴别点则是胸椎是否已处于失代偿状态。若为腰椎后凸，根据病人具体情况矫形的上端可选择固定至L2或T10，而对于全脊柱后凸，上方固定节段可能需延长至中胸椎或上胸椎。可见，充分全面的分析患者的矢状位平衡状态能更合理的设计手术方案。

目前已报道多种方法和公式运用于术前矫形度数的计算。最简单的即是根为PI值恢复腰椎前凸。对于脊柱退变性疾病的老年患者，就诊目的主要是为了缓解疼痛和功能障碍。术中应对狭窄节段的神经根管彻底减压，矫形方面重建合适的矢状位曲线即可，而不应过度强调矫形。当患者腰椎前凸的丢失小于25°时，通过预弯连接杆多可明显改善矢状位平衡;而当腰椎前凸丢失大于25°时，则可能需要Smith-Petersen截骨、经关节突截骨或经椎弓根截骨等方法重建前凸。一般情况下，术后腰椎前凸≥PI-10°即可。若术后复查脊柱全长侧位片，患者的多种代偿机制得到纠正提示临床效果好，反之则需要仔细







































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